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학술저널
저자정보
Haoen Xu (Nantong University) Jin Huang (Nantong University) Xinyu Xu (Nantong University) Junqiang Zheng (Nantong University)
저널정보
한국자기학회 Journal of Magnetics Journal of Magnetics Vol.28 No.3
발행연도
2023.9
수록면
258 - 267 (10page)
DOI
10.4283/JMAG.2023.28.3.258

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This paper presents how to select the proper slot and pole combination (SPC) and reasonable rotor topologies for an interior permanent-magnet (IPM) machine. Firstly, the selection principle of SPC is reported, and some electromagnet performances, including winding factor, stator space magneto-motive force (MMF) harmonics, radial force harmonics, and cogging torque, are analyzed and compared. Secondly, four PM rotor topologies are designed and discussed, including surface permanent-magnet (SPM), spoke type, V-shape, and multi-layer reluctance (MR) type. Their performances, such as back-EMFs, torque, and ripple and flux-weakening capability, are thoroughly analyzed and compared by the finite-element method (FEM). Finally, a 27-slot and 8-pole V-shape IPM machine is selected and designed optimally, which offers high power/torque density, high efficiency, and less torque ripple. In order to ensure the reliability of its rotor mechanical strength, the equivalent stress and deformation are analyzed by ANASY. Besides, its d-q axis mathematical model is built to verify its performance further. Then experiments on the prototypes are carried out for validation.
#Interior permanent-magnet machine #harmonic #finite-element method #rotor stress #mathematical model

목차

1. Introduction
2. Selection of Slot and Pole Combination of Fractional-slot Windings
3. Selection of Rotor Topology
4. Design Optimization of 27s8p V-shape IPM Machine
5. Rotor Mechanical Stress Analysis
6. D-Q Axis Mathematical Model
7. Experimental Validation
8. Conclusion
References

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