Бул изилдөө, жогорку момент тыгыздыктагы үч сегменттүү Halbach тизилген туруктуу магнитlı бир elektrik makinesinin электромагниттик көрсөткүчını, uzun hesaplama süreleri gerektiren кеңири чектүү элементlar analizine ар бир дизайн adımında başvurmadan болжол edebilmek үчүн hibrid бир аналитикалык модель geliştiriyor. Модель; субдомен методуni (Subdomain Method, SM) магниттик эквиваленттик схемаyle (Magnetic Equivalent Circuit, MEC) birleştiriyor жана Halbach магниттерının özel магниттелүү багытыnün yanında темир өзөктүн сызыктуу эместигиnı жана октук уч агып кетүүчү агымnı hesaba katıyor. Analitik модель 2B жана 3B чектүү элементтер методуyle karşılaştırılmış, ardından үч сегменттүү Halbach роторa sahip 15 kW fiziksel бир прототип üretilerek deneysel катары sınanmıştır. Изилдөөнүн en критикалык sonucu, уч агып кетүүчү агымnın ihmal edilmesi hâlinde жүкsek akımdaki момент мүмкүнчүлүгүnin ciddi түрдө fazla болжол edilebilmesidir: ширетүүta уч агып кетүүчү агымnı içermeyen 2B FEM жана аналитикалык модельler үчүн максималдуу момент sırasıyla 353 жана 351 N·m катары verilirken, уч агып кетүүчү агымnı камтыган 3B FEM жана гибрид аналитикалык модельда 262 жана 275 N·m elde edilmiştir.

Hibrid модель гана момент болжолуэмне odaklanmıyor. Hava aralığındaki радиалдык жана тангенциалдык магниттик агым тыгыздыктары, жүкsüz артка электр кыймылдаткыч күч (back electromotive force, back-EMF), cogging моменти жана жүк altındaki электромагниттик момент ошол эле matematiksel алкакden hesaplanıyor. Nominal изилдөө koşuluna ilişkin салыштырууда орточо момент 3B FEM'да болжол менен 101 N·m, аналитикалык модельда болжол менен 100 N·m bulunmuş жана ката %2'nin астында маалымдалган.

Deneysel ырастоода үч сегменттүү Halbach роторa sahip 15 kW бир прототип колдонулган. 2400 r/min hızdaki жүкsüz deneyde өлчөнгөн линия back-EMF эффективдүү мааниi болжол менен 213 V катары bildirilmiş жана analitik/FEM жыйынтыктарıyla ылайыктуу табылган. Tork-akım deneyleri да hibrid модель менен физикалык прототип арасында жакын шайкештик көрсөткөн. Ошентсе да ширетүү, deneysel back-EMF амплитудасыnde ideal модель varsayımlarından жана реалдуу makine ортосундагы айырмаlardan ширетүүlanan sapmalar bulunduğunu да açıkça belirtmektedir.

Түркия жагынан изилдөө түздөн-түз Türkiye'deki бир elektrik моторду өндүрүш линиясыnda же жергиликтүү araç tahrik системасыnde реалдууleştirilmiş değildir. Türkiye'deki электр автоунаа, havacılık, savunma же жүкsek güç yoğunluklu мотор иштеп чыгуу изилдөөlarına aktarım үчүн колдонулган магниттик материалler, лист материал мүнөздөмөлөрү, магнит толеранстары, муздатуу түзүлүшү, өндүрүш толеранттуулуктары жана мотор geometrisi үстүндө жергиликтүү ырастоо керек. Изилдөөнүн жыйынтыктарı белгилүү прототип geometrisinin dışına түздөн-түз performans garantisi катары aktarılamaz.

Изилдөөнүн негизги көйгөйү эмне?

