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학술저널
저자정보
Ding Qiang (Nanjing Institute of Industry Technology) Deng Zhiquan (Nanjing University of Aeronautics and Astronautics) Wang Xiaolin Wu Guyu (Nanjing University of Aeronautics and Astronautics) Ni Tuocheng (Nanjing University of Aeronautics and Astronautics)
저널정보
대한전기학회 Journal of Electrical Engineering & Technology Journal of Electrical Engineering & Technology Vol.11 No.5
발행연도
2016.9
수록면
1,253 - 1,264 (12page)

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This paper proposes a novel Lorenz-force-type bearingless motor with single-axis actively positioned functionality. The novel motor consists of two slotless surface-mounted permanent magnet(SPM) motors, which have six skewed coils for each motor to constitute 3-phase windings and are in tandem along axial direction so as to achieve actively regulated axial motion. Additionally, two repulsive permanent magnet bearings (RPMBs) are used to passively stabilize radial- and tilting movements of the rotor. The slotless stator iron is employed for arrangement of the skewed coils in toroidal form. Compared with state-of-the-art single-axis actively controlled bearingless motors utilizing field weakening or strengthening effect of d-axis current to regulate axial movement, perhaps suffering irreversible demagnetization of permanent magnets especially at the time of start-up, the merit of this proposed motor is beneficial to prevent the demagnetization risk of permanent magnets. To verify the novel concept, firstly, theoretical analysis is carried out for modeling back electromagnetic force (back-EMF), axial force, drive torque. Followed by the analytical model, a detailed design process by integration of analytical method and finite element analysis (FEA) for the structural parameters are revealed. At last, 3-D FEA is performed to validate the correctness of analytical model, design process as well as to evaluate the performance of proposed motor.
#Bearingless motor #Repulsive permanent magnet bearing #Skewed winding #Slotless stator #Single-axis active suspension

목차

Abstract
1. Introduction
2. Structure and Principle
3. Analytical Model and Design Process
4. Verification by Finite Element Analysis
5. Conclusion
References

참고문헌 (16)

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[학술지(정기간행물)] - B. Lapotre / 2015 / New model of radial force determination in bearingless motor / IEEE Trans. Magn. 51 (3) google schola [학술지(정기간행물)] - W. Gruber / 2015 / Design of a novel homopolar bearingless slice motor with reluctance rotor / IEEE Trans. Ind Apps 51 (2) : 1456 ~ 1464 google schola [학술지(정기간행물)] - W. L. Li / 2015 / Design of a high-speed superconducting bearingless machine for flywheel energy storage systems / IEEE Trans. Applied Superconductivity 25 (3) google schola [학술지(정기간행물)] - A. Sinervo / 2014 / Rotor radial position control and its effect on the total efficiency of a bearingless induction motor with cage rotor / IEEE Trans. Magn. 50 (4) google schola [학술지(정기간행물)] - M. N. Recheis / 2014 / Selection of magnetic materials for bearingless high-speed mobile flywheel energy storage systems / IEEE Trans. Magn. 50 (4) google schola

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