In a small centrifugal compressor system, a high-speed motor needs to be developed to drive impellers directly. Heat is generated by both electrical heating due to copper coil resistance and aerodynamic heating in the gap between the rotor and stator in a high-speed motor. Removal of the heat is essential to the design of such motors since most magnetic materials are brittle and can be easily fractured by the heat. In the present study the cooling flow fields and temperature distributions are analyzed by using computational fluid dynamics simulation for a high-speed motor which has air cooling system as well as water cooling system. In the analysis, a conjugate heat transfer problem is solved by considering both convective heat transfer in the cooling system and conduction heat transfer in solid parts. Based on design drawings of a motor, air cooling system and water cooling system are analyzed to obtain temperature field and thus to check the coiling system performance. Also the cooling performance are studied for various flow rates of cooling air and water at the inlets.
The flow angle at the inlet and exit of a rotor or stator is an important design parameter involved in the design a fan blade. Flow angles along the radial direction for 3-D stacking are calculated using two kinds of vortex methods, i.e. free vortex method and forced vortex method. The performance test shows that a fan designed by the free vortex method is more efficient than a fan designed by the forced vortex method. As a reference, an imported fan is tested. Even though the straightner of the imported fan is used for the comparison test, the difference of efficiency between the imported fan and the fan designed by the free vortex method is negligible. The noise of the fan designed by the free vortex method is less than that of the imported fan. A bellmouth installed at the fan inlet improved the fan efficiency more than $10\%$.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
/
v.28
no.1
/
pp.113-119
/
2017
An investigation on aerodynamic performance of a highly-loaded axial fan has been conducted to find the effects of tip injection and casing groove on aerodynamic performance in this study. Three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with $k-{\varepsilon}$ turbulence model were used to analyze the fluid flow in the fan with Fluid-Structure Interaction (FSI) analysis. The hexahedral grid was used to construct computational domain, and the grid dependency test drew the optimal grid system. FSI analysis was also carried out to predict the deformation of rotor and stator blades, and the effect of deformation on the aerodynamic performance of axial fan was analyzed compared to the performance predicted without FSI analysis.
The performance of a centrifugal compressor composed of an impeller, tandem diffuser rows and axial guide vanes has been predicted numerically and compared with available experimental results on its design rotational speed. The pitchwise-averaged mixing plane method was employed for the boundaries between rotor and stator to obtain steady state solutions. The overall characteristics showed difference according to the relative positions of tandem diffuser rows while the characteristics of impeller showed almost identical result. The numerical results agree with the measured data in respect of their tendency. It turned out that $0\%$ of relative positions is the worst case in terms of static pressure recovery and efficiency. According to the experimental results, some pressure fluctuations and malfunction of the compressor were observed for $75\%$ case. However, this numerical calculation using mixing plane method did not capture any of those phenomena. Thus, unsteady flow calculation should be performed to investigate the stability of the compressor caused by different diffuser configuration.