Halbach тизилген туруктуу магниттүү машинаler, ротор yüzeyindeki магниттерın ар түрдүү магниттелүү yönleriyle жайгашууlendiği özel бир беттик магниттүү makine yapжылуулукdır. İncelenen изилдөөда бул ротор yapжылуулукnın amacı, аба боштугундагы магниттик талаа dağılımını жүкsek момент yoğunluğuna ылайыктуу hâle getirmektir.

Бирок Halbach тизилишиnin магниттелүү geometrisi sıradan беттик магниттүү ротор yapжылуулукndan дагы karmaşıktır. Изилдөөчүлөрa ылайык кеңири чектүү элементlar modeli курулушу жана ар бир дизайн değişikliğinin FEM менен yeniden hesaplanması, өзгөчө оптималдаштыруу изилдөөlarında uzun бир hesaplama döngüsüne yol açmaktadır.

Analitik субдомен методу дагы hızlı бир alternatif sunsa да салттуу сызыктуу моделдейтin öнымдуулукli бир sorunu vardır: жүкsek агым тыгыздыгыnda demir çekirdeğin doyuma yaklaşması жана ротордун eksen uçlarından реалдууleşen kaçak магниттик агым бул basitleştirilmiş моделдейтда yeterince temsil edilmeyebilir. Изилдөөнүн hibrid SM–MEC ыкмасы толук катары бул problemi максатlemektedir.

İncelenen мотордун fiziksel yapжылуулук кантип?

Rotor üzerindeki ар бир Halbach kutbu үч магнит сегментinden түзүлгөн: merжолуда негизги уюл, эки yanında жардамчы уюлlar bulunur. Ana жана жардамчы уюлların магниттелүү doğrultuları arasındaki açı \(\theta_m\) менен ifade edilir. Prototipin өндүрүшini basitleştirmek үчүн изилдөөда:

\[ \theta_m = 90^\circ \]

seçilmiştir.

Stator болсо kesirli уячаlu yoğunlaştırılmış sargı yapжылуулукna sahiptir. Изилдөөда бул yapının sargı uç uzunluğunu azaltabildiği жана натыйжалуулук açжылуулукndan avantaj sağlayabildiği belirtilmektedir.

Prototip makinenin негизги geometrik жана elektriksel parametreleri şöyledir:

Alt-аймак modeli кантип kuruluyor?

Изилдөөчүлөр makineyi магниттик orтолук жана эскертүүm булагына ылайык беш ayrı analitik аймакye ayırmıştır:

1. Halbach тизилген туруктуу магнит аймагы
2. Hava aralığı
3. Stator diş ucu
4. Stator dişi
5. Armatür sargжылуулук

Изилдөөнүн Сүрөт 2'sindeki kesit бул беш аймакyi ошол эле мотор geometrisi үстүндө көрсөтөт. Ошентип ар бир аймакnin вектордук магниттик потенциалi kendi sınır шарттарыyla çözülmekte, ardından аймакler arasındaki магниттик талаа sürekliliği колдонуу менен жалпы çözüm elde edilmektedir.

Modelin негизги varsayımları nelerdir?

İlk alt-аймак çözümünün kurulabilmesi үчүн беш негизги varsayım колдонулган:

• Makine parçalarının elektriksel iletkenlikleri ihmal edilmiştir.
• Çekirdek материалдын магниттик geçirамплитудасы ilk alt-аймак modelinde sonsuz kabul edilmiştir.
• Kalıcı магнит материалsi сызыктуу демагниттелүү karakteristiğiyle modellenmiştir.
• Halbach магниттерı eşмаани yay biçimli магниттер катары temsil edilmiştir.
• Akım yoğunluğunun гана z ekseni yönünde компонентти болгону kabul edilmiştir.

İkinci varsayımın жогорку жүк шарттарыnda oluşturduğu doğruluk problemi, изилдөөнүн devamında магниттик эквиваленттик схема колдонуу менен темир өзөк магниттик direnci жана doyum etkisinin modele geri eklenmesiyle azaltılmaktadır.

