Identification of the technical potential of permanent magnet Flux-Switching-Machines compared to rotor-excited PM synchronous machines
与转子励磁永磁同步电机相比,确定永磁磁通开关电机的技术潜力
基本信息
- 批准号:318181465
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2016
- 资助国家:德国
- 起止时间:2015-12-31 至 2017-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In conventional permanent magnet synchronous machines, the magnets (e.g. neodymium-iron-boron-(NdFeB)-magnets) are on the rotating part (rotor), where only a limited cooling of the magnets is possible. Thus, typical continuous operating temperatures in the magnets are at 150 °C - 180 °C. So high continuous temperatures are only possible with NdFeB-magnets with additives (e.g. dysprosium) or samarium-cobalt (SmCo) must be used. SmCo-magnets have a lower remanence flux density and are more expensive than NdFeB-magnets, but also the dysprosium increases the cost of NdFeB-magnets significantly. Alternatively, the magnets of the machine can be mounted in the stationary part (stator). Due to this, the magnets are close to the stator cooling circuit and the temperature in the magnets can in general be kept below 100 °C. Therefore, cheap and highly remanent magnets with less or even without dysprosium can be used. The rotor of those machines is winding- and magnet-free and robust. In the stator, inexpensive tooth coils can be used, but the constructive fixation of the magnets must be designed rationally. Three different topologies with stator mounted magnets have gained increased attention in recent years: Doubly-Salient-Permanent-Magnet-(DSPM)-Machine, Flux-Reversal-Machine (FRM) and Flux-Switching-Permanent-Magnet-(FSPM)-Machine. Existing investigations suggest that the FSPM-Machine achieves the highest torque densities at the same thermal utilization. A goal of this project is the comparison of the three machines for a given performance requirement and to document quantitatively the expected advantages of the FSPM-Machine. Another aim of the project is to develop a methodological approach for the design of Flux-Switching-Machines in the power range up to 150 kW as high-torque drives for the lower and medium speed range up to 3000 /min. The electromagnetic, thermal, mechanical and constructive design criteria should be worked out in coordinated steps and validated by measurements using a prototype machine. A prototype of the Flux-Switching-Machine should be compared with a comparable, at the Institut für Elektrische Energiewandlung available, conventional PM synchronous machine with regard to the achievable electromagnetic utilization, efficiency, converter utilization and the performance in case of a failure (such as a short circuit).From that, general applicable design rules for Flux-Switching-Machines should be derived and the advantages and disadvantages of this type of machine should be emphasized compared to conventional machines.
在传统永磁同步电机中,磁体(例如,钕铁硼(NdFeB)磁体)位于旋转部件(转子)上,只能对磁体进行有限的冷却,因此,典型的连续工作温度为磁体的温度为 150 °C - 180 °C,因此只有使用含有添加剂(例如镝)或的 NdFeB 磁体才能实现高连续温度。必须使用钐钴 (SmCo) 磁体,其剩磁通密度较低且比 NdFeB 磁体更昂贵,但镝也显着增加了 NdFeB 磁体的成本。安装在固定部分(定子)中,因此,磁体靠近定子冷却回路,并且磁体中的温度通常可以保持在以下水平。因此,可以使用含有较少甚至不含镝的廉价且高剩磁的磁体,并且在定子中可以使用廉价的齿形线圈。磁体的固定必须合理设计。近年来,定子安装磁体的三种不同拓扑结构引起了越来越多的关注:双凸极永磁机(DSPM)、磁通反转机 (FRM) 和磁通开关永磁机 (FSPM) 现有研究表明,FSPM 机在相同的热利用率下实现了最高的扭矩密度。该项目的一个目标是进行比较。该项目的另一个目标是开发一种用于设计的方法。功率范围高达 150 kW 的磁通开关机,作为低速和中速范围高达 3000 /min 的高扭矩驱动器 电磁、热、机械和结构设计标准应协调一致地制定和验证。通过使用原型机进行测量,应将通量切换机的原型与 Institut für Elektrische Energiewandlung 提供的传统设备进行比较。永磁同步电机在可实现的电磁利用率、效率、转换器利用率和故障情况下(例如短路)的性能。由此,应得出磁通开关机的通用适用设计规则和优点与传统机器相比,应强调这种类型机器的缺点。
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Comparison of different synchronous machines with stator‐side permanent magnets for industrial drive application
- DOI:10.1049/joe.2018.8117
- 发表时间:2019-01
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Marcel Lehr;A. Binder
- 通讯作者:Marcel Lehr;A. Binder
Design and construction of a permanent magnet excited Flux-Switching-Machine
永磁励磁磁通切换电机的设计与构造
- DOI:10.1109/edpc.2016.7851322
