This Master thesis focuses on the design of a high efficiency Permanent-Magnet-Assisted Synchronous Reluctance Motor (PMASynRM) intended for pump applications. The new motor is designed to replace an existing Induction Motor (IM) in a pump product. The basic principles of SynRM, and PMASynRM Motors and a good analytical model were introduced. Due to the complexity and high non-linearity of this specific electrical machine, Finite Element Method (FEM) and an analytical model were combined. First, a parameter sensitivity analysis was carried out with the software SPEED. However, SPEED does not give appropriate results for the sensitivity analysis of the distance from the shaft to the first barrier, and in this case, the FEM software FLUX was used instead. Using FEM as well, the risk of demagnetization of the magnets was controlled for the nominal current and for overload conditions. Furthermore, some conclusions were drawn in terms of the losses, and efficiency for the selected design. The design fulfills the required efficiency placing either ferrite or neodymium iron bore magnets in the rotor barriers. However, if ferrite magnets are employed, the maximum current should be controlled to avoid demagnetization. Finally, a ferrite PMASynRM prototype was built and tested in the lab. The simulation results as well as the measurement of other possible technologies including IM and Line Start Permanent Magnets (LSPM) machine were compared with the measurements of the prototype in terms of efficiency, power factor and cost. It is concluded that the designed PMASynRM is a good alternative as it surpassed the required efficiency and the results from the simulation were close to the test measurements. / Detta examensarbete fokuserar på konstruktion av en högverkningsgradmotor av typen Permanent-Magnet-Assisterad Synkronreluktansmotor (PMASynRM) avsedd för pumpapplikationer. Syftet är att asynkronmotorn i befintliga pumpar ska bytas ut mot den nya konstruktionen. På grund av maskinens komplexitet och dess höga olinjäritet kombinerades Finite Element Modelling metoden (FEM) och en analytisk metod. Till en början genomfördes en parameterberoende analys med SPEED för att komma fram till hur modellens olika parametrar påverkar maskinens prestanda. FEM beräkning gav mer pålitligt resultat för parameterstudie när det gällde avståndet från axeln till den första barriären (jämför med SPEED). Detta val hade fördelen att man även kunde studera avmagnetiseringsrisken vid märkström samt undersöka vid vilken ström magneterna faktiskt avmagnetiserades. Därutöver drogs slutsatser om verkningsgrad, prestanda och förluster. PMASynRM uppfyller önskad verkningsgrad med ferrit eller neodymmagneter. Om ferritmagneter används bör den maximala strömmen kontrolleras för att undvika avmagnetisering. Till slut byggdes och testades en PMASynRM prototyp. Resultaten från simulationen samt mätningarna av andra möjliga teknologier, som asynkronmotor och nätstartande permanentmagnetiserad motor (LSPM), jämfördes med mätningarna av prototypen med avseende på verkningsgrad, effektfaktor och kostnad. Slutsatsen är att PMASynRM är ett bra alternativ eftersom den överträffade den önskade verkningsgraden och eftersom resultaten från simulationen låg mycket nära testmätningarna.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-163280 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Ortega Dulanto, Adrian |
| Publisher | KTH, Elektrisk energiomvandling |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | EES Examensarbete / Master Thesis ; TRITA XR-EE-E2C 2015:004 |
Page generated in 0.0019 seconds