Stator уячаlarının açısal жайгашуусу кантип tanımlanıyor?

i'inci статор уяча açıklığının жайгашуусу:

\[ \alpha_i = \frac{2\pi i}{Q_s} - \frac{\pi}{Q_s}, \qquad 1\leq i\leq Q_s \]

менен tanımlanmıştır. Бул жерде \(Q_s\), статор уя саныdır жана incelenen мотордо 18'dir.

k'inci негизги N-уюл магнитının ротор üzerindeki жайгашуусу болсо:

\[ \gamma_k = \frac{2\pi(k-1)}{p}+\delta, \qquad 1\leq k\leq p \]

түрүндөdir. \(p\) уюл жуп саныnı, \(\delta\) болсо ilk N-уюл магнитı менен ilk статор уяча açıklığı arasındaki açıyı temsil eder.

Akımın oluşturduğu alan кантип modelleniyor?

Stator уячаlarında вектордук магниттик потенциалin dağılımı Poisson теңдемесиyle ifade edilmiştir:

\[ \frac{\partial^2 A_{5j}}{\partial r^2} + \frac{1}{r}\frac{\partial A_{5j}}{\partial r} + \frac{1}{r^2}\frac{\partial^2 A_{5j}}{\partial\theta^2} = -\mu_{\mathrm{copper}}J_{jc} \]

Бул жерде \(A_{5j}\) j'inci статор уясыndaki вектордук магниттик потенциалi, \(J_{jc}\) akım yoğunluğunu, \(r\) радиалдык жана \(\theta\) açısal koordinatı ifade eder.

Sargı akım yoğunluğunun periyodik yapжылуулук Fourier катарларыэмне ayrılmıştır. Бул ыкма, уяча içindeki alan dağılımını гармоника компонентlerle ifade etmeyi mümkün kılmaktadır. Изилдөө, дагы жүкsek гармоника саныnın doğruluğu artırabileceğini бирок bilinmeyen katsayı саныnı жана hesap жүкünü да жүкselttiğini; бул nedenle maksimum гармоника mertebesi seçilerek hesaplama miktarı менен doğruluk арасында denge kurulduğunu belirtmektedir.

Үч сегментli Halbach магниттелүүsı modele кантип giriyor?

Halbach тизилишиndeki магниттелүү вектору эки өлчөмдүү уюлsal koordinatlarda радиалдык \(M_r\) жана тангенциалдык \(M_\theta\) компоненттерэмне ayrılmıştır. Ana уюл жана эки yardımcı kutbun ар түрдүү магниттелүү yönleri, ротор açжылуулукna bağlı parçalı fonksiyonlarla tanımlanmıştır.

Бул parçalı магниттелүү dağılımları кийинчерээк Fourier өзгөртүүсүyle:

\[ M_r(\theta)= \sum_{n=-N}^{N} \hat{M}_{r,n}e^{-jn\theta} \]

жана

\[ M_\theta(\theta)= \sum_{n=-N}^{N} \hat{M}_{\theta,n}e^{-jn\theta} \]

түрүндө гармоника компонентlere ayrılır. Ошентип үч ayrı магнит сегментinin alan эскертүүбы alt-аймак çözümüne matematiksel катары кошулган edilir.

Hava aralığı alanı кантип elde ediliyor?

Сырткы alan kaynağı bulunmayan аба боштугуnda бир тектүү Laplace теңдемеси çözülür. Çözümün genel biçimi:

\[ A_{2j} = \sum_{n=1}^{\infty} \left[ a_{2n} \left(\frac{r}{R_s}\right)^n + b_{2n} \left(\frac{r}{R_r}\right)^{-n} \right]\cos(n\theta) \]

\[ + \sum_{n=1}^{\infty} \left[ c_{2n} \left(\frac{r}{R_s}\right)^n + d_{2n} \left(\frac{r}{R_r}\right)^{-n} \right]\sin(n\theta) \]

түрүндө. Бул жерде \(R_s\) статор ички yarıçapı, \(R_r\) ротор сырткы yarıçapı; \(a_{2n}\), \(b_{2n}\), \(c_{2n}\) жана \(d_{2n}\) болсо sınır шарттарыndan elde edilen katsayılardır.

