TRUPER

1. TRUPER Traktionsmotorer utan Permanentmagneter - Alternerad polkonfiguration Samuel Estenlund, samuel@estenlund.se IEA: Industriell Elektroteknik och Automation, Lunds Universitet

2. TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration Bakgrund Koncept Rotordesign Prestanda Avslutning Distribution • Bakgrund • Koncept • Alternerande polkonfiguration • Rotordesign • Vridmoment, värme • Prestanda • Vridmoment, hastighet • Avslutning • Slutsatser, framtiden

3. TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration Bakgrund Koncept Rotordesign Prestanda Avslutning Permanentmagneter (PM) • Neodym viktigaste komponenten • Hälsofarlig, dyr och omiljövänlig utvinning • 95 % av all export från Kina • Oförutsägbara priser • Kan utgöra 60 % av materialkostnader för PMSM

4. TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration Vridmoment Hastighet Energi-omvandlingensverkningsgrad Bakgrund Koncept Rotordesign Prestanda Avslutning Traktionsmotorer • Permanentmagnetisering • Hög energitäthet • Elektromagnetisering • Kan reglera fältstyrkan och därmed högre hastighet • Kan reglera vridmomentet • Hybridmagnetisering • Kan kombinera dessa fördelar

5. TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration Bakgrund Koncept Rotordesign Prestanda Avslutning Uttryck • Hybridiseringsfaktor • Vridmoment • Hastighet och EMK T ω

6. TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration Bakgrund Koncept Rotordesign Prestanda Avslutning Alternerad polkonfiguration • Magnetkonfiguration • EM: Utpräglade poler • PM: Ytmonterade • Hybridiseringsfaktor α • Lätt att definiera om EM och PM förutsätts vara lika • Topologi • Magnetisk och mekanisk balans

7. TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration Bakgrund Koncept Rotordesign Prestanda Avslutning Simuleringar • Studera EM- and PM-polerna var för sig • 2-dimensionell finitelement-analys • Vridmoment • Värmeöverföring

8. TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration Bakgrund Koncept Rotordesign Prestanda Avslutning Resultat

9. TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration Bakgrund Koncept Rotordesign Prestanda Avslutning Kombinera ihop polerna

10. TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration Bakgrund Koncept Rotordesign Prestanda Avslutning Hybridmagnetiserad traktionsmotor • Jämförelse med existerande IPMSM

11. TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration Bakgrund Koncept Rotordesign Prestanda Avslutning Tre hybridiseringsfaktorer ExisterandeIPM-rotor α = 1 HM-rotor 1 α = 2/3 HM-rotor 2 α = 1/3

12. TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration Bakgrund Koncept Rotordesign Prestanda Avslutning Jämförelse

13. TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration Bakgrund Koncept Rotordesign Prestanda Avslutning Slutsatser och framtiden • Alternerad polkonfiguration • Intressant topologi med tydliga fördelar • Mindre PM  Högre hastigheter • EM ger ökade reglermöjligheter • Utmaningar • Värmeutveckling i rotorn (Super TRUPER?) • Släpringar • Framtiden • Fortsatt forskning på denna konfiguration • Andra topologier/konfigurationer? • Reluktans-bidraget, vinklade magneter, eker-konfiguration • Ferritmagneter?

14. TRUPER, Traktionsmotorer Utan PermanentmagnetER – Alternerad polkonfiguration Bakgrund Koncept Rotordesign Prestanda Avslutning Tack för mig! • För vidare frågor, kontakt och informationsamuel@estenlund.se