Ushbu tadqiqot elektr quvvatli rul boshqaruvi (EPS) tizimlarida qo‘llanishi mumkin bo‘lgan ketma-ket qutbli doimiy magnitli sinxron motorlarning (CP-PMSM) moment tebranishini kamaytirish maqsadida rotordagi doimiy magnit va temir qutblarning joylashuvini qayta loyihalaydi. An’anaviy CP-PMSM tuzilmasida rotor qutblaridan bir polaritetning doimiy magnit o‘rniga temir qutb bilan hosil qilinishi havo oralig‘idagi magnit oqim taqsimotini assimetrik qiladi va ayniqsa juft tartibli garmoniklar hamda moment tebranishini oshiradi. Tadqiqotchilar ushbu muammoni rotorning o‘qiy uzunligini oshirmasdan hal qilish uchun N qutbi, S qutbi va temir qutblarni rotor aylanasida turlicha joylashtiradigan ikkita yangi 2D rotor arxitekturasini — simmetrik va assimetrik tuzilmani taklif qilgan.

ANSYS Maxwell 2024R1 bilan bajarilgan chekli elementlar tahlilida stator, 8 qutb/12 paz kombinatsiyasi, magnit geometriyasi, havo oralig‘i, rotor va stator o‘lchamlari hamda ish sharoitlari o‘zgarmas saqlangan; asosan rotor qutblarining joylashuvi va temir qutb yoyi nisbati o‘rganilgan. Yakuniy 2D tahlilda an’anaviy CP-PMSM ning %36,91 bo‘lgan moment tebranishi simmetrik dizaynda %2,76 ga, assimetrik dizaynda %3,59 ga tushgan. Bunga qarshi o‘rtacha moment 4,43 Nm dan mos ravishda 3,71 va 3,94 Nm gacha kamaygan. Shuning uchun natija faqat “ko‘proq moment” emas, balki moment sig‘imi bilan moment sifati o‘rtasidagi loyihaviy murosani ko‘rsatadi.

Qo‘shimcha 3D chekli elementlar tahlilida o‘qiy sizib chiqish oqimi va uch ta’sirlari hisobga olinganda mutlaq moment tebranishi qiymatlari oshgan. An’anaviy tuzilma %40,8, simmetrik dizayn %6,0 va assimetrik dizayn %7,5 moment tebranishi bergan. Shunga qaramay, taklif qilingan ikki rotor tartibining an’anaviy tuzilishga nisbatan ustunlik tartibi saqlanib qolgan. Cogging momenti ham 192,38 mNm dan simmetrik tuzilmada 54,66 mNm ga, assimetrik tuzilmada 34,63 mNm ga kamaygan.

Taklif qilingan qutb tartiblari faqat moment tebranishini o‘zgartirmagan. BEMF umumiy garmonik buzilishi (THD) an’anaviy tuzilmada %8 bo‘lgan bo‘lsa, simmetrik modelda %3,2 va assimetrik modelda %3,6 deb hisoblangan. Temir yo‘qotishi 18,3 W dan taxminan 16,2 W darajasiga, magnit girdob toki yo‘qotishi esa 1,02 W dan taxminan 0,79 W gacha kamaygan. Demak, simulyatsiya natijalari magnit oqimning silliqroq taqsimoti moment sifati va ayrim elektromagnit yo‘qotish ko‘rsatkichlari jihatidan birgalikda afzallik berishi mumkinligini ko‘rsatadi.

Turkiya nuqtayi nazaridan tadqiqotning ahamiyati shundaki, avtomobil elektr quvvatli rul boshqaruvi motorlarida tebranish va moment pulsatsiyasini kamaytirishga qaratilgan rotor dizaynini faqat ko‘proq magnit ishlatish orqali emas, balki mavjud magnit va temir qutblarni elektromagnit jihatdan muvozanatliroq joylashtirish orqali ham yaxshilash mumkinligini ko‘rsatadi. Biroq tadqiqot fizik EPS motor prototipida tajribaviy tasdiqlanmagan. Ishlab chiqarish toleranslari, rotorning mexanik mustahkamligi, invertorning nochiziqliliklari, yig‘ish xatolari, harorat va haqiqiy rul boshqaruvi tizimidagi tebranishlar natijalarni o‘zgartirishi mumkinligi sababli, bildirilgan simulyatsiya qiymatlari to‘g‘ridan-to‘g‘ri seriyali ishlab chiqarish ko‘rsatkichlari sifatida qabul qilinmasligi kerak.

