Axial flux machine with non-slotted TORUS-NS rotor type. Design and investigate for electric traction

Abstract

The drive electric motor is one of the key components in the traction chain of an electric vehicle. Traditional radial flux motors used in electric vehicles, which use permanent magnets or induction motors in an electric field, are experiencing significant development aimed at optimizing their weight and cost. However, it can only go so far, so switching to a completely different type of machine, such as an axial flow, might be a good alternative. The novelty to this item is an axial flux permanent magnet motorization with non-slotted TORUS-NS rotor (single interior stator with two external rotors North-South) type housed in the wheel of the vehicle; this allows power to pass directly from the motor to the wheel, increasing the efficiency of the motor. System complexity is also less, as the transmission, differentials and driveshaft are eliminated. Purpose is to equip the electric car and choose the motor adapted to the application and the available space. The smaller size and weight allows for a lighter vehicle and more batteries, thus increasing range. The focus on customization is because vehicle performance is so dependent on the quality of the vehicle architecture , battery pack and axial flux motor design. The results obtained are in good agreement of accuracy, in particular the flux density at the air gap. The investigation is carried out by the finite element method. Machine model was run on Maxwell 16.0 business code.

Привідний електродвигун є одним із ключових компонентів тягового кола електромобіля. Традиційні двигуни з радіальним магнітним потоком, що використовуються в електромобілях, в яких використовуються постійні магніти або асинхронні двигуни в електричному полі, переживають значний розвиток, спрямований на оптимізацію їхньої ваги та вартості. Однак це не межа, тому гарною альтернативою може бути перехід на зовсім інший тип машини, наприклад, з осьовим потоком. Новизною у цьому питанні є машина з постійним магнітом з осьовим магнітнім потоком та безпазовим ротором TORUS-NS (один внутрішній статор з двома зовнішніми роторами північ-південь), розміщеним у колесі транспортного засобу; це дозволяє потужності передаватися безпосередньо від двигуна до колеса, підвищуючи ефективність двигуна. Складність системи також знижується, оскільки відсутні трансмісія, диференціали та карданний вал. Мета полягає в тому, щоб обладнати електромобіль та вибрати двигун, адаптований до застосування та доступного простору. Найменші розмір і вага дозволяють використовувати більш легкий автомобіль та більше батарей, що збільшує пробіг. Особлива увага приділяється індивідуальному настроюванню, оскільки продуктивність автомобіля багато в чому залежить від якості його архітектури, акумуляторної батареї та конструкції двигуна з осьовим магнітним потоком. Отримані результати перебувають у добрій згоді за точністю, зокрема за густиною потоку у повітряному зазорі. Дослідження проводиться методом скінченних елементів. Модель машини була досліджена з використанням комерційного програмного продукту Maxwell 16.0.