- 发表时间:2016
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:M. Lehr;A. Binder;E. Ohl
- 通讯作者:E. Ohl
Design and measurements of a permanent magnet Flux-Switching-Machine for industrial applications
工业应用永磁磁通开关机的设计和测量
- DOI:10.1007/s00502-017-0492-4
- 发表时间:2017
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:M. Lehr;A. Binder
- 通讯作者:A. Binder
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Professor Dr.-Ing. Andreas Binder其他文献
Professor Dr.-Ing. Andreas Binder的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Professor Dr.-Ing. Andreas Binder', 18)}}的其他基金
Design and control of a bearingless permanent magnet synchronous machine with a combined double-three-phase winding for torque and lateral force generation and star point-connected axial active magnetic bearing
双三相组合绕组产生扭矩和侧向力、星点连接轴向主动磁轴承无轴承永磁同步电机的设计与控制
- 批准号:
437667923 - 财政年份:2020
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Model for determination of thermal loads of the lubricant due to the mechanical and electrical loading in roller bearings
用于确定由于滚子轴承中的机械和电气负载而产生的润滑剂热负载的模型
- 批准号:
407468812 - 财政年份:2018
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Control of a Conical Bearingless Permanent Magnet Synchronous Motor
锥形无轴承永磁同步电机的控制
- 批准号:
246828756 - 财政年份:2013
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Regelung von PM-Synchronmaschinen (PMSM) unter Einfluss magnetischer Sättigung
磁饱和影响下永磁同步电机 (PMSM) 的控制
- 批准号:
197432269 - 财政年份:2011
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Integrierter Elektroantrieb fiir ein modulares Pumpensystem
用于模块化泵系统的集成电力驱动
- 批准号:
42287656 - 财政年份:2007
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Vergleichende Untersuchung von Verlusten in umrichtergespeisten Maschinen durch höherfrequente Stromanteile in Zeitschrittverfahren
使用时间步进方法比较研究由高频电流分量引起的变流器供电机器的损耗
- 批准号:
5450041 - 财政年份:2005
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Units
Integrierter Elektroantrieb für ein modulares Pumpensystem
用于模块化泵系统的集成电力驱动
- 批准号:
5441738 - 财政年份:2005
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Lagerimpedanz und Lagerschädigung bei Stromdurchgang in umrichtergespreisten elektrischen Maschinen
电流通过转换器价格的电机时的轴承阻抗和轴承损坏
- 批准号:
5450039 - 财政年份:2005
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Units
Efficiency and utilization benefits of five-phase squirrel cage induction and permanent magnet synchronous machines with third harmonic voltage injection
带三次谐波电压注入的五相鼠笼感应和永磁同步电机的效率和利用效益
- 批准号:
512518457 - 财政年份:
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
相似国自然基金
空间邻近标记技术研究莱茵衣藻蛋白核小管与碳浓缩机制的潜在关系
- 批准号:32300220
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于体内暴露物质谱整合肠道菌群-代谢酶/转运体技术探讨连花清瘟胶囊潜在的药效物质和抗病毒作用机制
- 批准号:82274351
- 批准年份:2022
- 资助金额:51 万元
- 项目类别:面上项目
基于三维整体动物质谱成像技术的泰利霉素潜在肝毒性物质基础及机制的空间代谢组学研究
- 批准号:82173910
- 批准年份:2021
- 资助金额:53 万元
- 项目类别:面上项目
基于活体注射13C标记底物的核磁共振技术研究FGF21对糖尿病大鼠认知功能障碍的潜在治疗作用及其机制
- 批准号:21605115
- 批准年份:2016
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于糖识别作用的细胞因子生物锚定技术及其在骨修复中的潜在应用研究
- 批准号:51573047
- 批准年份:2015
- 资助金额:65.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Resources and workforce development for the New England Regional Biosafety Laboratory
新英格兰地区生物安全实验室的资源和劳动力发展
- 批准号:
10793931 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Delineating the mechanisms by which tumor immunity multicellular networks shape T cell state
描述肿瘤免疫多细胞网络塑造 T 细胞状态的机制
- 批准号:
10662688 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Defining the role of persistent DNA bridges in tumor-intrinsic immune activation in hereditary breast and ovarian cancer
确定持久性 DNA 桥在遗传性乳腺癌和卵巢癌肿瘤内在免疫激活中的作用
- 批准号:
10606942 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Fear learning-related reconfiguration of local and large-scale cortical networks
局部和大规模皮层网络的恐惧学习相关重构
- 批准号:
10722925 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
3D bioprinting of regenerative, corneal cell-laden inks to treat corneal blindness
3D 生物打印充满角膜细胞的再生墨水来治疗角膜失明
- 批准号:
10606474 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别: