طراحی روتور برای بهبود عملکرد موتورهای هیسترزیس شار محوری

Rotor design to improve dynamic performance of axial flux hysteresis motors

Abstract: In high-speed axial flux hysteresis motors (AFHMs), the hysteresis ring and the hysteresis ring holder have the main
roles of producing hysteresis torque in steady state and eddy current torque at sub-synchronous speed, respectively. In
conventional AFHM, and especially in the high-speed AFHM types, the hysteresis ring holder is placed between the
hysteresis ring and stator to produce more eddy current torque at the time of starting. Since the minimum magnetic air gap
can cause better motor performance, the previous research exchanges the hysteresis ring place and its holder. However, it has
worst motor dynamic response as a result. To cope with these issues, a new model is proposed in this study. A thin copper
piece is attached at the bottom of the hysteresis ring to improve the eddy current torque and consequently motor dynamic
response. Then finite element analysis is done in order to acquire the accurate copper thickness and investigate the new
proposed AFHM. Furthermore, experimental setups are provided and AFHM results in all cases are measured. The obtained
test and simulation results show that the new proposed model make a better dynamic performance for the AFHM

طراحی روتور برای بهبود عملکرد موتورهای هیسترزیس شار محوری 

چکیده

در موتورهای هیسترزیس شار محوری با سرعت بالا (AFHMها)، حلقه­ی هیسترزیس و نگهدارنده­ی حلقه­ی هیسترزیس به ترتیب نقشی اساسی در تولید گشتاور هیسترزیس در حال ماندگار و گشتاور جریان ادی در سرعت زیرسنکرون دارند. در AFHM متداول و بخصوص انواع AHFM با سرعت بالا، نگهدارنده­ی حلقه­ی هیسترزیس بین حلقه­ی هیسترزیس و استاتور قرار می­گیرد تا گشتاور جریان ادی بیشتری در زمان راه­اندازی تولید شود. با توجه به اینکه مینیمم شکاف هوایی می­تواند باعث عملکرد بهتر موتور شود، تحقیقات قبلی جای حلقه­ی هیسترزیس و نگهدارنده­ی آن را تغییر می­دهند. با این­حال، در نتیجه پاسخ دینامیکی بدتری برای موتور حاصل می­شود. برای رفع این مسائل، مدلی جدید در این مطالعه ارائه می­­دهیم. بخش مسی نازک به پایین حلقه­ی هیسترزیس متصل می­شود تا گشتاور جریان ادی و متعاقب آن پاسخ دینامیکی موتور را بهبود بخشد. سپس، تحلیل المان محدود به منظور بدست آوردن ضخامت دقیق و بررسی AFHM پیشنهادی جدید انجام می­شود. همچنین، مجموعه­های آزمایشگاهی ارائه می­شود و نتایج AFHM در تمامی موارد اندازه­گیری می­شود. نتایج حاصل از تست و شبیه­سازی نشان می­دهد که مدل پیشنهادی باعث بهتر شدن عملکرد دینامیکی برای AFHM می­شود.

.