This paper describes current controlled PWM technique of IPM synchronous motors for a wide variety of speed control applications. The IPM synchronous motors have a saliency, in which the q-axis inductance is larger than the d-axis inductance. As a consequence, there exists a reluctance torque component Thus when this component is added to the torque component produced by the stator currents and the air-gap flux, IPM motor drives are readily applicable where full torque Is required up to full or base speed. They are however limited in their ability to operate in the power limited regime where the available torque is reduced as the speed is increased above its base value. This paper reviews the operation of the IPMSM drives when they are constrained to be within the permissible envelope of maximum inverter voltage and current to produce the rated power and to provide this with the highest attainable rotor speed. The wide variety of speed control strategy is analyzed and the performance is investigated by the computer simulation using actual parameters of a drive system. Simulation results are given and discussed.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
/
v.62
no.10
/
pp.1425-1435
/
2013
The useful method for determining parameters of weighting functions used to design the $H_{\infty}$ current controller for attenuating the current ripple due to saliencies which SPMSM(Surface Permanent Magnet Synchronous Motor) also incorporates is described. To analyze the effect, the current ripple due to the structural and the saturation saliencies, the SPMSM model with nonlinear inductance function depending on the two independent variables, rotor position and stator current is simulated. After analysis, parameters of the weighting functions for $H_{\infty}$ current controller is selected to satisfy the robust stability, robust performance and specific performance in time and frequency domain by using the PSO(Particle Swarm Optimization) algorithm in the linear SPMSM model. Especially, the robust performance is proved that the selected weighting functions play a role in reducing the current ripple caused by the saliencies of SPMSM at the desired frequency range by the simple experiment.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
/
v.62
no.10
/
pp.1403-1407
/
2013
This paper presents the method to calculate the motor parameters considering skew in EPS Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM). The skew is applied to stator or rotor by general technology used for design of reducing noise and vibration in motor. The characteristics analysis of motor including the skew is mostly used by 3D Finite Element Analysis (FEA), though, this analysis is a very time-consuming to perform. Besides, The reliability lacks due to the considerable change of motor characteristics according to the number of elements in 3D FEA. However, analysis time and effort can be saved by characteristic analysis considering skew using 2D FEA. Therefore, in this paper, a quick and accurate method for the calculations of motor parameters considering skew is suggested. The proposed method is verified by the comparison of calculated and experimental results.
This paper presents an implementation of a direct active and reactive power control for a doubly fed induction generator (DFIG), which is applied to a wind generation system as an alternative to the classical field-oriented control (FOC). The FOC has a complex control structure that consists of a current controller, a power controller and frame transformations. The performance of the FOC depends highly on parameter variations of the rotor and stator resistances and the inductances. The proposed direct power control (DPC) method produces a fast and robust power response without the need of complex structure and algorithms. One drawback, however, is its high power ripple during a steady state. In this paper, active and reactive power controllers and space-vector modulation (SVM) are combined to replace hysteresis controllers used in the original DPC drive, resulting in a fixed switching frequency of the power converter. Simulation results with the FOC and DPC for a 3kW DFIG are given and discussed, and the experimental results of a test involving identical machines are presented to illustrate the feasibility of the proposed control strategy.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
/
v.60
no.10
/
pp.1846-1857
/
2011
This paper deals with design and analysis of surface-mounted PM (SPM) motor for compressor of air-conditioning system for electric vehicle applications according to slot/pole combination. First, required torque-speed curve characteristics are determined from operating conditions of the compressor. Restricted conditions such as motor size limit and current density are also determined. And then, under same rated and restricted conditions, twelve models which have different slot/pole combinations each other are designed for various pole arc/pitch ratio using simple equations and 2-d finite element (FE) analyses. Designed models are analyzed and compared in terms of back-emf THD, cogging torque, torque ripple, power losses, efficiency, etc. On the basis of analysis results, it is found that the motor with a 6-pole PM rotor and a 27-slot stator has most outstanding performances in electromagnetic aspects. Finally, through the mechanical modal analysis and demagnetization analysis, it is concluded that the determined motor is most suitable for the compressor of air-conditioning system for electric vehicles.
The vibrations and noise origin in electric material is due to several coupled physical phenomena. The revolving electric machine complete modeling is complex; it does not allow simple parametric machine structure studies for various operation modes. This work presents a simple electromagnetic model which makes possible the machine principal parts flow estimation from flux density. Special interest is given in determining Switched Reluctance Machine (S.R.M) radial acceleration in accordance with the current supply. Our focus will be only on the magnetic origin efforts that are dominating in the S.R.M. The efforts calculation versus the current is presented in the case of a machine with a linearized rate. These efforts are considered as a tangential force producing the torque and a radial force that generates no torque. The application is realized on a 6/4 low power S.R.M type (6 stator teeth and 4 teeth rotor). The mechanical response is substituted in a transfer function. The model takes account of the power supply of the machine, the relation between the current supply and the efforts as well as the vibratory response of the machine to these efforts. Finally, the model is validated by comparison with similar experimental results within the framework of the definite assumptions.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.