EPS motorida moment tebranishi nega muhim?

Elektr quvvatli rul boshqaruvi tizimi haydovchining rul harakatini elektr motor bilan qo‘llab-quvvatlaydi. Shu sababli motor ishlab chiqaradigan momentning faqat o‘rtacha kattaligi emas, aylanish davomida qanchalik tekis bo‘lishi ham muhim. Motordagi davriy moment o‘zgarishlari rul hissiyotiga, mexanik tebranishga va akustik shovqinga uzatilishi mumkin.

Tadqiqotda ishlatilgan asosiy motor oilasi doimiy magnitli sinxron motordir. An’anaviy PMSM larda rotor qutblari doimiy magnitlar bilan hosil qilinishi mumkin bo‘lsa, CP-PMSM yondashuvida bir polaritetdagi magnit o‘rniga rotor temiri ishlatiladi. Shu tariqa doimiy magnit miqdorini kamaytirish maqsad qilinadi.

Biroq bu material afzalligining elektromagnit narxi bor: magnit qutb bilan temir qutb ayni magnit xatti-harakatni ko‘rsatmagani uchun rotor aylanasidagi havo oralig‘i oqim zichligi ideal simmetriyasini yo‘qotadi.

An’anaviy CP-PMSM dagi asosiy muammo nima?

An’anaviy tuzilmada doimiy magnitdan chiqqan asosiy magnit oqim statordan o‘tib, qarama-qarshi polaritetni hosil qiladigan temir qutb orqali rotor yadrosiga qaytadi. Biroq bir qutb haqiqiy doimiy magnit, qarshi qutb esa ferromagnit rotor materiali bo‘lgani uchun ikki qutb hosil qiladigan havo oralig‘i maydoni bir-birining to‘liq simmetriyasi emas.

Tadqiqotdagi havo oralig‘i oqim zichligi taqqoslanishi an’anaviy CP-PMSM ning oddiy sirt magnitli PMSM ga qaraganda ayniqsa juft tartibli garmoniklarda yuqoriroq tarkib hosil qilishini ko‘rsatadi. Ushbu garmoniklar BEMF to‘lqin shaklini buzadi va elektromagnit momentda davriy o‘zgarishlar yuzaga keltiradi.

Shu sababli tadqiqotning asosiy loyihalash yondashuvi magnit miqdorini oshirish emas, balki rotor aylanasidagi N, S va temir qutblar ketma-ketligini o‘zgartirib magnit oqim simmetriyasini yaxshilashdir.

Avval ishlatilgan o‘qiy yechim qanday edi?

Oldingi bir yondashuvda N-CP-PMSM va S-CP-PMSM rotorlar motor o‘qi bo‘ylab ustma-ust birlashtirilgan. Ikki tuzilmaning juft tartibli BEMF garmoniklari taxminan qarama-qarshi xarakter ko‘rsatgani uchun birgalikda ishlatilganda ayrim garmoniklarning qisman bir-birini bekor qilishi mumkin bo‘lgan.

Biroq buning uchun ikki rotor qismi o‘qiy yo‘nalishda birlashtirilishi kerak. Tadqiqotchilar bunday yechim o‘qiy sizib chiqish oqimini hosil qilishi, rotorlar orasida qo‘shimcha havo oralig‘ini talab qilishi, motorning o‘qiy uzunligini oshirishi va elektromagnit xatti-harakatni baholash uchun uch o‘lchamli chekli elementlar tahliliga ehtiyoj tug‘dirishini bildiradi.

Yangi tadqiqotning maqsadi shunga o‘xshash garmonik muvozanatlash ta’sirini rotorning o‘qiy yo‘nalishida emas, bitta rotorning aylana bo‘ylab qutb tartibida olishdir.

Taklif qilingan rotor arxitekturasida nima o‘zgaradi?

