Rotor Design and Optimization of Synchronous Reluctance Machine

Abstract

Svět má bezedný apetit po elektrické energii. Většina této energie je použivána pro napájení elektrických strojů. Díky tomu elektrické stroje reprezentují velký potenciál pro energetické úspory. Synchronní reluktanční motor je slibným elektrickým strojem pro úsporu elektrické energie. Klíčem k úspěchu synchronních reluktančních strojů je eliminace rotorových joulových ztrát. Tento článek se zabývá návrhem synchornního reluktančního stroje příčně laminovaného typu. Návrh rotoru byl proveden pro dvě rozdílne rotorové geometrie na základě obecných návrhových doporučení. Tyto geometrie jsou studovány a porovnány pomocí 2D konečně prvkové analýzy. Poté jsou geometrie upraveny pomocí optimalizačních algoritmů. Optimalizovaný návrh je využit pro výrobu prototypu. Na vyrobeném synchronním reluktančním stroje je provedeno několik měření a analýz jeho vlastností. Na závěr je výsledný stroj porovnán s indukčním strojem ve stejné kostře.

The world has a bottomless appetite for electricity. Much of this electricity is used to power electric motors. Thanks to that electric motors represent a huge potential for energy savings. Synchronous reluctance machines are promising electric machines for energy savings. Key to success of synchronous reluctance machines is laying in elimination of rotor losses. This article deals with the design of synchronous reluctance machine of the transverse-laminated type. Rotor design has been made for two different rotor geometries based on general design recommendations. These geometries are studied and compared by using 2D finite element analysis. The geometries are developed by optimization algorithms after that. Optimized design is used for fabrication of synchronous reluctance machine. On fabricated synchronous reluctance machine several measurement and analysis of performance has been made. Finally fabricated synchronous reluctance machine is compared with induction machine with the same frame size. Induction machine with the same frame size