Field Weakening, Parameters and Operation Range of the Permanent Magnet Traction Motors

The main focus of this thesis is to define the field weakening point of permanent magnet synchronous machine with embedded magnets in traction applications. Along with the thesis a modelling program is made to help the designer to define the field weakening point in practical applications. The thesis utilizes the equations based on the current angle. These equations can be derived from the vector diagram of permanent magnet synchronous machine. The design parameters of the machine are: The maximum rotational speed, saliency ratio, maximum induced voltage and characteristic current. The main result of the thesis is finding out the rated rotational speed, from which the field weakening starts. The action of the machine is estimated at a wide speed range and the changes of machine parameters are examined.

Diplomityön päätavoitteena on määrittää ajoneuvosovelluksissa käytettävän kestomagneettitahtikoneen kentänheikennyspiste kun koneessa esiintyy reluktanssivääntömomenttia. Työn ohessa laaditaan ohjelmakokonaisuus, jonka avulla kentänheikennyspisteen määritys onnistuu. Työ toteutetaan käyttämällä virtakulmaan perustuvia yhtälöitä, jotka ovat johdettavissa kestomagneettitahtikoneen vektoripiirroksesta. Koneen suunnitteluparametreiksi valitaan maksimipyörimisnopeus, induktanssisuhde, indusoituneen jännitteen huippuarvo sekä karakteristinen virta. Työn lopputuloksena määritetään nimellispyörimisnopeus, josta kentänheikennys alkaa. Diplomityössä arvioidaan koneen toimintaa laajalla pyörimisnopeusalueella ja tarkastellaan koneen parametrien muutoksia suunnitteluparametreja muutettaessa.