Uç агып кетүүчү агымsı эмне үчүн бул kadar öнымдуулукli?

Изилдөөнүн негизги bilimsel noktası burada ortaya çıkmaktadır. İki boyutlu бир магниттик модель, ротордун октук yöndeki uçlarından kapanan магниттик агым yollarını doğal катары толук түрдө temsil edemez. Yük arttığında негизги магниттик devrenin магниттик direnci жүкseldiği үчүн агып кетүүчү агымnın etkisi момент болжолуnde дагы öнымдуулукli hâle gelir.

Изилдөөнүн Сүрөт 3'ündeki FEM alan çizgileri hem негизги akıyı hem да ротор uç аймакsinden kaçan akıyı көрсөтөт. Aynı şeklin ikinci kısmında бул fiziksel yollar, магниттик dirençlerden пайда болгон бир eşмаани devreye айландырылганtür.

Rotor октук kaçak geçirамплитудасы үчүн ширетүүta:

\[ P_{sen}=0.264\mu_0H_{sn} \]

ifadesi колдонулат. Stator dişi октук kaçak geçirамплитудасы да geometrik boyutları камтыган ayrı бир bağıntıyla tanımlanır.

Hibrid ыкмада статор тишиnin магниттик direnci аба боштугу магниттик direnciyle birleştirilir жана ар бир статор тиши үчүн eşмаани аба боштугу geçirамплитудасы:

\[ \mu_{eqj} = \frac{\delta}{W_tL_{ef}} \frac{1}{R_{agj}+R_{tj}} \]

түрүндө hesaplanır. Бул жерде \(\delta\) аба боштугу uzunluğunu, \(W_t\) статор тиши genişliğini, \(L_{ef}\) etkin октук uzunluğu, \(R_{agj}\) аба боштугу магниттик direncini жана \(R_{tj}\) статор тиши магниттик direncini temsil eder.

SM менен MEC birbirine кантип bağlanıyor?

Alt-аймак modelinden эсептелген аба боштугу агым тыгыздыгы, статор ички чөйрөsi boyunca entegre edilerek ар бир статор тишиэмне giren магниттик агым belirlenir. Бул akılar кийинчерээк магниттик эквиваленттик схемаnin эскертүүm ресурстары катары колдонулат.

MEC çözümü Kirchhoff yasalarına dayalı nodal матрица түрүндө:

\[ G\,U=\Phi \]

катары yazılmıştır. \(G\) магниттик iletkenlik матрицаi, \(U\) түйүн магниттик potansiyelleri жана \(\Phi\) магниттик агым эскертүүmlarını ifade eder. Бул karşılıklı маалымат aktarımı, analitik аба боштугу çözümünün темир өзөк doyumu жана uç kaçak etkisine ылайык düzeltilmesini sağlar.

Elektroмагниттик чыгышlar кантип hesaplanıyor?

Vektör магниттик potansiyelden радиалдык жана тангенциалдык аба боштугу агым тыгыздыгы elde edilir:

\[ B_r = \frac{1}{r} \frac{\partial A}{\partial\theta} \]

\[ B_\theta = - \frac{\partial A}{\partial r} \]

Бул эки alan компонентти кийинчерээк back-EMF жана момент hesaplarında колдонулат.

Yüksüz cogging моменти Maxwell чыңалуу тензору ыкмасы менен:

\[ T_{ct} = \frac{L_{ef}r^2}{\mu_{air}} \int_0^{2\pi}B_rB_\theta\,d\theta \]

катары hesaplanmıştır.

