Detalhes do Documento

Optimized design and finite element analysis of a four-phase 8/6 switched reluctance motor

Autor(es): Machado, Gustavo de Oliveira ; Fidelis, Ricardo Tirone ; Moraes Filho, Marcos José de ; Viajante, Ghunter Paulo ; Silveira, Augusto Wohlgemuth Fleury Veloso da ; Gomes, Luciano Coutinho

Data: 2022

Origem: Oasisbr

Assunto(s): Finite element analysis; Iterative method; Switched reluctance motor; Motor design.; Análisis de elementos finitos; Método iterativo; Motor de reluctancia variable; Diseño del motor.; Análise de elementos finitos; Método iterativo; Motor a relutância variável; Projeto de motor.; Finite element analysis; Finite element analysis; Iterative method; Iterative method; Switched reluctance motor; Switched reluctance motor; Motor design.; Motor design.; Análisis de elementos finitos; Análisis de elementos finitos; Método iterativo; Método iterativo; Motor de reluctancia variable; Motor de reluctancia variable; Diseño del motor.; Diseño del motor.; Análise de elementos finitos; Análise de elementos finitos; Método iterativo; Método iterativo; Motor a relutância variável; Motor a relutância variável; Projeto de motor.; Projeto de motor.


Descrição

The switched reluctance motor (SRM) has been considered a viable alternative to replace the classic electric motors in applications that require variable speed drives. This motor is robust, has a simple construction and the advantage of having a rotor that doesn’t need windings or permanent magnets to operate. In this paper, a four-phase 8/6 SRM is designed in order to replace a three-phase induction motor (IM), using the same frame available. In the design methodology adopted, the mechanical data of the three-phase IM frame are used as initial parameters for calculus of the SRM dimensions. The choice of the SRM’s pole arc angles is optimized by the finite elements analysis (FEA). Furthermore, the FEA simulations allows the visualization of the magnetic flux distribution in the SRM structure and the gathering of important data such as the inductance and flux linkage profiles, and also the designed motor’s torque. The largest relative error obtained for the magnetic flux density in the motor core was 1.69% and the SRM’s resulting torque was very close to the one required initially. The presented results validate the designed prototype and consolidate the design methodology used.

El motor de reluctancia variable (MRV) se ha considerado una alternativa viable para reemplazar los motores eléctricos clásicos en aplicaciones que demandan variadores de velocidad. Este motor es robusto, tiene una construcción simple y tiene la ventaja de tener un rotor que no necesita bobinados ni imanes permanentes para funcionar. En este trabajo se diseña un MRV 8/6 de cuatro fases para reemplazar un motor de inducción trifásico (MIT), utilizando la misma carcasa disponible. En la metodología adoptada para el proyecto, los datos mecánicos de la vivienda MIT se utilizan como parámetros iniciales para el cálculo de las dimensiones del MRV. La elección de los ángulos de arco polar MRV se optimiza a través del análisis de elementos finitos. Además, las simulaciones realizadas mediante elementos finitos permiten la visualización de la distribución del flujo magnético en la estructura MRV y la recopilación de datos importantes, como los perfiles de enlace de inductancia y flujo, y el par motor diseñado. El mayor error relativo obtenido para la densidad de flujo magnético em el núcleo del motor fue de 1,69 % y el par resultante del MRV estuvo muy cerca del par requerido inicialmente. Estos resultados presentados validan el prototipo diseñado y consolidan la metodología de diseño utilizada.

O motor a relutância variável (MRV) tem sido considerado uma alternativa viável para substituir os motores elétricos clássicos em aplicações que demandam acionamentos com velocidades variáveis. Este motor é robusto, dispõe de uma construção simples e tem a vantagem de possuir um rotor que não necessita de enrolamentos ou ímãs permanentes para operar. Neste trabalho, um MRV 8/6 tetrafásico é projetado a fim de substituir um motor de indução trifásico (MIT), utilizando a mesma carcaça disponível. Na metodologia adotada para o projeto, os dados mecânicos da carcaça do MIT são utilizados como parâmetros iniciais para o cálculo das dimensões do MRV. A escolha dos ângulos dos arcos dos polos do MRV é otimizada através da análise por elementos finitos. Além disso, as simulações realizadas via elementos finitos possibilitam a visualização da distribuição do fluxo magnético na estrutura do MRV e o levantamento de dados importantes como os perfis de indutância e de fluxo concatenado, e o torque do motor projetado. O maior erro relativo obtido para a densidade de fluxo magnético no núcleo do motor foi de 1,69% e o torque resultante do MRV foi muito próximo do torque requerido inicialmente. Esses resultados apresentados validam o protótipo projetado e consolidam a metodologia de projeto utilizada.

Tipo de Documento Artigo científico
Idioma Português
facebook logo  linkedin logo  twitter logo 
mendeley logo

Documentos Relacionados

Não existem documentos relacionados.