Today: Intro electromechanical devices

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Charger

Active balancing DC‐DC

DrivetrainDC‐DC

HV‐to‐LV DC‐DC

12V battery,Lights, Electronics, …

• Introduction to electromechanical devices• AC machine

• Permanent‐magnet synchronous machine, induction machine• Operation, losses and efficiency and dynamic model

• 3‐phase DC‐to‐AC inverter• Operation, losses and efficiency, dynamic model

• Electric drive: control

+

Vbat

_

+

Vbus

_

AC motor drive

Introduction to magnetic devices: L

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TextbookSections 13.1‐13.3

Terminal characteristics: L

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Textbook Section 13.1

Terminal characteristics: L

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Textbook Section 13.1

Physical limits: saturation

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Physical limits: losses

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Core losses: hysteresis and eddy current lossesCopper losses• DC winding resistance RL• Skin and proximity effects

Textbook Section 13.3

Introduction to electromechanical devices

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Reference on electric machines: P.Krause, O.Wasynczuk, S.Pekarek, Electromechanical Motion Devices, 2nd edition, Wiley 2012

Permanent magnet on the rotor

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Electromechanical induction: “back EMF”

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Terminal characteristics and torque

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Torque in the single‐phase, two‐pole permanent magnet synchronous machine

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Rotating machine windings

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Two‐pole, two‐phase permanent‐magnet synchronous machine

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Terminal characteristics

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Rotor reference frame

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Rotor reference frame

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2‐pole, 2‐phase PMSM characteristics in the rotor reference frame

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Physical interpretation: rotating magnetic field

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