Cogging torque and torque ripple analysis of permanent magnet synchronous machines

This book deals with the Permanent magnet synchronous machines, paying particular attention to the analysis of cogging torque and torque ripple of the machine. Permanent magnet synchronous machines are vulnerable to significant amounts of torque ripple if they are not carefully designed. Torque ripple is the parasitic element that causes mechanical vibration, acoustic noise and even latent operational failure in permanent magnet (PM) machines. Consequently, considerable design efforts should be made to minimize torque ripple of the machines for high performance applications. Even though minimizing cogging torque can help reduce the torque ripple, but cannot definitely give rise to a low level torque ripple. In order to accurately analyze the torque ripple of the machine and make it possible to reduce the cogging torque under load condition, it is necessary to calculate the cogging torque accurately. Therefore some calculation methods which supports the analysis of cogging torque and torque ripple of the machine is also proposed in this study. Different methods are also explained for the mitigation of cogging torque and torque ripple and design of a machine with reduced toque ripples.

Questo libro tratta le macchine sincrone a magneti permanenti, pagando in particolare attenzione all'analisi della coppia di intasamento e dell'ondulazione della coppia della macchina. Le macchine sincrone a magneti permanenti sono vulnerabili a quantità significative di ondulazione di coppia se non sono progettate con cura. L'increspatura della coppia è l'elemento parassitario che causa vibrazioni meccaniche, rumore acustico e persino guasti operativi latenti nelle macchine a magneti permanenti (PM). Di conseguenza, è necessario compiere notevoli sforzi di progettazione per ridurre al minimo l'ondulazione di coppia delle macchine per applicazioni ad alte prestazioni. Anche se ridurre al minimo la coppia di cogging può aiutare a ridurre l'ondulazione di coppia, ma non può sicuramente dare origine a un'ondulazione di coppia di basso livello. Al fine di analizzare accuratamente l'ondulazione di coppia della macchina e consentire di ridurre la coppia di cogging in condizioni di carico, è necessario calcolare accuratamente la coppia di cogging. Pertanto, in questo studio vengono proposti anche alcuni metodi di calcolo che supportano l'analisi della coppia di intasamento e dell'ondulazione della coppia della macchina. Vengono inoltre spiegati diversi metodi per la mitigazione della coppia di intasamento e dell'ondulazione della coppia e la progettazione di una macchina con increspature ridotte.