Reluktanssiverkkomalli kestomagneettitahtikoneen staattisen ilmavälivuontiheyden mallinnukseen

Abstract

Kaikissa pyörivissä sähkömoottoreissa vääntömomentin tuoton kannalta olennainen magneettivuo kulkee staattorin ja roottorin välillä ilmavälin kautta. Ilmaväli mallinnetaan koneensuunnittelun yhteydessä tämän vuoksi tarkasti. Elementtimenetelmällä voidaan analysoida moottoreita varsin tarkasti, mutta menetelmän käyttö vie paljon aikaa ja sovittaminen muihin laskentaympäristöihin on usein hankalaa. Tämän vuoksi voidaan käyttää riittävän tarkkuuden omaavia analyyttisiä laskentamenetelmiä, joiden sovittaminen muihin ohjelmaympäristöihin on helpompaa kuin elementtimenetelmää käytettäessä.

Diplomityössä kehitetään reluktanssiverkkomalli kestomagneettien aikaansaaman ilmavälivuontiheyden mallintamiseen kestomagneettitahtikoneille, joissa on pinta-asennetut kestomagneetit. Kehitetyn reluktanssiverkkomallin toimivuutta vertaillaan muihin ilmavälivuontiheyden laskentamenetelmiin.

In every electric motor the magnetic flux flows between the stator and the rotor through the air gap creating torque. This is the reason why the air gap region must be analysed carefully. Finite element method gives accurate results but it is time-consuming and its implementation to other applications is often difficult. Therefore accurate enough analytical methods are being used, since their implementation in other computing applications is easier.

In this thesis a reluctance network for surface-mounted permanent magnet synchronous motors is developed. The functionality of the developed reluctance network model is compared with other air gap flux density calculation methods.