Design of direct drive axial flux permanent magnet motor for vehicle propulsion systems

This thesis explores aspects of design and analysis of axial flux permanent magnet motor for direct drive applications for vehicle propulsion systems. For some cases, the standard geometry of axial flux machines is of course more acceptable than that of traditional topologies. Convenient and reliable methods of electromagnetic design and analysis for these devices are therefore less well known. Electric vehicles are the greatest solution for greenhouse emission. They are several electric motors AC & DC, switched reluctance, PM motors by considering all motors and comparing them the suitable best choice is AFPM motor due to high degree of advantages to be an in-wheel motor for vehicle propulsion system. Four topologies of double-sided axial flux machines are compared to the most appropriate for constructing a high-density torque system that fits into a predefined geometry. The Torus axial flux permanent magnet motor is selected, due to its compact structure. The design is made by using analytic and finite element analysis. AFPM motor is a high-torque-density motor that is conveniently mounted onto a vehicle wheel and ideally matches the tire surface. The thesis explains the AFPM machine design technique as a multi-dimensional optimization problem in order to increase the efficiency under constraints. Lastly, the study proposes and discusses potential uses and future developments.

Questa tesi esplora gli aspetti della progettazione e dell'analisi del motore a magneti permanenti a flusso assiale per applicazioni a trasmissione diretta per sistemi di propulsione dei veicoli. In alcuni casi, la geometria standard delle macchine a flusso assiale è ovviamente più accettabile di quella delle topologie tradizionali. I metodi convenienti e affidabili di progettazione elettromagnetica e analisi per questi dispositivi sono quindi meno noti. I veicoli elettrici sono la migliore soluzione per l'emissione di gas serra. Sono diversi motori elettrici AC e DC, riluttanza commutata, motori PM considerando tutti i motori e confrontandoli la scelta migliore adatta è il motore AFPM a causa dell'elevato grado di vantaggi di essere un motore a ruote per il sistema di propulsione dei veicoli. Quattro topologie di macchine a flusso assiale su due lati vengono confrontate con le più appropriate per la costruzione di un sistema di coppia ad alta densità che si adatta a una geometria predefinita. Il motore a magneti permanenti a flusso assiale Torus è selezionato per la sua struttura compatta. Il design è realizzato utilizzando analisi analitiche e agli elementi finiti. Il motore AFPM è un motore ad alta densità di coppia che è convenientemente montato su una ruota del veicolo e si adatta idealmente alla superficie del pneumatico. La tesi spiega la tecnica di progettazione della macchina AFPM come un problema di ottimizzazione multidimensionale al fine di aumentare l'efficienza sotto vincoli. Infine, lo studio propone e discute potenziali usi e sviluppi futuri.