Algorytm do obliczeń elektromagnetycznych silników synchronicznych z magnesami trwałymi o cewkach skupionych

This paper describes the control of two-phase induction motor using a conventional three-phase bridge inverter. Two-phase induction motors in comparison with conventional three phase motors have the advantage of a simple stator current vector control. The physical phase currents themselves represent the coordinates of the stator current vector. For this reason two-phase induction motors are ideal for educational purposes as well as for experiments verifying various control strategies (for example sensorless speed control). The inherently best inverter topology for a two-phase induction motor consists of two single-phase bridge inverters. However, using a conventional three-phase bridge inverter may be an interesting alternative described in this paper.

W artykule omówiono algorytm do obliczeń elektromagnetycznych silników synchronicznych z magnesami trwałymi o cewkach skupionych dla stanu pracy synchronicznej ustalonej. Algorytm bazuje na obliczeniu przebiegów czasowych strumieni skojarzonych z poszczególnymi fazami uzwojenia i napięć indukowanych w uzwojeniach oraz przebiegu czasowego momentu elektromagnetycznego w szczelinie powietrznej silnika. W tym celu wykorzystywana jest magnetostatyczna, dwuwymiarowa analiza rozkładu pola elektromagnetycznego w silniku metodą elementów skończonych (MES). W modelu MES silnika pozycja kątowa wirnika względem stojana ulega krokowej zmianie i dla każdej z pozycji siatka elementów skończonych jest odpowiednio modyfikowana. W artykule zaprezentowano przykładowe wyniki obliczeń dla 6-biegunowego silnika o cewkach skupionych i liczbie żłobków na biegun i fazę q=0.5. Uzyskane z pomocą nowego algorytmu wyniki obliczeń porównano z wynikami otrzymanymi z zastosowaniem oprogramowania komercyjnego, w którym wykorzystano tzw. analizę MES dla stanów przejściowych. Opracowany autorski algorytm obliczeniowy jest wykorzystywany do obliczania charakterystyk elektromechanicznych silników PMSM i CW-PMSM.