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Design of a bi-harmonic 7-phase PM machine with tooth-concentrated winding

Authors :
Hussein Zahr
Eric Semail
Franck Scuiller
Florent Becker
Institut de Recherche de l'Ecole Navale (IRENAV)
Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM)
Laboratoire d’Électrotechnique et d’Électronique de Puissance - ULR 2697 (L2EP)
Centrale Lille-Haute Etude d'Ingénieurs-Université de Lille-Arts et Métiers Sciences et Technologies
Institut de Recherche de l'Ecole Navale [IRENAV]
Laboratoire d’Électrotechnique et d’Électronique de Puissance - ULR 2697 [L2EP]
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)
Centrale Lille-Université de Lille-Arts et Métiers Sciences et Technologies
HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-JUNIA (JUNIA)
Université catholique de Lille (UCL)-Université catholique de Lille (UCL)
Source :
IEEE Transactions on Energy Conversion, IEEE Transactions on Energy Conversion, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2020, pp.1-11. ⟨10.1109/tec.2020.2982041⟩, IEEE Transactions on Energy Conversion, 2020, pp.1-11. ⟨10.1109/tec.2020.2982041⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

International audience; If multi-phase machines equipped with tooth concentrated winding with half a slot per pole and per phaseoffer interesting characteristics (simplified manufacturing, no space subharmonic, fault-tolerant ability), their low fundamentalwinding factors make their designs and controls challenging. The paper addresses the case of a seven-phase Surface-mountedPermanent Magnet (SPM) machine which has a fundamental winding factor lower than the third. This so-called bi-harmonicspecificity is considered in order to achieve good torque quality (average value and ripples). Regarding the design, the magnetlayer is segmented into two identical radially magnetized tiles that cover about three-quarters the pole arc. Regarding the control,the rated Maximum Torque Per Ampere (MTPA) supply strategy (h1h3 control) aims at generating a third harmonic currentcomponent greater than the fundamental. A prototype has been manufactured: the ability of the machine to provide smoothtorque is experimentally confirmed through the implementation of a simple MTPA control which copes with high distortion inno-load voltage.

Details

Language :
English
ISSN :
08858969 and 15580059
Database :
OpenAIRE
Journal :
IEEE Transactions on Energy Conversion, IEEE Transactions on Energy Conversion, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2020, pp.1-11. ⟨10.1109/tec.2020.2982041⟩, IEEE Transactions on Energy Conversion, 2020, pp.1-11. ⟨10.1109/tec.2020.2982041⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....9195e9d1145df9c9c1503f06bc56ef39
Full Text :
https://doi.org/10.1109/tec.2020.2982041⟩