Yük altındaki электромагниттик момент болсо үч фазасыn elektroмотор kuvveti жана akımları аркылуу:

\[ T_e = \frac{E_AI_A+E_BI_B+E_CI_C}{\Omega} \]

деген сөз менен bulunur. \(E_A\), \(E_B\), \(E_C\) faz back-EMF маанилериni; \(I_A\), \(I_B\), \(I_C\) faz akımlarını жана \(\Omega\) mekanik açısal hızı temsil eder.

Yüksüz FEM салыштырууsı эмне gösterdi?

İki boyutlu FEM'да статор çekirdeğindeki maksimum агым тыгыздыгы болжол менен 2,1 T катары görülmüş; ширетүү bunu колдонулган çekirdeğin doyum агым тыгыздыгыnun астында катары мааниlendirmiştir.

Radyal жана тангенциалдык аба боштугу агым тыгыздыгы eğrileri аналитикалык модель менен FEM арасында өтө жакын бир dalga şekli көрсөтөт. Teğetsel компоненттиn амплитудасы радиалдык компонентe ылайык belirgin түрдө дагы кичинекейtür жана дагы жүкsek гармоника мазмун көрсөтөт.

Radyal агым тыгыздыгыndaki bazı жергиликтүү düşüşler, Halbach тизилишиnin тангенциалдык магнитlı сегментlerinin статор уячаlarına karşılık geldiği açısal аймакlerle байланыштырылган.

Булак ички tutarsızlık: Metin FEM modelinin maksimum радиалдык аба боштугу агым тыгыздыгыnu болжол менен 1,15 T, аналитикалык модельi болжол менен 1,13 T катары vermekte; бирок ошол эле cümlede FEM маанисиnin analitik болжолden дагы төмөн болгонун söylemektedir. 1,15 T сандык катары 1,13 T'den ириtür. Бул ifade ширетүүta bulunduğu biçimiyle düzeltilmemiştir.

Back-EMF жана cogging моментиnda модель эмне kadar yaklaştı?

Изилдөөнүн жүкsüz back-EMF eğrisinde FEM жана analitik çözüm neredeyse üst üste берилишktedir. Cogging моментunun dalga şekli да benzer olsa да аналитикалык модельin момент амплитудасы FEM sonucundan бир miktar төмөн kalmıştır.

Изилдөөчүлөр бул айырмасы аба боштугу агым тыгыздыгыndaki кичинекей hesaplama айырмаlarının Maxwell чыңалуу тензору integralinde birikmesi жана FEM тармак yapжылуулукnın oluşturduğu hesaplama ар түрдүүlıklarıyla байланыштыратdir.

Uç агып кетүүчү агымsını yok saymak момент болжолуni кантип değiştiriyor?

Изилдөөнүн en belirgin салыштырууsı жүк алты момент-ток analizidir. Uç агып кетүүчү агымsının dikkate alınmadığı эки өлчөмдүү ыкмаlar максималдуу моментu болжол менен 350 N·m düzeyinde болжол ederken, уч агып кетүүчү агымnı hesaba katan 3B FEM жана hibrid модель жыйынтыктарı болжол менен 260–275 N·m düzeyine inmektedir.

Verianla Live: Bilimsel source-of-truth yukarıdaki görünür HTML таблицаsuтокто. Etkileşimli график site düzeyindeki Verianla Live v0.2 моторду tarafından бул таблицаdan oluşturulur.

Изилдөө 2B FEM'in 353 N·m болжолуnden уч агып кетүүчү агымnı камтыган 3B FEM'in 262 N·m sonucuna geçişteki айырмасы болжол менен %25,7 катары ifade etmektedir. Бул салыштыруу, жогорку момент тыгыздыктагы kısa октук makinelerde уч агып кетүүчү агымnın момент болжолу açжылуулукndan ihmal edilemeyeceğini gösteren изилдөөнүн негизги далилıdır.

Nominal изилдөө noktasındaki момент uyumu

Yük altındaki момент dalga сүрөтlerinde 3B FEM орточо моментu болжол менен 101 N·m, уч агып кетүүчү агымnı камтыган гибрид аналитикалык модель болсо болжол менен 100 N·m катары vermiştir. Булак бул салыштырууdaki катаnın %2'nin астында болгонун belirtmektedir.

