La structure de stator compacte des machines à commutation de flux (FSM) englobant à la fois les aimants permanents (PM) et les fentes d'enroulement d'induit (AWS) suscite l'intérêt de la recherche chaque fois qu'une puissance et une densité élevées sont les exigences de base. Cependant, elle entraîne également des augmentations de température dues à la génération de chaleur par des pertes de puissance électromagnétique dégradant les performances électromagnétiques et affectant les performances de la machine. Dans cette étude, un aimant permanent segmenté (SPM) FSM à pôles consécutifs (SPM-CPFSM) est développé, qui fournit un canal de refroidissement de stator (conduit) pour une meilleure dissipation de la chaleur pour éviter la démagnétisation des particules ainsi que la surchauffe.En outre, cette étude examine l'analyse détaillée des performances électromagnétiques et la prédiction de la variation de température dans diverses parties de la machine en raison de la chaleur générée par le fer, le cuivre et les pertes par courants de Foucault magnétiques en utilisant une analyse électromagnétique-thermique couplée tenant compte de la variation de la densité du flux magnétique.En comparaison avec l'analyse 2D, l'analyse de champ couplé 3D développée prédit plus précisément les performances électromagnétiques et la distribution de la température.L' analyse révèle qu'un conduit de refroidissement au niveau du stator contribue de manière significative à la dissipation de la chaleur du stator dans la direction axiale assurant une condition de fonctionnement sûre des particules ainsi que pièces de la machine pour éviter la surchauffe.

La estructura compacta del estator de las máquinas de conmutación de flujo (FSM) que abarcan tanto los imanes permanentes (PM) como las ranuras de devanado de la armadura (AWS) atraen el interés de la investigación siempre que los requisitos básicos sean alta potencia y densidad. Sin embargo, también da como resultado aumentos de temperatura debido a la generación de calor por pérdidas de potencia electromagnética que degradan el rendimiento electromagnético y afectan el rendimiento de la máquina. En este estudio, se desarrolla un FSM de polo consecuente de imán permanente segmentado (SPM-CPFSM), que proporciona un canal de enfriamiento del estator (conducto) para mejorar la disipación de calor para evitar la desmagnetización de las PM y el sobrecalentamiento. Además, este estudio investiga el análisis detallado del rendimiento electromagnético y la predicción de la variación de temperatura en varias partes de la máquina debido al calor generado por las pérdidas de corriente de Foucault de hierro, cobre e imán utilizando el análisis electromagnético-térmico acoplado que tiene en cuenta la variación de la densidad del flujo magnético. En comparación con el análisis 2D, el análisis de campo acoplado 3D desarrollado predice con mayor precisión el rendimiento electromagnético y la distribución de la temperatura. El análisis revela que un conducto de enfriamiento en el estator ayuda significativamente a la disipación de calor del estator en la dirección axial, lo que garantiza una condición de funcionamiento segura de las PM, así como una distribución de la temperatura. piezas de la máquina para evitar el sobrecalentamiento.

Compact stator structure of flux switching machines (FSMs) encompassing both permanent magnets (PMs) and armature winding slots (AWS) attract research interest whenever high power and density are the basic requirements.However, it also results in temperature rises owing to heat generation by electromagnetic power losses degrading the electromagnetic performance and affecting machine performance.In this study, a segmented permanent magnet (SPM) consequent pole FSM (SPM-CPFSM) is developed, which provides a stator cooling channel (duct) for improved heat dissipation to avoid demagnetization of PM as well as overheating.Furthermore, this study investigates detailed electromagnetic performance analysis and prediction of temperature variation in various machine parts owing to the heat generated by iron, copper, and magnet eddy current losses utilizing coupled electromagnetic-thermal analysis accounting for magnetic flux density variation.In comparison with the 2D analysis, the developed 3D coupled-field analysis more accurately predicts electromagnetic performance and temperature distribution.Analysis reveals that a cooling duct at the stator significantly assists in stator heat dissipation in the axial direction ensuring a safe operating condition of the PMs as well as machine parts to avoid overheating.

تجذب بنية الجزء الثابت المدمجة لآلات تبديل التدفق (FSMs) التي تشمل كل من المغناطيس الدائم (PMs) وفتحات لف حديد التسليح (AWS) اهتمامًا بحثيًا كلما كانت الطاقة العالية والكثافة هي المتطلبات الأساسية. ومع ذلك، فإنه يؤدي أيضًا إلى ارتفاع درجة الحرارة بسبب توليد الحرارة عن طريق فقدان الطاقة الكهرومغناطيسية مما يؤدي إلى تدهور الأداء الكهرومغناطيسي ويؤثر على أداء الماكينة. في هذه الدراسة، تم تطوير قطب مغناطيسي دائم مجزأ (SPM) يتبع FSM (SPM - CPFSM)، والذي يوفر قناة تبريد الجزء الثابت (القناة) لتحسين تبديد الحرارة لتجنب إزالة مغنطة PM وكذلك ارتفاع درجة الحرارة. علاوة على ذلك، تبحث هذه الدراسة في تحليل الأداء الكهرومغناطيسي التفصيلي والتنبؤ بتباين درجة الحرارة في أجزاء الماكينة المختلفة بسبب الحرارة الناتجة عن الحديد والنحاس وفقدان التيار الدوامي للمغناطيس باستخدام التحليل الكهرومغناطيسي والحراري المقترن لحساب تباين كثافة التدفق المغناطيسي. بالمقارنة مع التحليل ثنائي الأبعاد، يتنبأ تحليل الحقل المقترن ثلاثي الأبعاد المطور بدقة أكبر بالأداء الكهرومغناطيسي وتوزيع درجة الحرارة. يكشف التحليل أن قناة التبريد في الجزء الساكن تساعد بشكل كبير في تبديد حرارة الجزء الساكن في الاتجاه المحوري مما يضمن حالة تشغيل آمنة لـ PMS وكذلك قطع غيار الآلات لتجنب ارتفاع درجة الحرارة.