32 research outputs found
Rapid sizing concept of interior permanent magnet machine for traction applications
This study presents a rapid sizing technique for interior permanent magnet (IPM) machine in traction application considering saturation effects. It is demonstrated that with limited computing resources, sizing, parameters considering saturation effects, and efficiency maps (loss maps) of an IPM machine can be generated within seconds with acceptable accuracy in comparison with finite element study and measurements. Thus, the proposed rapid sizing method is highly essential at the preliminary design stage of electric vehicle powertrains
Mechanical design of rotors for permanent magnet high speed electric motors for turbocharger applications
Realization of electrically boosted turbochargers requires electric motors capable of operating at very high speeds. These motors often use a permanent magnet rotor with the magnets retained within an interference fit external sleeve. Whilst it is possible to model such systems numerically, these models are an inefficient tool for design optimization. Current analytical models of rotors typically consider the stresses induced by the shrink fit of the sleeve separately from the stresses generated by centripetal forces due to rotation. However, such an approach ignores the frictional interaction between the components in the axial direction. This paper presents an analytical model that simultaneously accounts for interaction between the magnet and outer sleeve in both the radial and axial directions at designed interference and with the assembly subjected to centripetal and thermal loads. Numerical models presented show that with only moderate coefficients of friction and rotor lengths; axial load transfer between magnet and sleeve takes place over a short distance at the ends of the assembly. The paper then demonstrates how the analytical model aids definition of a feasible set of rotor designs and selection of an optimum design
Post臋p w technologii silnik贸w elektrycznych o magnesach trwa艂ych stosowanych w urz膮dzeniach medycznych
The paper discusses new constructions of permanent magnet (PM) brushless motors for medical and surgical devices, especially for implantable axial flow and centrifugal blood pumps. These motors usually have slotless stators and rotors integrated with pump impellers. Magnetic or hydrodynamic bearings are used because this type of bearings secures the longest life. Therapy, surgery and health care are, today, increasingly dependent on electrical and electronics engineering.Obecnie wiele urz膮dze艅 medycznych oraz chirurgicznych wymaga wysokiej jako艣ci ma艂ych silnik贸w elektrycznych o magnesach trwa艂ych. W artykule om贸wiono nowe silniki bezszczotkowe o magnesach trwa艂ych stosowane w urz膮dzeniach zainstalowanych chirurgicznie wewn膮trzustrojowo, w szczeg贸lno艣ci silniki do pompowania krwi. Silniki pracuj膮ce wewn膮trz cia艂a ludzkiego musz膮 odznacza膰 si臋 bardzo ma艂ym ci臋偶arem, bardzo du偶膮 niezawodno艣ci膮, temperatura pracy nie przekraczaj膮ca temperatury krwi ludzkiej, mo偶liwo艣ci膮 pracy w 艣rodowiskach agresywnych chemicznie oraz tolerowaniem przypadkowych uszkodze艅. Jako magnesy trwa艂e stosuje si臋 NdFeB o najwy偶szej osi膮galnej energii, obudowy stojana i wirnika ze stop贸w tytanowych, 艂o偶yska magnetyczne lub hydrodynamiczne oraz nowe tworzywa sztuczne i kompozyty na pozosta艂e elementy. Urz膮dzenie do wspomagania lewej komory serca (LVAD) jest pompa elektromechaniczna implantowana wewn膮trz klatki piersiowej, kt贸ra umo偶liwia prac臋 serca nie b臋d膮cego w stanie pompowa膰 krwi samodzielnie. Pacjent z wszczepionym LVAD oczekuje w tym czasie na znalezienie odpowiedniego dawcy oraz transplantacje serca. Rysunek 1 oraz 2 przedstawia pomp臋 elektromechaniczn膮 rotacyjn膮 DeBakey'a o przep艂ywie osiowym w kt贸rej silnik bezszczotkowy jest zintegrowany z wirnikiem pompy. Magnesy trwale umieszczone s膮 w sze艣ciu 艂opatkach impelera. 艁o偶yska osiowe s膮 zanurzone w krwi. Pompa o przep艂ywie osiowym Streamliner (rys. 3 oraz 4) dzia艂a podobnie, ale zamiast 艂o偶ysk mechanicznych posiada 艂o偶yska magnetyczne. Pole magnetyczne nie tylko nap臋dza impeler, ale r贸wnie偶 unosi go magnetycznie. Uzwojenie stojana jest uzwojeniem toroidalnym. Pompa centryfugalna (od艣rodkowa) Terumo DuraHeart沤 (rys. 5 oraz 6) o 艂o偶yskach magnetycznych posiada tr贸jfazowy, o艣miobiegunowy silnik bezszczotkowy tarczowy (strumie艅 osiowy) o magnesach trwa艂ych neodymowych zintegrowany z impelerem. Przy pr臋dko艣ci 2000 obr/min moc na wale wynosi 4.5 W oraz moment obrotowy 0.,0215 Nm. W pompie centryfugalnej VentrAssistTM silnik bezszczotkowy o magnesach trwa艂ych jest silnikiem o strumieniu magnetycznym osiowym, magnesach trapezowych oraz cewkach stojana umieszczonych po obydwu stronach wirnika. Cztery magnesy neodymowe w obudowie ze stopu tytanowego s膮 jednocze艣nie czterema 艂opatkami impelera. Bez偶艂obkowy stojan posiada trzy cewki g贸rne oraz trzy cewki dolne. Sprawno艣膰 silnika nie przekracza 48 % przy pr臋dko艣ci 2000 do 2500 obr/min oraz mocy 3 do 7 W. Rozk艂ad pola magnetycznego wirnika oraz stojana przedstawiono na rys. 9 i 10. Przebiegi charakterystyk sprawno艣ci oraz pr膮du fazowego stojana w zale偶no艣ci od obci膮偶enia s膮 wykre艣lone na rys. 11 oraz 12. Artyku艂 jest zako艅czony wnioskami wynikaj膮cymi z dotychczasowych do艣wiadcze艅 w konstrukcji ma艂ych silnik贸w bezszczotkowych pracuj膮cych wewn膮trzustrojowo