Uchta motor taqqoslangan:

• an’anaviy CP-PMSM,
• simmetrik qutb tartibli CP-PMSM,
• assimetrik qutb tartibli CP-PMSM.

Motorlarning statori, paz va qutb soni, doimiy magnit shakli, havo oralig‘i, paket uzunligi va elektromagnit ish sharoitlari bir xil saqlangan. Shu tariqa natijalardagi asosiy farq rotor qutb tartibidan kelib chiqishi maqsad qilingan.

Simmetrik rotor tartibi qanday ishlaydi?

Simmetrik CP-PMSM da qutblar yarim mexanik davr davomida N qutbi – temir qutb – temir qutb – S qutbi tarzida joylashtiriladi. Shu tariqa an’anaviy CP-PMSM dan farqli ravishda ayni mexanik davr ichida N va S polaritetli doimiy magnitlar mavjud bo‘ladi.

Maqsad ikki xil polaritet hosil qiladigan maydon ta’sirlarini rotor aylanasi bo‘ylab muvozanatliroq taqsimlash va bir polaritetli an’anaviy CP-PMSM ning magnit assimetriyasini kamaytirishdir.

Doimiy magnitning asosiy oqimi havo oralig‘idan statorga o‘tib, qo‘shni temir qutb orqali qaytadi. Biroq tadqiqotning oqim yo‘li sxemasida oqimning bir qismi mo‘ljallangan temir qutb o‘rniga boshqa doimiy magnitga yo‘nalib, sizib chiqish oqimi yo‘lini hosil qilishi mumkinligi ko‘rsatilgan.

Nega segmentlangan rotor ishlatiladi?

Taklif qilingan ikkita yangi tuzilmada rotor yadrosi qutb juftlari orasida segmentlangan. Buning maqsadi doimiy magnit bilan qo‘shni qutblar o‘rtasidagi istalmagan magnit sizib chiqish yo‘lini qiyinlashtirish va asosiy oqimning kattaroq qismini havo oralig‘iga yo‘naltirishdir.

Tadqiqotchilar amaliy EPS motorida bunday segmentlangan rotorning mexanik mustahkamligi magnit bo‘lmagan ko‘priklar yoki ushlab turuvchi g‘iloflar yordamida mustahkamlanishi mumkinligini bildiradi. Biroq bu mexanik yechim tadqiqotda fizik prototip sifatida ishlab chiqarilmagan va mustahkamlik sinovidan o‘tkazilmagan.

Assimetrik rotor tartibining farqi nima?

Assimetrik model ham N va S doimiy magnit qutblarini temir qutblar bilan ayni rotor aylanasida birlashtiradi; ammo ketma-ketlik mexanik davr bo‘ylab simmetrik emas.

Tadqiqotning magnit oqim yo‘li tahliliga ko‘ra, simmetrik tuzilmada ikkita aniq sizib chiqish oqimi yo‘li mavjud bo‘lsa, assimetrik tuzilmada N qutbdan S qutbga tomon bitta asosiy sizib chiqish yo‘li hosil bo‘ladi. Assimetrik qutb tartibi shu tariqa simmetrik tuzilmaga nisbatan boshqacha havo oralig‘i maydoni taqsimoti va boshqacha moment/garmonik muvozanat hosil qiladi.

Temir qutb yoyi nisbati nega kritik?

Tadqiqotchilar rotor dizaynida doimiy magnit miqdorini o‘zgartirmaslik uchun doimiy magnit yoyi nisbatini sobit saqlab, arzonroq rotor temiriga tegishli temir qutb yoyi nisbatini \(\alpha_{iron}\) asosiy loyihaviy o‘zgaruvchi sifatida tanlagan.

Temir qutb yoyi nisbati barcha modellarda 0,4 bilan 0,9 oralig‘ida skanerlangan. Doimiy magnit yoyi nisbati esa 0,8 da sobit saqlangan.

\(\alpha_{iron}\) o‘zgarganda:

• magnit oqimning temir qutbda qay darajada zichlashishi,
• sizib chiqish oqimi kattaligi,
• temir qutbning magnit to‘yinishi,
• moment garmoniklari,
• o‘rtacha moment,
• moment tebranishi

birgalikda o‘zgaradi.

