W pracy dokonano porównania dwóch typów maszyn tarczowych z układem wzbudzenia pochodzącym od magnesów trwałych zawierającym elementy ferromagnetyczne oraz ze wzbudzeniem pochodzącym od magnesów trwałych ułożonych w szyk Halbacha, całkowicie pozbawionych rdzenia. Rozpatrywano maszyny o takich samych gabarytach, ale różniące się sposobem rozmieszczenia magnesów trwałych, ich wymiarami oraz szczegółami wykonania uzwojenia twornika. Zasadniczą część prowadzonych badań stanowiło wykonanie obliczeń porównawczych obu maszyn tarczowych metodą MES 3D.
W ramach pracy dokonano:
• przeglądu konstrukcji maszyn tarczowych z bezrdzeniowym twornikiem
i magnesami trwałymi,
• wstępnej, uproszczonej analizy i porównań wariantów obwodów
z magnesami trwałymi,
• przeglądu metod obliczeń momentu, SEM i oddziaływania twornika
w maszynach tarczowych z magnesami trwałymi,
• analizy MES 3D modeli maszyn tarczowych z magnesami w układzie
Halbacha i tradycyjnym,
• analizy MES 3D wpływu konstrukcji uzwojeń twornika na wytwarzany
moment i SEM,
• analizy wybranych własności maszyn tarczowych z bezrdzeniowym
twornikiem jako obiektu sterowania.
Przedstawione w pracy wyniki porównania obu maszyn potwierdzają tezę, że maszyny bezrdzeniowe z magnesami trwałymi stanowią istotny postęp, ale nie przełom w konstrukcji maszyn elektrycznych.
Title: "Modeling and properties of coreless Axial Flux Permanent Magnet Machines"
In this PhD dissertation, comparison of two Axial Flux Permanent Magnet Machines has been done. Excitation system of first of them has been made of permanent magnets and ferromagnetic cores. In second Halbach array has been used. Considered machines had the same dimensions but different arrangement and sizes of permanent magnets. Also details of windings were different. The main part of conducted studies were comparative calculations performed with the FEM 3D method.
In this dissertation following has been done:
• Review of coreless, permanent magnet AFPM machines,
• Initial, simplified analysis and comparisons of various variants of
permanent magnet circuits
• Review of torque, EMF and armature reaction computation methods
in AFPM machines
• FEM 3D analysis of AFPM machines with permanent magnets
arranged in Halbach array and with ferromagnetic core
• FEM 3D analysis of impact of armature construction on generated
torque and EFM
• analysis of the selected properties of AFPM as control object
Presented in this dissertation comparison results confirm the thesis, that coreless machines with permanent magnets represent significant progress but no breakthrough in construction of electrical machines.
