Investigation of the effect of different power degree NdFeB magnets used in interior permanent magnet brushless direct current motor (IPMBLDC) on motor performance


Tören M., Mollahasanoğlu H.

JOURNAL OF THE FACULTY OF ENGINEERING AND ARCHITECTURE OF GAZI UNIVERSITY, vol.38, no.3, pp.1389-1401, 2023 (SCI-Expanded)

Abstract

Fırçasız doğru akım motorları (Brushless Direct Current-BLDC) senkron motorlar grubunda sınıflandırılan

ve endüstriyel alanlarda avantajlı özellikleri dolayısıyla tercih edilen elektrik motorlarındandır. BLDC

motorlarının yapısında bulunan sabit manyetik alan üreten mıknatıslar, motor performansına doğrudan katkı

sağlamaktadır. BLDC motorlarda kullanılan ve nadir toprak elementlerinin farklı güç derecelerinde üretilen

NdFeB mıknatıslar, mükemmel manyetik özellikleri dolayısıyla tercih edilmektedirler. Kalıcı mıknatıslarda,

fiziksel etkenler ve çevresel durumun etkisi olmasına rağmen, performans değerleri, maksimum enerji verimi

𝐵𝐻􀯠􀯔􀯫, artık akı yoğunluğu 𝐵􀯥 , ve içsel zorlayıcı kuvvet 𝐻􀯖􀯜 parametreleri ile belirlenmektedir. Bu

çalışmada, kalıcı mıknatıslı rotor yapısındaki BLDC motorlarda kullanılan Alnico, Seramik, SmCo ve

NdFeB mıknatıs türleri ve bu mıknatısların motor performans parametrelerine etkileri analiz edilmektedir.

Motor performansı için, hız, verim ve tork değerlerine göre mıknatıs türleri karşılaştırılmaktadır. NdFeB

manyetik özellikleri yapılan analiz karşılaştırmalarında belirlenmektedir. Dolayısıyla çalışmaya bu

mıknatısların farklı güç derecelerinde (N28-N38-N42-N52) elde edilen tiplerinin de motor performansına

etkileri farklı sıcaklıklardaki (20℃ ,60℃ ,80℃ ) çalışma durumları göz önünde bulundurularak

eklenmektedir. Çalışmada 2,45 kW gücünde gömülü monteli rotora sahip kalıcı mıknatıslı BLDC motor

(IPMBLDC) kullanılarak, bu motor için sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yapılan analiz ile NdFeB

mıknatıs tiplerinin motor ısı transferine etkileri de belirlenmektedir.