COMPARAISON DE DEUX MOTEURS PAS À PAS HYBRIDES BIPHASÉS, L'UN AVEC UN STATOR SOLIDE ET L'AUTRE AVEC UN STATOR FEUILLETÉ

Auteurs

  • OVIDIU CRAIU UNST Politehnica București, Facultatea de Inginerie Electrică, Splaiul Independenței nr. 313, sector 6, București, Romania. Author
  • TEDOR-IONUŢ ICHIM UNST Politehnica București, Facultatea de Inginerie Electrică, Splaiul Independenței nr. 313, sector 6, București, Romania. Author

DOI :

https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2025.2.5

Mots-clés :

Moteur pas à pas hybride biphasé, Méthode des éléments finis, Perméabilité magnétique relative d'un empilement laminé

Résumé

Les auteurs ont modélisé et comparé deux moteurs pas à pas hybrides (HSM) partageant des caractéristiques géométriques, une résistance de phase et une tension d'alimentation identiques. L'un des moteurs est équipé d'un stator massif, tandis que l'autre est équipé d'un stator feuilleté. L'article détaille la mise en œuvre d'un modèle tridimensionnel par éléments finis (MEF), qui inclut le calcul de la perméabilité magnétique équivalente dans la direction perpendiculaire à l'empilement feuilleté. Le moteur massif produit un couple plus élevé que le moteur feuilleté, ce qui en fait un meilleur choix pour les applications nécessitant une densité de couple élevée à faible vitesse. Les résultats expérimentaux ont confirmé les conclusions des simulations numériques. Après avoir calibré le modèle MEF sur la base des résultats numériques, une optimisation des deux versions de moteur a été réalisée.

Biographie de l'auteur

  • TEDOR-IONUŢ ICHIM, UNST Politehnica București, Facultatea de Inginerie Electrică, Splaiul Independenței nr. 313, sector 6, București, Romania.

    Assistant professor at Electrical Engineering Faculty, Department of Machine, Materials and Electrical Drives. 

Références

(1) K.B. Jang, et al., 2-D FE analysis of hybrid stepping motor using virtual magnetic barrier, IEEE Transactions on Magnetics, 39, 5, pp. 3268–3270 (2003).

(2) S.S.G. Kang, D.K. Lieu, Torque analysis of combined 2D FEM and lumped parameter method for a hybrid stepping motor, IEEE International Conference on Electric Machines and Drives, pp. 1199–1203 (2005).

(3) C. Stuebig, B. Ponick, Comparison of calculation methods for hybrid stepping motors, IEEE Transactions on Industry Applications, 48, 6, pp. 2182–2189 (2012).

(4) K.R. Rajagopal, B. Singh, B.P. Singh, Optimum tooth-geometry for hybrid stepper motor using finite element analysis, 1998 International Conference on Power Electronic Drives and Energy Systems for Industrial Growth, 1, pp. 264–269 (1998).

(5) A. Oswald, H.G. Herzog, Investigation of the usability of 2D- and 3D-FEM for a hybrid stepper motor, 2009 IEEE International Electric Machines and Drives Conference, pp. 535–542 (2009).

(6) S. Müller, M. Keller, A. Enssle, et al., 3D-FEM simulation of a transverse flux machine respecting nonlinear and anisotropic materials.

(7) C. Xia, H. Wang, Y. Wu, H. Wang, Joining of the Laminated Electrical Steels in Motor Manufacturing: A Review.

(8) T.V. Jayaraman, Effect of processing of HIPERCO 50 alloy laminates on their magnetic properties, Journal of Electronic Materials, 44, 11 (2015).

(9) O. Craiu, T.I. Ichim, L.M. Melcescu, L. Popescu, Optimization of a high torque density small hybrid stepper using 3D FEM model, 2022 International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion (SPEEDAM), pp. 610–615 (2022).

(10) A. Arkkio, Analysis of Induction Motors Based on the Numerical Solution of the Magnetic Field and Circuit Equations, PhD Thesis (1987).

(11) ***https://doc.comsol.com/6.3/docserver/#!/com.comsol.help.comsol/helpdesk/helpdesk.html.

(12) O. Craiu, T.I. Ichim, L.C. Popescu, 3D FEM Model of a Hybrid Stepper Using Scalar-Vector Potential Formulations, 2023 13th International Symposium on Advanced Topics in Electrical Engineering (ATEE), pp. 1–5 (2023).

(13) T.I. Ichim, O. Craiu, L.C. Popescu, Analyzing a Three Hundred Teeth Bi-Phase Hybrid Stepper Motor with Different Numbers of Pole Pairs, Rev. Roum. Sci. Techn. – Électrotechn. Et Énerg., 68, 3, pp. 283–288 (2023).

(14) I. Ionică, M. Modreanu, A. Morega, C. Boboc, Numerical analysis of a hybrid stepper motor for the electromagnetic torque calculation, 11th International Symposium on Advanced Topics in Electrical Engineering (ATEE) (2019).

(15) ***https://vacuumschmelze.com/products/soft-magnetic-materials-and-stamped-parts/lamination-stacks.

(16) M. Onsal, Y. Demir, M. Aydin, M.K. Guven, Impact of Airgap on the Performance of 3-Phase Permanent Magnet Hybrid Stepper Motor, IECON 47th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, pp. 1–5 (2021).

Téléchargements

Publiée

2025-06-14

Numéro

Rubrique

Électrotechnique et électroénergétique | Electrical and Power Engineering

Comment citer

COMPARAISON DE DEUX MOTEURS PAS À PAS HYBRIDES BIPHASÉS, L’UN AVEC UN STATOR SOLIDE ET L’AUTRE AVEC UN STATOR FEUILLETÉ. (2025). REVUE ROUMAINE DES SCIENCES TECHNIQUES — SÉRIE ÉLECTROTECHNIQUE ET ÉNERGÉTIQUE, 70(2), 181-186. https://doi.org/10.59277/RRST-EE.2025.2.5