Návrh a analýza synchronních strojů s permanentními magnety

Abstract

Vlastnosti synchronních strojů s permanentními magnety jsou mimo jiné závislé na geometrickém rozložení řezu stroje. Na rozdíl od EC motorů, kde je vhodné obdélníkové rozložení veličin, vyžadují tyto stroje sinusové průběhy. Od tohoto požadavku se poté částečně odvíjí specifické tvarování jednotlivých částí stroje. Návrhem těchto strojů, včetně různých geometrických úprav jejich řezu a zkoumáním vlivů těchto úprav, se zabývá tato diplomová práce. Součástí práce je i postup analytických výpočtů parametrů těchto strojů a ověřování výsledných vlastností za pomoci metody konečných prvků. Výsledkem je kombinace různých metod návrhu. Pro ověřování jsou využity programy FEMM, Maxwell RMxprt a Maxwell 2D transientní analýza. Jednotlivé úpravy geometrie strojů jsou aplikovány na stroje se soustředěným vinutím s různým poměrem počtu drážek na počet pólů a rozdíly mezi stroji a výsledky z jednotlivých metod jsou srovnávány.Characteristics of synchronous machines with permanent magnets depend among others on geometric layout of the machine section. Unlike EC motors, where rectangular arrangement of quantities is suitable, these machines require sinusoidal behaviour. Specific forming of individual machine parts is partially derived from this requirement. This thesis deals with design of such machines, including various geometrical modifications of their sections and examination of influence of those modifications. The thesis includes also analytical calculation procedure of machine parameters as well as verification of final characteristics using the finite element method. It results in a combination of various design methods. FEMM, Maxwell RMxprt and Maxwell 2D Transient Analysis programs were used for verification. Individual modifications of machine geometries are applied to machines with concentrated windings with different ratio of number of slots and poles, and differences between machines and results of individual methods are compared.