Resumen de Comparison of Aluminum and Copper Winding Materials for Switched Reluctance Machines with Finite Element Analysis

Cihan Sahin

• español

  Hoy, con la disminución de las reservas de combustibles fósiles, ha aumentado el interés por los vehículos eléctricos. Sin duda, las máquinas eléctricas son una de las partes más importantes de los vehículos eléctricos. Los estudios sobre máquinas eléctricas afectan directamente el rendimiento del vehículo. Dado que la máquina eléctrica utilizada está montada en el vehículo, la reducción del peso total sin cambiar la potencia de salida afecta positivamente el rendimiento general del vehículo. Los devanados utilizados para crear el campo magnético en las máquinas eléctricas están hechos de cobre. Los fabricantes de maquinaria eléctrica intentan utilizar materiales completamente diferentes en lugar del cobre o reducir su uso parcialmente. En este punto, el aluminio emerge como un material atractivo para varios fabricantes. En este estudio se analizó la estructura de bobinado de una máquina de reluctancia conmutada (SRM) propuesta para un vehículo eléctrico, utilizando cobre y aluminio con un valor de resistencia equivalente, cuyos resultados se compararon. Como resultado de un análisis de elementos finitos 2D, se observó que el rendimiento de salida de la máquina se mantiene en gran medida cuando se utiliza aluminio para bobinado en lugar de cobre. Se observó que el peso total del devanado de aluminio disminuyó en un 43,40 % en comparación con el de cobre.

• English

  Today, with the decrease in fossil fuel reserves, interest in electric vehicles has grown. Undoubtedly, electric machines are one of the most important parts of electric vehicles. Studies on electrical machines directly affect vehicle performance. Since the electrical machine used is mounted on the vehicle, reducing the total weight without changing the output power will positively affect the overall performance of the vehicle. The windings used to create the magnetic field in electrical machines are made of copper. Electrical machinery manufacturers try to use completely different materials instead of copper or partially reduce its use. At this point, aluminum emerges as an attractive material for various manufacturers. This study analyzed the winding structure of a switched reluctance machine (SRM) proposed for an electric vehicle by using copper and aluminum at an equivalent resistance value, the results of which were compared. As a result of a 2D finite element analysis, it was observed that the machine’s output performance is largely kept when aluminum is used instead of copper for the winding. It was also observed that the aluminum total winding weight decreased by 43,40% compared to that of copper.