Бул жыйынтык öнымдуулукlidir çünkü hibrid modelin гана жүкsüz alan dağılımında эмес, akım uygulandığı жана магниттик каныгуу/агып кетүүчү агым etkilerinin дагы belirgin болгону жүк koşulunda да 3B FEM sonucuna жакын kaldığını көрсөтөт.

Fiziksel прототип кантип ырасталды?

Изилдөөнүн son aşamasında teorik мотор geometrisine ылайыктуу 15 kW үч сегменттүү Halbach ротор PM makinesi üretilmiştir. Rotor üzerindeki туруктуу магниттерın mekanik ишенимliğini sağlamak amacıyla karbon fiber бир кобура колдонулган.

Deney платформасыnda прототип мотор, жетектөөчү мотор, osiloskop жана момент сенсорü бар. Булакта ротордун, статорun жана толукamlanmış test платформасыnun fotoğrafları бирге gösterilmektedir; dolayжылуулукyla ырастоо гана FEM салыштырууsına дакүйүүmaktadır.

Yüksüz прототип deneyi эмне gösterdi?

Prototip 2400 r/min hızında жүкsüz катары иштетилген жана линия back-EMF dalga biçimi өлчөнгөн. Ölçülen sinyal болжол менен sinüzoidal yapı göstermiş, etkin back-EMF болжол менен 213 V катары маалымдалган.

Бул жыйынтык FEM жана analitik hesaplarla iyi шайкештик көрсөткөн. Ошентсе да изилдөөчүлөр, deneysel back-EMF амплитудасыyle аналитикалык модель арасында kalan sapmanın модель varsayımları менен реалдуу fiziksel makine arasındaki kaçınılmaz ар түрдүүlıklardan ширетүүlandığını belirtmektedir.

Tork-akım прототип deneyi эмне gösterdi?

Prototip менен жетектөөчү мотор arasına момент сенсорü bağlanmış жана 2400 r/min hızında фаза тогуna каршы электромагниттик момент өлчөнгөн. Изилдөөнүн Сүрөт 10'unda deneysel noktalar, 3B FEM sonucu жана гибрид аналитикалык модель ошол эле графикte салыштырылган.

Үч маалымат setinin eğilimi birbirine жакын берилишktedir. Изилдөөчүлөр бул uyumu, modelin hem өзөк doyumunu hem да октук уч агып кетүүчү агымnı hesaba katmasına байлооktadır.

3000 r/min изилдөө koşulunda өлчөнгөн фаза тогу dalga biçimi да ayrıca osiloskop сүрөтsüyle сунушталган.

Изилдөө колдогон жыйынтыктар

• Үч сегментli Halbach ротордун özel магниттелүүsı субдомен методуyle analitik катары modellenebilir.
• SM менен магниттик эквиваленттик схемаnin birleştirilmesi, темир өзөктүн сызыктуу эместиги жана октук уч агып кетүүчү агымnın analitik болжолe кошулган edilmesini sağlar.
• Uç агып кетүүчү агымsının ihmal edilmesi, incelenen жогорку момент тыгыздыктагы мотор үчүн жүкsek akımdaki момент мүмкүнчүлүгүnin belirgin түрдө fazla болжол edilmesine yol açmıştır.
• Uç агып кетүүчү агымsını камтыган гибрид аналитикалык модельin жүк altındaki орточо момент болжолу, incelenen koşulda 3B FEM'e %2'nin астында ката менен yaklaşmıştır.
• 15 kW физикалык прототипte back-EMF жана момент-ток deneyleri аналитикалык модельin genel eğilimini destмуунiştir.