Nega 0,55 atrofidagi qiymat foydali deb topilgan?

Simmetrik model batafsil misol sifatida o‘rganilgan. \(\alpha_{iron}=0,4\), 0,55 va 0,9 holatlarining oqim yo‘llari hamda moment garmoniklari taqqoslangan.

\(\alpha_{iron}=0,4\) bo‘lganda yuqori magnit qarshilik sababli oqim temir qutbda ko‘proq zichlashadi. \(\alpha_{iron}=0,9\) bo‘lganda qo‘shni temir qutblar orasidagi sizib chiqish yo‘lining magnit qarshiligi kamayadi va ko‘proq oqim istalmagan yo‘nalishga o‘tadi.

\(\alpha_{iron}=0,55\) darajasida esa tadqiqot silliqroq oqim taqsimotini ko‘rsatgan. Moment spektrida ayniqsa ustun uchinchi va oltinchi garmoniklar ushbu nuqtada kamaygani va o‘rtacha moment saqlanib, moment tebranishi minimumga yaqinlashgani kuzatilgan.

Yakuniy taqqoslash uchun tanlangan temir qutb yoyi nisbatlari:

Havo oralig‘idagi magnit maydon qanday o‘zgardi?

An’anaviy CP-PMSM da magnit oqim temir qutb atrofida zichroq va assimetrik tarzda taqsimlanadi. Simmetrik va assimetrik modellarda N va S magnitlarning qayta joylashtirilishi havo oralig‘i oqim zichligining musbat va manfiy yarim davrlari o‘rtasidagi muvozanatni yaxshilagan.

FFT tahlili ham yangi tuzilmalar ayrim past tartibli garmoniklarni bostirganini ko‘rsatgan. Tadqiqotda bu holat N-CP-PMSM va S-CP-PMSM hosil qiladigan ustun garmoniklarning taxminan qarama-qarshi faza munosabatini ko‘rsatishi bilan tushuntiriladi.

Yangi rotorlar bu ikki qutb turini bitta rotor aylanasi bo‘ylab taqsimlagani uchun garmoniklarning hammasi emas, balki bir qismi bir-birini bekor qilishi mumkin.

BEMF to‘lqin shakli qanchalik yaxshilandi?

Pastroq THD BEMF to‘lqin shaklining ideal sinusoidal shaklga yaqinroq ekanini ko‘rsatadi. Har ikkala yangi rotor qutb tartibi an’anaviy CP-PMSM ga qaraganda pastroq garmonik buzilish bergan; simmetrik tuzilma bu mezonda eng past qiymatni ta’minlagan.

Moment tebranishidagi asosiy natija nima?

Yakuniy 2D chekli elementlar tahlilida an’anaviy motorning o‘rtacha momenti 4,43 Nm va moment tebranishi %36,91 deb hisoblangan.

Simmetrik rotor tartibida o‘rtacha moment 3,71 Nm gacha kamaygan, moment tebranishi esa %2,76 gacha tushgan. Assimetrik rotor tartibida o‘rtacha moment 3,94 Nm va moment tebranishi %3,59 bo‘lgan.

Ushbu natijalarning muhim tomoni shundaki, 3D tahlilda mutlaq moment tebranishi 2D bashoratidan yuqoriroq chiqqan. O‘qiy sizib chiqish oqimi va uch ta’sirlari qo‘shilganda 2D modelning mutlaq ishlash raqamlari aynan saqlanmasligi ko‘rinadi. Shunga qaramay, taklif qilingan har ikkala rotor dizayni an’anaviy CP-PMSM dan sezilarli darajada past moment tebranishini ko‘rsatishda davom etgan.

O‘rtacha moment nega kamaydi?

An’anaviy CP-PMSM yangi tuzilmalarga qaraganda kamroq sizib chiqish magnit oqimiga ega bo‘lgani uchun eng yuqori o‘rtacha momentni ishlab chiqargan. Yangi qutb tartiblari magnit maydon simmetriyasi va garmonik xatti-harakatni yaxshilarkan, ayrim qo‘shimcha sizib chiqish oqimi yo‘llarini ham hosil qilgan.

