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The influence of rotor design and inverter type on the magnet volume of synchronous machines investigated by numerical field calculation and vector-optimization methods

Untersuchung des Einflusses von Rotorauslegung und Umrichtertyp auf das Magnetvolumen von Synchronmaschinen mit Hilfe numerischer Feldberechnung und Vector-Optimierung

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Contents

Numerical field calculation and mathematical vector-optimization methods are applied in order to find the most appropriate design of the rotor of synchronous machines with rare earth magnet excitation. The paper presents an optimization procedure consisting of the formulation of the users preference, the treatment of the nonlinear constraints and different optimization algorithms. To demonstrate the efficiency of the methods different magnet configurations in the rotor of the machine are compared, while considering different supply modes like inverter supply (voltage or current source) or mains supply.

Übersicht

Um die günstigste Auslegung von Synchronmaschinen mit Seltenerdmagneterregung zu finden, werden Verfahren der numerischen Feldberechnung und der mathematischen Optimierung angewendet. Es wird eine Optimierungsprozedur vorgestellt, die aus der Formulierung der Wünsche des Anwenders, der Behandlung der nichtlinearen Restriktionen und dem Vergleich verschiedener Optimierungsalgorithmen besteht. Die Wirksamkeit des Verfahrens wird an Synchronmotoren mit verschiedenen Magnetkonfigurationen erprobt, bei unterschiedlichen Versorgungsarten, wie Frequenzumrichterspeisung (mit Spannungs- oder Stromeinprägung) und Netzspeisung.

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Authors and Affiliations

  1. Institut für Elektrische Energiewandlung, Technische Hochschule Darmstadt, Landgraf-Georg-Str. 4, W-6100, Darmstadt, Federal Republic of Germany

    S. Russenschuck & E. Ch. Andresen

Authors
  1. S. Russenschuck
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  2. E. Ch. Andresen
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Russenschuck, S., Andresen, E.C. The influence of rotor design and inverter type on the magnet volume of synchronous machines investigated by numerical field calculation and vector-optimization methods. Archiv f. Elektrotechnik 75, 61–69 (1991). https://doi.org/10.1007/BF01576126

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