Mehrage Ghods; Jawad Faiz; Ali A. Pourmoosa
the University of Tehran, Tehran, Iran
M. Ghods, J. Faiz and A. A. Pourmoosa, "Winding Function Model-Based Performance Evaluation of a PM Transverse Flux Generator for Applications in Direct-Drive Systems," in CES Transactions on Electrical Machines and Systems, vol. 8, no. 2, pp. 216-226, June 2024, doi: 10.30941/CESTEMS.2024.00013.
摘 要
永磁横向磁通发生器(PMTFG)中的磁通是三维的，因此用三维磁场分析来评价其效能。 尽管三维有限元法(FEM)在机器仿真中具有很高的精度和可靠性，但它需要很长的计算时间，这对于迭代优化过程是至关重要的。 因此，需要一种替代3D-FEM的快速而准确的分析技术。 本文提出了用绕组函数法分析PMTFG的解析模型。 为了得到气隙的磁流变分布，在一定的假设条件下确定了磁流变的励磁力和转数函数。 然后确定了绕组的磁化电感、磁通密度和反电磁动力。 为了验证所提方法的准确性，将分析计算得到的发电机参数与三维有限元计算得到的参数进行了比较。 与精度相当的3D-FEM相比，该方法所需的计算时间明显缩短。
Abstract
The magnetic flux in a permanent magnet transverse flux generator (PMTFG) is three-dimensional (3D), therefore, its efficacy is evaluated using 3D magnetic field analysis. Although the 3D finite-element method (FEM) is highly accurate and reliable for machine simulation, it requires a long computation time, which is crucial when it is to be used in an iterative optimization process. Therefore, an alternative to 3D-FEM is required as a rapid and accurate analytical technique. This paper presents an analytical model for PMTFG analysis using winding function method. To obtain the air gap MMF distribution, the excitation magneto-motive force (MMF) and the turn function are determined based on certain assumptions. The magnetizing inductance, flux density, and back-electro-magneto-motive force of the winding are then determined. To assess the accuracy of the proposed method, the analytically calculated parameters of the generator are compared to those obtained by a 3D-FEM. The presented method requires significantly shorter computation time than the 3D-FEM with comparable accuracy.
作者信息
Mehrage Ghods，于2017年获得伊朗德黑兰谢里夫理工大学电气工程硕士学位。他目前在德黑兰大学攻读博士学位。主要研究方向为电动汽车、混合动力汽车和低速风力发电机的新型永磁电机和驱动器的设计与控制，以及可再生能源系统。
Jawad Faiz，于1988年毕业于英国泰恩河畔纽卡斯尔大学电气工程专业，获得博士学位。他目前是伊朗德黑兰大学的杰出教授、伊朗科学院院士、欧洲医学艺术科学院院士和IEEE高级会员。主要研究方向为电机和变压器的设计、分析和故障诊断。
Ali A Pourmoosa，分别在阿扎拜疆·沙希德·马达尼大学和阿米尔卡比尔技术大学获得电气工程学士和硕士学位。他目前正在伊朗德黑兰大学攻读博士学位。他的研究兴趣包括设计和电力电子。
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《中国电工技术学会电机与系统学报（英文）》(CES TEMS)是中国电工技术学会和中国科学院电工研究所共同主办、IEEE PELS学会技术支持的英文学术期刊。期刊发表国内外有关高性能电机系统、电机驱动、电力电子、可再生能源系统、电气化交通等研发及应用领域中原创、前沿学术论文。中国工程院院士马伟明担任主编，IEEE的执委Don Tan博士为国际主编。目前已被ESCI、EI、Scopus、 Inspec、Google scholar、IEEE Xplore、中国科学引文数据库(CSCD) 核心版、DOAJ、CSTPCD、知网、万方、维普等数据库收录。