Shu sababli tadqiqot yangi rotor tartibi har bir elektromagnit mezonda ustun ekanini da’vo qilmaydi. Asosiy natija o‘rtacha momentdan ma’lum darajada voz kechib, ancha silliq moment chiqishini olishdir.

EPS kabi haydovchi rul orqali mexanik qayta aloqani bevosita his qiladigan ilovalarda tadqiqotchilar moment tebranishi, vibratsiya va cogging momentidagi kamayish ushbu murosani mazmunli qilishi mumkinligini ta’kidlaydi.

Cogging momenti qanday o‘zgardi?

Cogging momenti rotor magnitlarining stator pazlari bilan o‘zaro ta’siridan kelib chiqadigan yuksiz davriy moment komponentidir. Tadqiqotda rotor qutb tartibining o‘zgarishi cogging momenti garmoniklarini ham kuchli o‘zgartirgan.

Assimetrik dizayn %3,6 BEMF THD bilan simmetrik modeldan biroz yuqoriroq garmonik buzilish ko‘rsatgan bo‘lsa-da, eng past cogging momentiga — 34,63 mNm ga erishgan. Ushbu natija ham simmetrik va assimetrik arxitekturalar turli ishlash mezonlarida turli afzalliklarga ega ekanini ko‘rsatadi.

Yo‘qotishlar oshdimi?

Tadqiqotchilar past moment tebranishi yuqoriroq elektromagnit yo‘qotish hisobiga olinmaganini ham tekshirgan.

Taklif qilingan har ikkala modelda ham tadqiqot xabar qilgan temir va magnit girdob toki yo‘qotishlari an’anaviy modeldagidan past topilgan. Shuning uchun ko‘rib chiqilgan elektromagnit sharoitlarda moment tebranishining kamayishi ushbu ikki asosiy yo‘qotish komponentining oshishi hisobiga sodir bo‘lmagan.

2D dizayn nega muhim?

Taklif qilingan tuzilmaning asosiy geometrik afzalligi N va S consequent-pole ta’sirlarini rotor o‘qida ikki alohida motor qismi sifatida ustma-ust joylashtirish o‘rniga bitta rotor aylanasida birlashtirishdir.

Shu tariqa oldingi o‘qiy birlashtirish yondashuvidagi qo‘shimcha o‘qiy rotor uzunligi va ikki rotor orasidagi o‘qiy havo oralig‘i talabining oldini olish maqsad qilingan.

Biroq tadqiqotning o‘zi tanlangan modellarda 3D FEA ham bajargan. Demak, “3D tahlil talab qilmaydi” degan ibora natijalar uch o‘lchamli fizik ta’sirlardan butunlay mustaqil degani emas. Darhaqiqat, 3D natijalarda moment va moment tebranishi qiymatlari 2D modeldagidan farq qilgani ko‘rinadi.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan natijalar

• Rotor aylanasida N, S va temir qutblarning qayta joylashtirilishi CP-PMSM ning havo oralig‘i magnit oqimi simmetriyasini yaxshilashi mumkin.
• Taklif qilingan simmetrik va assimetrik tuzilmalar ko‘rib chiqilgan modelda BEMF garmonik buzilishini kamaytirgan.
• 2D FEA da moment tebranishi %36,91 dan %2,76 va %3,59 gacha kamaygan.
• 3D FEA mutlaq qiymatlarni o‘zgartirgan, ammo taklif qilingan tuzilmalarning past moment tebranishi tendensiyasini saqlagan.
• Cogging momenti har ikkala yangi rotor tartibida an’anaviy CP-PMSM dan past hisoblangan.
• Temir yo‘qotishi va magnit girdob toki yo‘qotishi taklif qilingan modellarda oshmagan, aksincha manbada pastroq qiymatlar xabar qilingan.
• Temir qutb yoyi nisbati moment bilan moment tebranishi o‘rtasidagi muvozanatga sezilarli ta’sir ko‘rsatgan.
• Simmetrik model uchun \(\alpha_{iron}=0,55\) atrofidagi qiymat past uchinchi va oltinchi moment garmoniklari bilan bog‘langan.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlamaydigan yoki hali tasdiqlamagan natijalar