Изилдөөнүн destмуунediği же test etmediği жыйынтыктар

• Modelin бүткүл Halbach мотор geometrilerinde ошол эле ката sınırını sağlayacağı gösterilmemiştir.
• Үч сегмент тышкарыки Halbach сегментацияları физикалык прототипle karşılaştırılmamıştır.
• \(\theta_m=90^\circ\) тышкары ар түрдүү магниттелүү açıları бул прототип үстүндө deneysel катары incelenmemiştir.
• Изилдөө uzun süreli туруктуулук, термикалык өмүр же магнит демагниттелүү testi бербейт.
• Elektrikli araç же havacılık системасыnde реалдуу тапшырма döngüsü астында талаа ырастооsı yapılmamıştır.
• Analitik ыкмаin hesaplama açжылуулукndan FEM'den дагы hızlı болгону belirtilmekle бирге ширетүүta түздөн-түз бир эсептөө убактысы таблицаsu же сандык ылдамдатуу коэффициенти verilmemiştir.

Изилдөөнүн ыкмасы жана жыйынтыктары

Изилдөө дизайнı

Изилдөө үч aşamalı бир ырастоо yapжылуулук kullanmaktadır:

1. Alt-аймак жана магниттик эквиваленттик схема негизиндеги гибрид аналитикалык модельin курулушу,
2. 2B жана 3B FEM жыйынтыктарıyla электромагниттик ырастоо,
3. 15 kW реалдуу Halbach мотор прототипiyle эксперименттик ырастоо.

Analitik modelin kapsadığı fiziksel etkiler

Yüksüz салыштырууlar

Analitik модель менен 2B FEM арасында радиалдык жана тангенциалдык аба боштугу агым тыгыздыгы dalga сүрөтleri жакын шайкештик көрсөткөн. Yüksüz back-EMF eğrileri да ири ölçüde örtüşmüştür. Cogging моментunda аналитикалык модель dalga biçimini takip etmiş бирок амплитудасы FEM'e ылайык бир miktar төмөн болжол etmiştir.

Yük altındaki негизги сандык жыйынтыктар

Deneysel ырастоо шарттары

Doğruluk ifadeleri кантип чечмелөөlanmalı?

Изилдөөнүн кыскача мазмунinde FEM салыштыруулары үчүн аналитикалык модель катасыnın %2'nin астында болгону ifade edilmektedir. Айрыкча жүк altındaki орточо момент салыштырууsında 3B FEM болжол менен 101 N·m, гибрид аналитикалык модель болжол менен 100 N·m vermektedir.

Жыйынтык bölümünde болсо прототип, 3B FEM жана аналитикалык модельin дагы geniş ырастоо алкагы үчүн “%5 ката ичинде” ырастоо ifadesi колдонулат. Ошондуктан макаланын бүткүл жыйынтыктарını бир гана evrensel “%2 ката” iddiasıyla кыскача мазмунlemek туура değildir.

Başlıca ыкмаsel sınırlar

• Alt-аймак çözümü başlangıçta idealize edilmiş материал varsayımlarına dayanır.
• Doyum жана агып кетүүчү агым etkileri MEC аркылуу болжол менен analitik түрдө geri eklenmektedir.
• Harmonik mertebesi hesaplama жүкü менен doğruluk арасында denge kurularak sınırlandırılmaktadır.
• Deneysel ырастоо бир гана 15 kW үч сегменттүү Halbach прототипi үстүндө реалдууleştirilmiştir.
• Analitik ыкма үчүн кеңири операция мөөнөтү же FEM'e ылайык сандык hızlandırma катышı raporlanmamıştır.

Булак жана ыкма жөнүндө эскертүү

Tam оригиналдуу изилдөө adı: Analytical Modeling and Analysis of High-Torque-Density Three-Segment Halbach Array PM Machine by Considering Leakage Flux

Авторлор: Jinlin Huang; Qingfeng Sun; Chen Wang.

Yazar sırası: Булактаки оригиналдуу sıra korunmuştur.

Eş katkı/eş birinci yazar: Булакта eş katkı же eş birinci yazar beyanı жок.

