Design procedure of specific conductivity of the magnetic circuit of switched reluctance machines

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

Background: In recent years, much attention has been paid to brushless electric machines, which have a long service life and do not require maintenance in operation. Switched reluctance machines, in particular inductor alternators, are widely used due to their design simplicity and high reliability. This paper discusses salient pole type switched reluctance motors with a star-shaped rotor and presents the design procedure of a magnetic circuit as well. The proposed approach enhances the accuracy of modeling electromagnetic energy conversion processes and can also be applied in the design and optimization of switched reluctance generators for both transportation systems and stationary power installations.

Aim: To present design procedure of the magnetic circuit of salient pole type switched reluctance machines.

Methods: The design procedure of specific conductivities in the air gap and the groove area using the method of variable separation into a Fourier series.

Results: A review of salient pole type switched reluctance machines with various magnetic systems and design is carried out. The advantages and disadvantages of the magnetic circuit of switched reluctance machines are determined and the most optimal design of the star-shaped rotor is selected, which ensures maximum material utilization.

Conclusion: The design procedure of the magnetic field of a switched reluctance machine by means of determining the specific conductivities in air gap with the method of variable separation into a Fourier series is presented.

About the authors

Eugeny A. Ryabykh

Moscow Polytechnic University

Author for correspondence.
Email: fczl98@bk.ru
ORCID iD: 0000-0001-7112-1019
SPIN-code: 4843-6000

postgraduate of the Electrical Equipment and Industrial Electronics Department

Russian Federation, Moscow

Ruslan A. Maleev

Moscow Polytechnic University

Email: 19rusmal@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3430-6406
SPIN-code: 7801-3294

Cand. Sci. (Engineering), Assistant Professor, Professor of the Electrical Equipment and Industrial Electronics Department

Russian Federation, Moscow

Andrey V. Akimov

Moscow Polytechnic University

Email: a.akimov5@mail.ru
ORCID iD: 0009-0002-6010-8817
SPIN-code: 8238-8598

Cand. Sci. (Engineering), Assistant Professor, Assistant Professor of the Electrical Equipment and Industrial Electronics Department

Russian Federation, Moscow

References

  1. Ryabykh EA, Maleev RA, Shmatkov YM. “Simulation of a Single-pole Generator with Permanent Magnets”, Proceedings — 2024 International Ural Conference on Electrical Power Engineering (UralCon). 2024;95–101. doi: 10.1109/UralCon62137.2024.10718954 (In Russ.)
  2. Ryabykh EA, Maleev RA, Akimov AV. Valve inductor generators for special purpose vehicles. Izvestia of MSTU “MAMI”. 2023;17(3):287–294. doi: 10.17816/2074-0530-340855 (In Russ.) EDN: GXYPIB
  3. Ryabykh EA, Maleev RA, Akimov AV. On the issue of contactless alternators on movable objects. Izvestia of MSTU “MAMI”. 2023;18(1):53–62. (In Russ.) doi: 10.17816/2074-0530-625880 EDN: LEAKNC
  4. Akimov SV. Calculation of output characteristics of automotive inductor generators: a textbook on the course “Design of automotive electrical equipment” for students of specialty 0618. Moscow: 1987; 55.
  5. Chernov AE, Akimov AV. Comparative analysis of the energy capabilities of the excitation systems of tractor generators. Tractors and agricultural machinery. 2017;84(1):46–53. doi: 10.17816/0321-4443-66274 (In Russ.) EDN: YRYGWL
  6. Ryabykh EA. Simulation of an inductor generator with permanent magnets in an ANSYS environment // In the book: Radio electronics, electrical engineering and power engineering. Abstracts of the Thirteenth International Scientific and Technical Conference of Students and Postgraduates. 2024; 446. (In Russ.) EDN: STHQAA
  7. Ryabykh EA. Development of a mathematical model of a valve inductor generator // In the book: Radio electronics, electrical engineering and power engineering. Abstracts of the Thirty-first International Scientific and Technical Conference of Students and postgraduates. 2025. p. 455. (In Russ.) EDN: FXBMLZ
  8. Chernov AE, Akimov AV. Automated control and measuring stand for the study of automobile and bus generator sets. Izvestiya MSTU “MAMI”. 2014:8(1–2):5–12. doi: 10.17816/2074-0530-67630 (In Russ.) EDN: SXGXIL

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. General view of the rotor with a single-pole magnetic system: 1: rotor iron; 2: magnetic fill; 3: shaft.

Download (109KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. General view of the rotor and the connection diagram of the stator windings: 1, 2, 3: the ends of the phase windings.

Download (123KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Transverse section of the magnetic circuit of an automotive tractor alternator with a power of 0.18 kW: 1: stator iron; 2: star-shaped magnet.

Download (83KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. The design of the rotor with permanent magnets: 1: magnets; 2: bushing; 3: aluminum casting; 4: shaft.

Download (88KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. longitudinal section of the rotor.

Download (268KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Section of the stator with winding.

Download (122KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».