Direct drive systems
eliminate the need for drivetrain such as gearboxes to provide higher
efficiency and a more compact structure. In this study, magnet geometry of
surface mounted permanent magnet synchronous motors used in direct drive
elevator applications was changed and its effects on motor performance and total
active material cost were investigated. As is known, the cost of magnets used
in electric motors has a significant share on total motor cost. Consequently, a
5.5 kW surface mounted permanent magnet synchronous motor has been designed,
analyzed and its parameters are presented. For the motor that passes the first
design phase, the parameters that constitute the magnet geometry given as pole
arc/pole pitch ratio, pole offset and magnet thickness values determined as
variable and parametric solutions were implemented. As a result of the
analyses, motor efficiency, cogging torque, total magnet weight and maximum
output power values were obtained and compared. In addition, the total costs of
the motors were compared for designs that aim different design criteria. Thus,
the initial design was optimized by obtaining the magnet geometry and motor
design that provides an optimal equilibrium between motor efficiency and cost.
As a result, 30% lower cost was obtained. However, while the maximum efficiency
is obtained as approximately 91%, the optimized design offers an acceptable
efficiency of about 88%.
Doğrudan tahrikli sistemler dişli kutusu gibi aktarma organlarına
olan ihtiyacı ortadan kaldırarak daha yüksek verimlilik ve daha küçük bir yapı
sunmaktadırlar. Bu çalışmada, doğrudan tahrikli asansör uygulamalarında
kullanılan sabit mıknatıslı senkron motorlarda mıknatıs geometrisi
değiştirilerek motor performansı ve maliyeti üzerindeki etkileri incelenmiştir.
Motorlarda kullanılan mıknatıslara ait maliyet, toplam motor maliyeti üzerinde
önemli bir paya sahiptir. Bu sebeple öncelikle 5,5 kW gücünde yüzey
yerleştirmeli bir sabit mıknatıslı senkron motor tasarlanıp analiz edilerek
parametreleri sunulmuştur. İlk tasarım aşamasını geçen motorda mıknatıs
geometrisini belirleyen kutup yayı/kutup adımı oranı, kutup çıkıntı kaçıklığı (ofseti)
ve mıknatıs kalınlığı değerleri değişken olarak tanımlanmış ve parametrik
çözümler gerçekleştirilmiştir. Analizler sonucunda motor verimi, vuruntu momenti,
toplam mıknatıs ağırlığı ve maksimum çıkış gücü değerleri elde edilerek
karşılaştırılmıştır. Ayrıca farklı kriterleri amaçlayan tasarımlar için
motorların toplam maliyetleri karşılaştırılmıştır. Böylelikle motor verimi ve
maliyeti arasında en iyi dengeyi sunan mıknatıs geometrisi ve motor tasarımı
elde edilerek başlangıç tasarımı iyileştirilmiş ve %30 daha düşük maliyet elde
edilmiştir. Bununla birlikte maksimum verimlik yaklaşık olarak %91 olarak elde
edilirken, dengeli tasarım yaklaşık olarak %88 değerinde kabul edilebilir bir
verimlilik sunmaktadır.
Primary Language | Turkish |
---|---|
Subjects | Electrical Engineering |
Journal Section | Araştırma Articlessi \ Research Articles |
Authors | |
Publication Date | December 19, 2019 |
Submission Date | January 19, 2019 |
Acceptance Date | June 11, 2019 |
Published in Issue | Year 2019 |