• Taklif qilingan rotorlar fizik EPS motor prototipida tajribaviy sinovdan o‘tkazilmagan.
• Haqiqiy transport vositasidagi rul hissi yoki haydovchi qulayligi o‘lchanmagan.
• Akustik shovqin uchun fizik tovush o‘lchovi bajarilmagan.
• Segmentlangan rotorning mexanik mustahkamligi tajribaviy rotor tezligi sinovlari bilan tasdiqlanmagan.
• Ishlab chiqarish toleranslarining moment tebranishiga ta’siri miqdoriy o‘lchanmagan.
• Invertor nochiziqliliklari va haqiqiy boshqaruv tizimi xatolari tajribaviy tarzda kiritilmagan.
• Tadqiqot natijalarini boshqa qutb/paz kombinatsiyalari yoki boshqa motor o‘lchamlari uchun avtomatik ravishda amal qiladi deb bo‘lmaydi.
• Yangi tuzilmalarning seriyali ishlab chiqarish xarajati yoki ishlab chiqariluvchanligi miqdoriy xarajat tahlili bilan baholanmagan.

Tadqiqot Usuli va Natijalari

Chekli elementlar modelining asosiy loyihaviy parametrlari

Taqqoslash rotor qutb tartibiga qaratilishi uchun stator tuzilmasi, qutb/paz soni, doimiy magnit shakli, havo oralig‘i uzunligi, paket uzunligi va tahlil sharoitlari bir xil saqlangan. Magnit va temir qutb qalinliklari ham barcha modellarda 3 mm sifatida sobitlangan.

Tahlil dasturi va loyihalash yondashuvi

Elektromagnit tahlillar ANSYS Maxwell 2024R1 yordamida bajarilgan. Asosiy dizayn va parametrik tahlil 2D FEA bilan olib borilgan. Yakuniy tanlangan rotorlar qo‘shimcha ravishda uch o‘lchamli FEA bilan baholanib, o‘qiy sizib chiqish oqimi va uch ta’sirlari natija tendensiyasini o‘zgartiradimi-yo‘qmi tekshirilgan.

Temir qutb yoyi nisbati skaneri

Doimiy magnit yoyi nisbati 0,8 da sobit saqlangan holda temir qutb yoyi nisbati:

\[ 0,4 \leq \alpha_{iron} \leq 0,9 \]

oralig‘ida o‘zgartirilgan.

Parametrik tahlildan keyin moment tebranishi bilan o‘rtacha moment o‘rtasidagi muvozanat hisobga olinib:

• an’anaviy model uchun \(\alpha_{iron}=0,50\),
• simmetrik model uchun \(\alpha_{iron}=0,55\),
• assimetrik model uchun \(\alpha_{iron}=0,55\)

tanlangan.

Moment tebranishining ta’rifi

Tadqiqotda moment tebranishi:

\[ T_{ripple}= \frac{T_{max}-T_{min}}{T_{avg}}\times100\% \]

ko‘rinishida hisoblangan. Bu yerda \(T_{max}\) va \(T_{min}\) moment to‘lqin shaklining maksimal va minimal qiymatlarini, \(T_{avg}\) esa o‘rtacha elektromagnit momentni ifodalaydi.

Cogging momentining ta’rifi

Cho‘qqidan-cho‘qqigacha cogging momenti:

\[ T_{cogging}=T_{cog,max}-T_{cog,min} \]

bilan ta’riflangan.

BEMF umumiy garmonik buzilishi

Orqa elektromotor kuch to‘lqin shaklining garmonik buzilishi:

\[ THD= \frac{\sqrt{\sum_{n=2}^{\infty}E_n^2}}{E_1} \]

bilan baholangan. \(E_1\) asosiy garmonik amplitudasini, \(E_n\) esa n-chi garmonik komponentni ifodalaydi. Pastroq THD BEMF to‘lqin shaklining sinus shakliga yaqinroq ekanini anglatadi.

Yakuniy elektromagnit ishlash taqqoslanishi

Simmetrik va assimetrik tuzilma orasida bitta g‘olib bormi?

Natijalar bitta model barcha ishlash mezonlarida eng yaxshi emasligini ko‘rsatadi.

