Simulacija sinhronog motora sa stalnim magnetima na rotoru u programskom paketu COMSOL
ВИСОКА ШКОЛА ТЕХНИЧКИХ СТРУКОВНИХ
СТУДИЈА ЧАЧК
MАСТЕР СТРУКОВНЕ СТУДИЈЕ
MАШИНСТВО И ИНЖЕЊЕРСКА ИНФОРМАТИКА
ПРОЈЕКТОВАЊЕ ЕЛЕКТРИЧНИХ МАШИНА
И ЕЛЕКТРОМОТОРНИХ ПОГОНА
СЕМИНАРСКИ РАД
СИМУЛАЦИЈА СИНХРОНОГ МОТОРА СА
СТАЛНИМ МАГНЕТИМА НА РОТОРУ У
ПРОГРАМСКОМ ПАКЕТУ COMSOL
Професор Студент:
Др Иво Властелица
Лазар Ђорђевић 6/18-МА
Чачак, јун, 2019.
САДРЖАЈ
2. Основне карактеристике синхроних мотора са сталним магнетима на ротору..................4

2
Списак табела
Табела 5.1 Параметри генератора 23
Табела 5.2. подешавања 23
Табела 5.3 Гранични систем 23
Табела 5.4 подешавања везана за Гранични систем 1 23
Табела 5.5 Цилиндрични систем 2 24
Табела 5.6 подешавања везана за цилиндрични систем 2 24
Табела 5.7 подешавања везана за цилиндрични систем 2 24
Табела 5.8 Приказ селектованих површина за ваздух 25
Табела 5.9 Подешавања везана за ваздух 25
Табела 5.10 Приказ селектованих површина за меко гвожђе 25
Табела 5.11 Приказ подешавања везана за меко гвожђе 26
Табела 5.12 селектовани магнети магнети ка споља 26
Табела 5.13. селектовани магнети према унутра 27
Табела 5.14 Подешавање везана на мрежу (Mesh) 27
3
1. Увод
При пројектовању већине електричних машина, велика пажња се посвећује загревању, које
је неминовна последица сваког претварања енергије из једног облика у други, тако да
пораст температуре виталних делова машине у односу на амбијент не пређе одређену
границу. Обично се као најосетљивији део машине посматра изолација намотаја, тако да
она при номиналном порасту температуре, у зависности од класе изолације, има
номинално старење. Да би се прецизно одредио пораст темепературе изолације намотаја,
потребно је познавати губитке у машини, који се генерално могу поделити на губитке у
бакру, губитке у гвожђу и механичке губитке. Тежња за енергетском ефикасношћу намеће
нови приступ у фази пројектовања машине која претендује да буде конкурентна на
тржишту. Енергетски ефикасна машина мора да буде тако пројектована да има мале
губитке енергије и да буде сачињена од минималне количине материјала, при чему треба
да има захтеване радне карактеристике. Одлучујући фактор који опредељује цену
електричне машине је утрошак гвожђа и бакра, па самим тим, енергетска ефикасност
електричне машине зависи и од количине енергије коју је потребно утрошити током
процеса производње саме машине [1].
Један од начина да се смање губици у мотору је да се користи стална побуда у виду
сталних магнета, чиме се елиминишу губици услед побуде. Синхрони мотори са сталним
магнетима налазе примену у оним погонима који не захтевају рад у области слабљења
поља. У случају погона који захтевају рад у области слабљења поља, користе се асинхрони
мотори. Код синхроних мотора са сталним магнетима побуда се налази на ротору, а од
магнета се најчешће користе самаријум-кобалтни (SmCo), а у новије време и магнети
начињени од неодијума, гвожђа и бора (NdFeB), који дају за око 30% боље карактеристике
од магнета који садрже самаријум и кобалт [2]. Главне одлике сталног магнета су његова
вредност реманентне магнетске индукције, вредност коерцитивног магнетског поља,
специфична акумулисана магнетска енергија као и Киријева температура при којој се губе
особине сталног магнета. [3]
Предмет овог рада је анализа губитака у гвожђу код синхроног мотора са сталним
магнетима методом коначних елемената коришћењем програмског пакета COMSOL
Multyphysics 5.3a. Као модел за прорачун коришћен је синхрони мотор са сталним
магнетима једног од водећих светских произвођача.

5
Слика 2.2. Изглед ротора [4]
Синхрони мотори са сталним магнетима на ротору налазе широку примену у
сервопогонима високих перформанси, односно у системима управљања кретањем. Шире
схваћено, управљање кретањем подразумева коришћење система хардверских и
програмских инструмената у циљу одржања алата, предмета обраде, хватаљки
индустријског робота или возила на жељеној трајекторији , при чему се као извршни орган
користе мотори једносмерне и наизменичне струје.
У претходним деценијама, мотори једносмерне струје су били доминантно заступљени у
сервопогонима високих перформанси, електричној вучи и већини примена где се захтевала
регулација брзине обртања, због повољних статичких и динамичких карактеристика и
релативно једноставног управљања [5]. Поред проблема умањене преоптеретљивости,
потребе за честим заменама четкица и одржавањем колектора и нешто лошијим
карактеристикама код већих брзина обртања, мотори за једносмерну струју се нису могли
користити у погонима великих снага, јер је снага ових мотора ограничена такозваним P∙n
производом и може се проценити као:
P
max
[
MW
]
=
3000
n
[
o
/
min
]
(
2.1
)
У новије време ови погони се замењују погонима који као извршни орган користе
асинхроне и синхроне моторе за наизменичну струју. Асинхрони мотори налазе примену у
погонима опште намене и сервопогонима већих снага, док се за потребе позиционирања
Ovaj materijal je namenjen za učenje i pripremu, ne za predaju.
Slični dokumenti