Modelo electromagnético analítico 2-D sin carga para máquinas síncronas de imán permanente interior ranurado

Este artículo presenta un modelo analítico rápido para estimar los componentes de la distribución de densidad de flujo del imán permanente (PM) en el aire-gap para varias máquinas síncronas de imán permanente interior (IPMSMs). Derivar el modelo analítico bidimensional (2-D) para las IPMSMs es más desafiante en comparación con las máquinas síncronas de imán permanente de montaje superficial (SPMSMs) debido a la geometría inconsistente del rotor en coordenadas polares. Las IPMSMs suelen ser modeladas utilizando métodos 0-D o 1-D, como el circuito equivalente magnético (MEC); sin embargo, el método MEC no puede tener en cuenta el componente tangencial del vector de densidad de flujo magnético. En este artículo, se propone un modelo electromagnético analítico 2-D sin carga para cinco topologías de rotor de IPMSMs. Luego, se incluyen los efectos de las ranuras del estator sobre el componente radial de la distribución de densidad de flujo del PM en el aire-gap mediante la definición de una función de aire-gap. Los efectos de las ranuras del estator sobre los componentes tangenciales de la distribución de densidad de flujo del PM en el aire-gap también se consideran inyectando corrientes superficiales virtuales (VSCs) o imanes permanentes virtuales (VPMs). Para fines de verificación, los resultados analíticos se comparan con los del método de elementos finitos (FEM) y los resultados experimentales de uno de los casos.