Simmetrik dizayn:

• eng past 2D moment tebranishini bergan: %2,76,
• eng past 3D moment tebranishini bergan: %6,0,
• eng past BEMF THD qiymatini bergan: %3,2,
• biroq taklif qilingan ikki model orasida pastroq o‘rtacha momentga ega.

Assimetrik dizayn:

• 2D momenti 3,94 Nm bilan simmetrik tuzilmadan yuqoriroq,
• 3D momenti 3,83 Nm bilan simmetrik tuzilmadan yuqoriroq,
• 34,63 mNm bilan eng past cogging momentini bergan,
• biroq moment tebranishi simmetrik tuzilmadan biroz yuqoriroq.

Shuning uchun rotor tanlovi moment sig‘imi, moment tebranishi, cogging momenti va BEMF garmoniklari orasida qaysi mezon ustuvor ekaniga bog‘liq.

2D va 3D natijalarning farqi nimani anglatadi?

3D modelda an’anaviy motorning momenti 4,43 Nm dan 4,36 Nm gacha, simmetrik modelning momenti 3,71 Nm dan 3,60 Nm gacha va assimetrik modelning momenti 3,94 Nm dan 3,83 Nm gacha o‘zgargan.

Yanada aniq farq moment tebranishida: 2D tahlilda simmetrik va assimetrik modellar %2,76 va %3,59 bergan bo‘lsa, 3D tahlilda qiymatlar %6,0 va %7,5 bo‘lgan. Bu holat o‘qiy sizib chiqish oqimi va uch ta’sirlari mutlaq natijada muhim bo‘lishi mumkinligini ko‘rsatadi.

Shunga qaramay, uchta model o‘rtasidagi asosiy tartib o‘zgarmagan. Tadqiqotchilar shu sababli 2D loyihalash yondashuvi rotor qutb tartiblari orasidagi asosiy tendensiyani to‘g‘ri ushlagan deb baholaydi.

Manbadagi sonli nomuvofiqliklar

Moment tebranishining kamayishi: Maqola annotatsiyasida taklif qilingan modellar uchun taxminan 33,3 va 34,1 foiz punktlik kamayish bildiriladi. Yakuniy 2-jadvalda an’anaviy, simmetrik va assimetrik qiymatlar mos ravishda %36,91, %2,76 va %3,59. Ushbu xom qiymatlar simmetrik uchun taxminan 34,15, assimetrik uchun taxminan 33,32 foiz punkt farq beradi. Shu sababli annotatsiyadagi ikki kamayishning model tartibiga bog‘lanishi aniq emas.

Kirish bo‘limidagi qiymatlar: Kirish bo‘limida simmetrik va assimetrik modellar uchun moment tebranishi an’anaviy motorga nisbatan taxminan 42,61 va 41,78 foiz punkt kamaygani yozilgan. Bu raqamlar yakuniy 2-jadvaldagi %36,91 boshlang‘ich moment tebranishi bilan matematik jihatdan mos emas. Yakuniy ishlash taqqoslanishida 2-jadvalning xom qiymatlari asos qilib olingan.

O‘rtacha momentning kamayishi: Ayni kirish paragrafida o‘rtacha moment simmetrik va assimetrik modellarda taxminan %14,12 va %8,98 kamaygani bildirilgan. Yakuniy 2-jadvalda esa 2D moment qiymatlari 4,43, 3,71 va 3,94 Nm. Manbadagi foizlar bilan yakuniy jadval o‘rtasidagi ushbu farq jim tarzda tuzatilmagan.

Tajribaviy tasdiqlash chegarasi

Tadqiqotda fizik motor ishlab chiqarish, dinamometr sinovi, haqiqiy EPS tizimi sinovi yoki transport vositasi sinovi bajarilmagan. Barcha natijalar elektromagnit chekli elementlar tahliliga asoslangan.

Mualliflar amaliy qo‘llashda ishlab chiqarish toleranslari, yig‘ish xatolari, invertor nochiziqliligi va mexanik tebranish sababli simulyatsiya bilan o‘lchov o‘rtasida farq paydo bo‘lishi mumkinligini ochiq aytadi. Taklif qilingan rotor tartibining moment tebranishini kamaytirish tendensiyasi amaliyotda ham saqlanishi kutilsa-da, bu kutish mavjud tadqiqotda tajribaviy isbotlanmagan.

