Optimization Method for Minimum Mass of Permanent Magnet Excited HIA with Air-Gap Winding

转子(电动) 磁铁 激发态 单极电动机 气隙(管道) 刚度 机械 有限元法 材料科学 物理 控制理论(社会学) 工程类 结构工程 电气工程 原子物理学 计算机科学 人工智能 复合材料 控制(管理)
作者
Longjian Liu,Kexun Yu,Xiaolin Xie
标识
DOI:10.1109/icpst56889.2023.10164824
摘要

This paper proposes the optimization method for the minimum mass of permanent magnet (PM) excited homopolar inductor alternator (HIA) with air-gap winding used for high-speed driving system. The calculation results show that there is an optimal value for shell diameter to make the mass to be smallest. A 1 MW at 22000 rpm PM excited HIA is designed. The analytical results are verified by the FEM simulations. The losses, temperature rise, rotor stress and modal of the PM excited HIA are also analyzed. The calculation results show that the solid rotor eddy-current losses and the temperature rise of PM excited HIA are acceptable. Also the rotor strength is adequate, and the rotor system is a stiffness rotor, and it can safely operate.
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