The electrification of automobiles has emerged as the sustainable powertrain solutionto meet United Nations sustainable development goals of sustainable cities andcommunities, affordable and clean energy, and climate action. The success of theelectrification depends on the efficiency of traction motors. Hence, the automobileindustry is dedicated to improving the performance of electrical traction machinesfor high performance and sustainability. The thesis aims to build various electricalmachine’s concept designs and quantify their behaviour on sustainability andperformance. The thesis objective is to design Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM),Synchronous Reluctance Motor (SynRM), and Permanent Magnet SynchronousReluctance Motor (PMSynRM). The thesis work comprises of accurate performanceestimation and optimisation of these electrical machines through a finite element based method. The inhouse scripts are developed to estimate the performance, electrical losses, and efficiency of these electrical machines through flexible open-source tools. The performance of PMSM with rare-earth magnet Neodymium Ferrite Boron(NdFeB) and without rare-earth magnet (ferrite) is done to evaluate the role of bothmagnets in producing torque density. The SynRM is evaluated and optimized usinggenetic algorithms in the thesis. The electrical machines are designed without the useof rare-earth magnets to eliminate the degradation of the environment and reduce thecost and weight of the motor. / The electrification of automobiles has emerged as the sustainable powertrain solutionto meet United Nations sustainable development goals of sustainable cities andcommunities, affordable and clean energy, and climate action. The success of theelectrification depends on the efficiency of traction motors. Hence, the automobileindustry is dedicated to improving the performance of electrical traction machinesfor high performance and sustainability. The thesis aims to build various electricalmachine’s concept designs and quantify their behaviour on sustainability andperformance. The thesis objective is to design Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM),Synchronous Reluctance Motor (SynRM), and Permanent Magnet SynchronousReluctance Motor (PMSynRM). The thesis work comprises of accurate performanceestimation and optimisation of these electrical machines through a finite element based method. The inhouse scripts are developed to estimate the performance, electrical losses, and efficiency of these electrical machines through flexible open-source tools. The performance of PMSM with rare-earth magnet Neodymium Ferrite Boron(NdFeB) and without rare-earth magnet (ferrite) is done to evaluate the role of bothmagnets in producing torque density. The SynRM is evaluated and optimized usinggenetic algorithms in the thesis. The electrical machines are designed without the useof rare-earth magnets to eliminate the degradation of the environment and reduce thecost and weight of the motor. Sammanfattning på svenska / Abstract in Swedish Elektrifieringen av bilar har framstått som en hållbar drivlinelösning för att mötaFörenade Nationernas hållbara utvecklingsmål för hållbara städer och samhällen, medprisvärda och rena energi och klimatåtgärder. Framgången med elektrifieringen berorpå effektivitet på motorer för framdrivningen. Därför är bilindustrin dedikerad tillatt förbättra prestanda för elmotorer för hållbarhet och hög prestanda. Avhandlingensyftar till att bygga olika konceptdesign för elmotorer för framdrivning och kvantifieraderas beteende på hållbarhet och prestanda. Uppsatsmålet är att utforma Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM),Synchronous Reluktance Motor (SynRM) och permanent magnetassisterad SynRM(PMSynRM). Examensarbetet består av noggrann prestationsuppskattning ochoptimering av dessa elektriska maskiner genom finit element metod (FEM). Deskripten för att hantera FEM för elektormagnetisk design är inhouse utveckladeför att uppskatta flexibelt prestanda, elektriska förluster och effektiviteten hos dessaelektriska maskiner genom att använda öppen källkod. Prestanda för PMSM med en sällsynta jordartsmagnet (NdFeB) och PMSM utansällsynta jordartsmagnet (ferrit) räknades fram för att utvärdera båda magneternasroll för att producera vridmomentdensitet. SynRM och PMSynRM maskinernautvärderas och optimeras med hjälp av genetiska algoritmer i avhandlingen.De studerade elektriska maskinerna är designad utan användning av sällsyntajordartsmagneter för att eliminera miljöförstöring och minska motorns kostnad ochvikt.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-302129 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Singh, Aditya Pratap |
| Publisher | KTH, Fordonsdynamik |
| 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 | TRITA-SCI-GRU ; 2021:100 |
Page generated in 0.0024 seconds