Kestomagneettiavusteiset reluktanssimoottorit

Esitys aiheesta: "Kestomagneettiavusteiset reluktanssimoottorit"— Esityksen transkriptio:

1 Kestomagneettiavusteiset reluktanssimoottorit
Seminaariesitys Aleksi Salmi

2 Reluktanssimoottorin toiminta
Toiminta perustuu magneettipiirin reluktanssin vaihteluun, ei vaadi erillistä magnetointia. Reluktanssimomentti Melko matala tehokerroin (esim. 0,65– 0,80), hyvä hyötysuhde. Edulliset valmistusmateriaalit ja kevyt rakenne. Toimintaa voidaan tehostaa lisäämällä roottoriin kestomagneetteja. Kestomagneettiavusteinen reluktanssimoottori ABB:n SynRM-sarjan reluktanssimoottori [1]. Aleksi Salmi

3 Kestomagneettiavusteinen reluktanssimoottori
Roottorin periaatepiirros [2]. ABB:n SynRM2-sarjan KM-reluktanssimoottoreita [1]. Roottorin vuokanaviin lisätään pieni määrä magneetteja, usein ferriittiä. Momentintuotto perustuu reluktanssimomentin ja kestomagneettien yhdistelmään. Tehokerroin kasvaa (esim. 15–30 %), momentintuotto paranee ja pyörimisnopeusalue laajenee. Kustannukset kasvavat hieman ja suunnittelu monimutkaistuu. Aleksi Salmi

4 Miksi KM-reluktanssimoottori?
Kestomagneettimarkkinoiden epävarmuus on lisääntynyt. Tehokkuusvaatimukset ovat tiukentuneet (IE-standardit). Potentiaalisia sovelluskohteita: Sähköajoneuvot Työkoneet Nosturit Erilaiset kuljettimet Neodyymiyhdisteiden hintakehitys [3]. 30 kW moottoreiden materiaalikustannuksia vuonna 2010 [4]. Aleksi Salmi

5 Sovelluskohde: Sähkö- ja hybridiautot
Tulevaisuudessa on odotettavissa ajoneuvojen määrän valtava kasvu. Sähköajoneuvojen suhteellinen osuus kasvaa. KM-reluktanssimoottori voi olla potentiaalinen korvaaja muille tahtikoneille. Kevyt, edullisempi ja hyvä momentintuotto laajalla alueella. Haittapuolena magneettien demagnetoitumisriski. BMWi3 [5] BRUSA HSM1-sarjan KM-reluktanssimoottori [6]. Aleksi Salmi

6 Yhteenveto Etuja Haasteita Tulevaisuudennäkymät
Edulliset magneettikustannukset Riippumaton kalliista maametalleista Todella hyvä hyötysuhde Kevyt rakenne Hyvä momentintuottokyky laajalla pyörimisnopeusalueella Haasteita Monimutkainen roottorirakenne Kestomagneettien demagnetoitumisriski Matalampi tehokerroin verrattuna KM-tahtikoneisiin Tulevaisuudennäkymät Valtaosa tarkemmasta tutkimustiedosta on melko uutta. Koko potentiaalia ei ehkä ole vielä kartoitettu. Potentiaalinen moottorivaihtoehto tehokkuusvaatimusten kiristyessä. Aleksi Salmi

7 Kuvien lähteet Aleksi Salmi 25.2.2019
[1] F. Gylensten, A. Castagnini, P. Isberg, J. Ikäheimo, A. Tammi, Driving Force, ABB review, Vol. 1, Iss. 1, 2016, pp. 34– 40. Saatavissa (viitattu ): ing%20force_ABB%20Review% _72dpi.pdf [2] E. Armando, P. Guglielmi, G. Pellegrino, M. Pastorelli, A. Vagati, Accurate Mod-eling and Performance Analysis of IPM- PMASR Motors, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 45, Iss. 1, 2009, pp. 123–130. [3] J. Rekola, DEE Sähkömoottorikäytöt, Luentokalvot, Lecture 8: Synchronous machine, p. 11. Saatavissa (viitattu ): [4] D.G. Dorrell, A.M. Knight, M. Popescu, L. Evans, D.A. Staton, Comparison of different motor design drives for hybrid electric vehicles, Proceedings of the 2010 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, Atlanta, Georgia, USA, Sep- tember 12–16, 2010, IEEE, NJ, USA, pp. 3352–3359. [5] BMWi3: CHANGING PERSPECTIVES. Verkkosivu. Saatavissa (viitattu ): yhteenveto/i3/2013/yleisesittely.html [6] HSM1 - Hybrid Synchronous Motor, BRUSA Elektronik AG, verkkosivu. Saa-tavissa (viitattu ): Aleksi Salmi