TRUPER TRAKTIONSMOTORER UTAN PERMANENTMAGNETER - ALTERNERAD POLKONFIGURATION Samuel Estenlund, Industriell Elektroteknik och Automation, Lunds Universitet

Distribution Bakgrund Koncept –Alternerande polkonfiguration Rotordesign –Vridmoment, värme Prestanda –Vridmoment, hastighet Avslutning –Slutsatser, framtiden TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration BakgrundKonceptRotordesignPrestandaAvslutning

Permanentmagneter (PM) TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration BakgrundKonceptRotordesignPrestandaAvslutning Neodym viktigaste komponenten Hälsofarlig, dyr och omiljövänlig utvinning 95 % av all export från Kina Oförutsägbara priser Kan utgöra 60 % av materialkostnader för PMSM

Traktionsmotorer Permanentmagnetisering –Hög energitäthet Elektromagnetisering –Kan reglera fältstyrkan och därmed högre hastighet –Kan reglera vridmomentet Hybridmagnetisering –Kan kombinera dessa fördelar Vridmoment Hastighet Energi- omvandlingens verkningsgrad TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration BakgrundKonceptRotordesignPrestandaAvslutning

Uttryck Hybridiseringsfaktor Vridmoment Hastighet och EMK ω T TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration BakgrundKonceptRotordesignPrestandaAvslutning

Alternerad polkonfiguration Magnetkonfiguration –EM: Utpräglade poler –PM: Ytmonterade Hybridiseringsfaktor α –Lätt att definiera om EM och PM förutsätts vara lika Topologi –Magnetisk och mekanisk balans TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration BakgrundKonceptRotordesignPrestandaAvslutning

Simuleringar Studera EM- and PM-polerna var för sig 2-dimensionell finitelement-analys –Vridmoment –Värmeöverföring TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration BakgrundKonceptRotordesignPrestandaAvslutning

Resultat TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration BakgrundKonceptRotordesignPrestandaAvslutning

Kombinera ihop polerna TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration BakgrundKonceptRotordesignPrestandaAvslutning

Hybridmagnetiserad traktionsmotor Jämförelse med existerande IPMSM ParameterUnitValue Active lengthmm224 Stator outer diametermm200 Rotor inner diametermm60 Nominal speedrpm6000 Cond. current densityA/mm 2 10 PowerkW80 TorqueNm130 TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration BakgrundKonceptRotordesignPrestandaAvslutning

Tre hybridiseringsfaktorer Existerande IPM-rotor α = 1 HM-rotor 1 α = 2/3 HM-rotor 2 α = 1/3 TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration BakgrundKonceptRotordesignPrestandaAvslutning

Jämförelse TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration BakgrundKonceptRotordesignPrestandaAvslutning

Slutsatser och framtiden Alternerad polkonfiguration –Intressant topologi med tydliga fördelar –Mindre PM  Högre hastigheter –EM ger ökade reglermöjligheter Utmaningar –Värmeutveckling i rotorn (Super TRUPER?) –Släpringar Framtiden –Fortsatt forskning på denna konfiguration –Andra topologier/konfigurationer?  Reluktans-bidraget, vinklade magneter, eker-konfiguration  Ferritmagneter? TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration BakgrundKonceptRotordesignPrestandaAvslutning

Tack för mig! För vidare frågor, kontakt och information TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration BakgrundKonceptRotordesignPrestandaAvslutning