Analysis of the torque ripple of permanent magnet synchronous motors with inset and embedded magnets
George Todorov
This paper analyzes with magnetic field distribution and torque ripple of Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSM) with inset and embedded magnets. An analytical model of the motor has been developed. The model uses iterative procedure and Finite Element Analysis (FEA) to obtain the stator windings flux linkage, direct-axis and quadrature-axis inductances and phase shift between the quantities. Using this model the distribution of the magnetic field produced by the permanent magnets and the magnetic field at operation with rated load have been obtained and shown for both rotor constructions. The torque ripple has been calculated at operation of the motors at rated speed and rated load. It was found that the motor with inset permanent magnets shows smoother operation, while the motor with embedded permanent magnets offers better opportunities for field weakening.
В статията се анализира разпределението на магнитното поле и пулсациите на момента на двигатели с повърхностно вложени и с вкопани постоянни магнити. Разработен е аналитичен модел на двигателите. В модела се използва итеративна процедура и анализ с метода на крайните елементи за намирането на потокоспеплението на статорната намотка, индуктивностите по надлъжната и напречната оси и дефазирането между величините. С него е определено разпределението на магнитното поле създадено от постоянните магнити и на магнитното поле при работа на двигателя с номинално натоварване. Изчислени са пулсациите на момента при номинална скорост и натоварване. Резултатите показват, че двигателят с повърхностно вложени магнити има по-плавен характер на изменение на момента, докато двигателят с вкопани магнити е по-подходящ за регулиране на скоростта с отслабване на полето.
Cite this article as:
Todorov G. Analysis of the torque ripple of permanent magnet synchronous motors with inset and embedded magnets. Journal – Electrotechnica & Electronica (Е+Е), Vol. 50 (11-12), 2015, pp. 49-53, ISSN: 0861-4717 (Print), 2603-5421 (Online)
