Silniki tarczowe ze względu na problemy takie jak osiowa siła magnetyczna między stojanem a wirnikiem oraz ograniczenia produkcyjne nie były na początku powszechnie stosowane. Jednak wraz z postępem technologicznym i biorąc pod uwagę ich nieodłączne zalety, takie jak duża gęstość mocy i wydajność, krajowe i międzynarodowe firmy oraz uniwersytety rozpoczęły-dokładne badania.
Silniki tarczowe również szybko się rozwinęły wraz z rozwojem-materiałów z magnesami trwałymi ziem rzadkich. Profesor Gu Chenglin z Uniwersytetu Naukowo-Technologicznego w Huazhong przeanalizował pola magnetyczne różnych-bezrdzeniowych silników prądu stałego z magnesami trwałymi typu dyskowego i zaprojektował bezrdzeniowy wirnik.
Aplikacje:
Włoscy badacze zaprojektowali 16-biegunowy, wielotarczowy, bezrdzeniowy, synchroniczny silnik osiowy prądu stałego z magnesami trwałymi, stosowany głównie w układach napędowych samolotów.
Pojawienie się silników synchronicznych z magnesami trwałymi- typu tarczowego jest wynikiem rozwoju silników o strumieniu osiowym. Ich pojawienie się w dużej mierze rozwiązało fatalne problemy tradycyjnych silników-kolumnowych o strumieniu promieniowym, takie jak słabe chłodzenie i niskie wykorzystanie rdzenia wirnika.
W porównaniu z tradycyjnymi silnikami synchronicznymi z magnesami trwałymi, silniki synchroniczne z magnesami trwałymi typu-tarczowego są bardziej odpowiednie do niektórych specjalistycznych zastosowań. Tylko dzięki ciągłym badaniom można w pełni wykorzystać ich zalety i poprawić ich wady. Analiza elementów skończonych, poprzez zrozumienie specyficznego rozkładu wewnętrznego pola magnetycznego silnika, może wskazać kierunek optymalizacji wydajności silnika.
Kluczowe technologie:
I. Zasada i charakterystyka silników synchronicznych z magnesami trwałymi typu tarczowego- Jako typ silnika o strumieniu osiowym, silnik synchroniczny z magnesami trwałymi typu-tarczowego, dzięki swojej specjalnej konstrukcji, nie tylko zachowuje wysoką sprawność i wysoki współczynnik mocy charakterystyczny dla silników z magnesami trwałymi, ale także posiada zalety w postaci wysokiej wydajności rozpraszania ciepła i niewielkich rozmiarów.
Badania topologii:
W przeciwieństwie do tradycyjnych silników-kolumnowych, strumień magnetyczny w szczelinie powietrznej silnika-tarczowego przewodzi osiowo. Ta cecha sprawia, że obliczenia symulacyjne elementów skończonych są bardziej złożone. Dlatego w tym artykule skupiono się na projektowaniu i symulacji silników-z magnesami trwałymi typu dyskowego.
Ukończono projekt elektromagnetyczny tarczowego silnika synchronicznego z magnesami trwałymi-, a w firmie Ansoft stworzono trójwymiarowy-model silnika synchronicznego z magnesami trwałymi-tarczy. Ustalono także wyniki symulacji równoważnego silnika liniowego, przekształconego przy użyciu-średnicy środkowej silnika jako wymiaru zastępczego.
Uzyskano trójfazową siłę elektromotoryczną bez-obciążenia i gęstość strumienia magnetycznego szczeliny powietrznej dla dwóch modeli silników, a następnie porównano wyniki symulacji obu modeli.
Badania topologii:
1.1 Zasada działania silników synchronicznych z magnesami trwałymi typu-tarczowego Zarówno silniki synchroniczne typu tarczowego-, jak i tradycyjne silniki synchroniczne-kolumnowe-z magnesami trwałymi wykorzystują wzbudzenie magnesem trwałym. Ta metoda wzbudzenia zmniejsza zużycie energii na skutek ciepła wytwarzanego przez uzwojenia wirnika lub szyny przewodzące w silnikach indukcyjnych, poprawiając w ten sposób sprawność silnika.
Badania procesu:
Chociaż obwód magnetyczny silnika synchronicznego z magnesami trwałymi typu dyskowego (PMSM) różni się znacznie od obwodu magnetycznego-tradycyjnego silnika PMSM typu kolumnowego, zasady ich działania są dość podobne. Kiedy do uzwojeń stojana PMSM przykładany jest symetryczny trójfazowy prąd przemienny, w szczelinie powietrznej generowane jest wirujące, okrągłe pole magnetyczne. To pole magnetyczne oddziałuje z polem magnetycznym generowanym przez magnesy trwałe, wytwarzając moment elektromagnetyczny, który wprawia wirnik w ruch obrotowy.
Dysk-PMSM typu:
1.2 Charakterystyka PMSM typu-dyskowego Magnesy trwałe w PMSM typu-dyskowego są wzbudzane osiowo i oba mają ten sam skład obwodu magnetycznego: szczelinę powietrzną, zęby stojana, jarzmo stojana i jarzmo wirnika, przy czym oba są zgodne z obowiązującymi przepisami.
W tarczy-typu PMSM parametry takie jak długość szczeliny powietrznej i rozmiar szczeliny stojana pozostają promieniowo stałe, podczas gdy parametry takie jak podziałka biegunów τ, podziałka zębów stojana t i szerokość zębów stojana bt są funkcjami średnicy Dm.