Sorumlu yazar: Jinlin Huang.

Мекемелер: Electrical Engineering College, Anhui Technical College of Mechanical and Electrical Engineering, Wuhu, China; Key Laboratory of Electric Drive and Control of Anhui Province, Wuhu, China; School of Electrical Engineering, Anhui Polytechnic University, Wuhu, China; Wuhu Overseas Students’ Entrepreneurship Park, Wuhu, China.

Журнал: Machines.

Басма: MDPI, Basel, Switzerland.

Cilt / макала numarası: 14, 683.

DOI: 10.3390/machines14060683.

Макалаnin alındığı tarih: 29 Nisan 2026.

Revizyon: 3 Haziran 2026.

Kabul: 5 Haziran 2026.

Yayın tarihi: 12 Haziran 2026.

Булак түрү: Hakemli изилдөө макалаsi; analitik электромагниттик modelleme, 2B/3B FEM ырастооsı жана физикалык прототип deneyi камтыйт.

Расмий жарыялоо шилтемеси:MDPI resmî макала sayfası.

Лицензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Каржылоо: Natural Science Research Project of Anhui Province of P. R. China, 2024AH050219 жана 2023AH052697; ayrıca Key Laboratory of Electric Drive and Control of Anhui Province, Anhui Polytechnic University, DQKJ202507.

Маалымат жеткиликтүүлүгү: Изилдөөнүн оригиналдуу katkılarının макала ичинде bulunduğu, ek soruların sorumlu yazara yöneltilebileceği belirtilmiştir.

Кызыкчылыктардын кагылышы: Авторлор çıkar çatışması болбогонун beyan etmiştir.

Автордук салымдар: Kavramsallaştırma жана ыкма Jinlin Huang; resmi analiz Qingfeng Sun; изилдөө Jinlin Huang; ширетүүlar Jinlin Huang жана Chen Wang; ilk taslak Jinlin Huang; gözden geçirme жана жөнгө салуу Jinlin Huang жана Chen Wang; süpervizyon Qingfeng Sun катары билдирилген.

Булак ички tutarsızlık эскертүүсү: Hava aralığı радиалдык агым тыгыздыгы anlatımında FEM үчүн болжол менен 1,15 T жана аналитикалык модель үчүн болжол менен 1,13 T verilmesine rağmen metinde FEM маанисиnin analitik мааниden дагы төмөн болгону yazmaktadır. Verilen sayılar бул ifadeyle uyuşmamaktadır жана ширетүү sessizce düzeltilmemiştir.

Doğruluk камтуусу эскертүүсү: Изилдөөнүн кыскача мазмунinde белгилүү FEM салыштыруулары үчүн ката %2'nin астында ifade edilirken жыйынтык bölümünde 3B FEM жана эксперименттик ырастоо үчүн дагы geniş түрдө %5 ичинде ырастоо ifadesi колдонулат. Бул эки ifade kendi bağlamlarında korunmuştur.

Bilimsel мазмун sınırı: Бул Verianla metnindeki электромагниттик mekanizmalar, denklemler, модель varsayımları, момент маанилери жана deney жыйынтыктарı incelenen изилдөөya дакүйүүktadır. Сырткы ширетүүlardan жаңы bilimsel табылга eklenmemiştir; сырткы kontrol гана bibliyoграфик жарыялоо идентификациясыni ырастооk amacıyla колдонулган.

Негизги ыкмаsel sınır: Изилдөө үч сегментli жана 15 kW'lık белгилүү Halbach PM мотор topolojisini 2B/3B FEM жана физикалык прототипle doğrulamıştır. Diğer сегмент sayıları, ар түрдүү магниттелүү açıları, ар түрдүү октук boy катыштары жана ар түрдүү жүкsek güç yoğunluklu мотор geometrileri үчүн ошол эле ката düzeyinin korunacağı бул изилдөө tarafından deneysel катары gösterilmemiştir.