Manba va Usul Haqida Izoh

To‘liq asl tadqiqot nomi: Design of Rotor Pole Arrangement for Torque Ripple Reduction in Consequent Pole Permanent Magnet Synchronous Motors

Mualliflar: Chaewon Jo, Seonghwi Kim, Ju Lee.

Mualliflar tartibi: Manbadagi tartib aynan saqlangan.

Mas’ul muallif: Ju Lee.

Teng hissa/teng birinchi muallif: Manbada bunday bayonot mavjud emas.

Muassasalar: Department of Electrical Engineering, Hanyang University, Seoul, Republic of Korea; The Industry-University Cooperative Foundation, Hanyang University, Seoul, Republic of Korea.

Jurnal: Machines.

Nashriyot: MDPI.

Bibliografik yozuv: Machines 2026, 14(6), 662.

DOI: 10.3390/machines14060662.

Rasmiy nashr havolasi:https://doi.org/10.3390/machines14060662

Nashr sanasi: 8 June 2026.

Manba turi va taqriz holati: Taqrizli original tadqiqot maqolasi. Ilmiy tasdiqlash chekli elementlar tahlili va model taqqoslashiga asoslangan.

Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Moliyalashtirish: Tadqiqot Korea Institute of Energy Technology Evaluation and Planning (KETEP) hamda Republic of Korea Ministry of Trade, Industry & Energy (MOTIE) tomonidan No. RS-2024-00420625 doirasida qo‘llab-quvvatlangan.

Ma’lumotlar mavjudligi: Tadqiqotning original hissalari maqolada mavjudligi, qo‘shimcha savollar mas’ul muallifga yo‘naltirilishi mumkinligi bildirilgan.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Mualliflar manfaatlar to‘qnashuvi yo‘qligini bildirgan.

Muallif hissalari: Chaewon Jo va Ju Lee konseptualizatsiyada; Chaewon Jo metodologiya, dasturiy ta’minot, formal tahlil, tadqiqot va ma’lumotlarni boshqarishda; Chaewon Jo va Ju Lee validatsiyada; Chaewon Jo va Seonghwi Kim ko‘rib chiqish/tahrirlash va vizualizatsiyada; Ju Lee nazorat, loyiha boshqaruvi va moliyalashtirishni olishda ishtirok etgan. Manbada barcha mualliflar e’lon qilingan versiyani o‘qib tasdiqlagani bildiriladi.

Ushbu Verianla maqolasidagi motor geometriyalari, magnit oqim izohlari, tahlil sharoitlari, formulalar, garmonik xatti-harakat, moment, moment tebranishi, cogging momenti va yo‘qotish qiymatlari ko‘rib chiqilgan manba tadqiqotiga asoslangan. Bibliografik identifikatsiyani tasdiqlashdan tashqari tashqi manbalardan yangi ilmiy tajriba yoki topilma qo‘shilmagan.

Asosiy metodologik chegara: Tadqiqot fizik motor prototipi yoki haqiqiy EPS tizimida tajribaviy tasdiqlashni o‘z ichiga olmaydi. Asosiy dizayn 2D chekli elementlar tahlili bilan ishlab chiqilgan va tanlangan tuzilmalar qo‘shimcha ravishda 3D FEA bilan tekshirilgan. Ishlab chiqarish toleranslari, yig‘ish xatolari, invertor ta’sirlari, mexanik tebranish, rotorning mexanik mustahkamligi va haqiqiy transport vositasi sharoitlari tajribaviy baholanmagan.

Manba ichki sonli nomuvofiqlik izohi: Annotatsiya, kirish va yakuniy 2-jadval orasida moment tebranishining kamayishi va o‘rtacha moment pasayishi uchun bir-biriga mos kelmaydigan ayrim foiz ifodalari mavjud. Shu sababli Verianla maqolasida yakuniy elektromagnit taqqoslash uchun 2-jadvalda ochiq berilgan xom qiymatlar ishlatilgan, boshqa ifodalar jim tarzda tuzatilmagan.