Modeliranje in analiza enofaznega motorja s trajnimi magneti brez utorov

BENEDIK, MIHA (author), Miljavec, Damijan (mentor)

V zaključnem delu je predstavljen začetni del razvoja enofaznega motorja brez utorov, ki predstavlja enega od možnih motorjev, ki bi lahko bili uporabljeni v naslednji generaciji ročnih sesalnikov. Osrednji del naloge je analitični model za izbrano geometrijo in tip motorja. Na podlagi že izpeljanih enačb za izračun polja v zračni reži je bil analitično izračunan električni navor, inducirana napetost ter induktivnost glavnega navitja. Model omogoča tudi izračun izgub v bakru in železu. Preverjen je bil z MKE v programu Flux, ki je pokazal zelo dobro ujemanje. Rezultati elektromagnetnega modela služijo kot vhodi za v analitični termični model, ki je prav tako del naloge. Analitični model je bil uporabljen za optimizacijo motorja pri različnih kriterijih. Razvit je bil tudi tranzientni model, ki služi kot osnova za razvoj krmilnega algoritma in elektronike. V zadnjem poglavju je predstavljen še začetni koncept in prototipno tiskano vezje.

• Language: Slovenian
• Keywords: enofazni električni motor brez utorov, analitično modeliranje, optimizacija, genetski algoritmi, PSO, izračun magnetnega polja, termični model, Matlab, metoda končnih elementov, Flux, Altium
• Work type: Master's thesis/paper
• Organization: FE - Faculty of Electrical Engineering
• Year: 2018
• PID: 20.500.12556/RUL-105142
• Publication date in RUL: 29.10.2018

Secondary language

• Language: English
• Title: Modelling and analysis of single phase slotless permanent magnet motor

Abstract

The main part of the work is the analytical model of single phase slotless motor for the chosen geometry. Based on already derived equations for calculating the field in the air gap, the electric torque, induced voltage and the inductance of the main winding were analytically calculated. Calculation of copper and iron losses was also done. The model was checked by FEM in the Flux program, which showed a very good match. The results of the electromagnetic model serve as inputs to the analytical thermal model, which is also part of the work. The analytical model was used to optimize the motor for various criteria. A transient model was developed, which serves as a basis for the development of a control algorithm and electronics. In the final chapter, the initial concept of electronics, and PCB is presented.

• Keywords: slotless single-phase electric motor, analytical modeling, optimization, genetic algorithms, PSO, magnetic field calculation, thermal model, Matlab, finite element method, Flux, Altium