I nte rna t io na l J o urna l o f   P o wer   E lect ro nics   a nd   Driv S y s t em s   ( I J P E DS)   Vo l.  1 3 ,   No .   1 ,   Ma r ch   2 0 2 2 ,   p p .   84 ~ 92   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / ijp ed s . v 1 3 . i1 . p p 84 - 92     84     J o ur na l ho m ep a g e :   h ttp : //ij p e d s . ia esco r e. co m   No v el axial flu x   ma chine s   topo lo g y  as ses sm ent  a nd  their  feas ible  a pplica tions       Ka l pa na   Anum a la , R a m esh   B a bu   Velig a t la   De p a rtme n o El e c tri c a &   El e c tr o n ics   E n g i n e e rin g ,   VN R   Vig n a n a   Jy o t h I n stit u te o En g in e e rin g   a n d   Tec h n o lo g y ,   Hy d e ra b a d ,   I n d ia       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   17 2 0 2 1   R ev is ed   J an   18 2 0 2 2   Acc ep ted   J an   24 2 0 2 2       Th e   a x ial  flu x   m a c h in e (AFM s wh ich   g o d isc o v e re d   l o n g   b a c k   in   1 8 2 1   we re   sh e lv e d   o u d u e   t o   t h e ir  m a n u fa c tu rin g   c o m p lex it ies .   Th e se   m a c h in e a re   n o re c o n sid e re d   a n o v e t o p o lo g ies   a th e ir   to p o lo g y   is  w e ll   su it a b le   fo fu lfi l li n g   th e   p re se n d a y   tec h n ica a n d   so c ieta n e e d s.  An   a t tem p h a b e e n   m a d e   in   t h is  p a p e to   a ss e ss   th e   d iffere n str u c tu re o f   Ax ial  F lu x   M a c h in e a n d   t o   i d e n ti f y   th e   fe a sib le  a p p li c a ti o n s.  T h e   a d v a n tag e s   o A F M s   h a v e   b e e n   h i g h li g h ted   i n   wi n d   e n e rg y   c o n v e rsi o n   sy ste m a n d   e lec tri c a l   v e h icle   a p p li c a ti o n s.  A n   e x h a u sti v e   c o m p a riso n   h a b e e n   c a rried   o u t   in   t h is   wo rk   b e twe e n   th e   c o n v e n ti o n a r a d ial  flu x   a n d   a x ial  fl u x   m a c h in e th ro u g h   th e ir  siz in g   e q u a ti o n s.   K ey w o r d s :   Ax ial  f lu x   m ac h i n   E lectr ic  v eh icles    Fin ite  elem en t a n aly s is     R ad ial  f lu x   m ac h in   W in d   en er g y   c o n v e r s io n   s y s tem s     T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Kalp an An u m ala   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g in ee r i n g VN Vig n an a   J y o th I n s titu te  o f   E n g in ee r in g   an d   T ec h n o lo g y   J NT U,   Hy d er ab ad - 5 0 0 0 90 ,   I n d ia   E m ail:  an u m ala. k alp a n a@ g m ail. co m       NO M E N CL A T UR E     R F M   :   R a d i a l   f l u x   m a c h i n e   A F I M   :   A x i a l   f l u x   i n d u c t i o n   ma c h i n e   W EC S   :   W i n d   e n e r g y   c o n v e r si o n   s y st e m   P M S M   :   P e r man e n t   m a g n e t   s y n c h r o n o u s   ma c h i n e   A F P M   :   A x i a l   f l u x   p e r m a n e n t   m a g n e t   m o t o r   TR A F I M   :   Tw i n   r o t o r   a x i a l   f l u x   i n d u c t i o n   mo t o r   R F I G   :   R a d i a l   f l u x   i n d u c t i o n   g e n e r a t o r   TR A F I G   :   Tw i n   r o t o r   a x i a l   f l u x   i n d u c t i o n   g e n e r a t o r       1.   I NT RO D UCT I O N   T h r ec e n tech n o lo g ical  a d v a n ce m en ts   in   m an u f ac tu r in g   an d   th av ailab ilit y   o f   th e   m ater i als  in   n ew   co m b in atio n s   m o tiv ated   f o r   t h f ac e   liftin g   o f   th e   ax ial  f lu x   m ac h in es  in   co n s tr u ctio n al  an d   o p e r atio n al   asp ec ts .   T h ese  m ac h in es  o f f er   h ig h   ef f icie n cy ,   lo r o t o r   l o s s es  an d   f air ly   g o o d   p o wer   an d   to r q u d en s ities   [ 1 ] .   Sin ce   1 9 8 0 ,   th a p p lica b ilit y   o f   ax ial  f lu x   m ac h in e s   h as  b ee n   r ep o r ted   t o   lo w - s p ee d ,   d ir ec t - d r iv e   elec tr ical  d r iv r eq u i r em en ts .   T h ax ial  f lu x   m ac h in ( AFM)   p r o m is es  f o r   th ex p lo i tatio n   o f   th ac tiv e   m ater ials   to   h ig h   p er ce n tag es  th an   class ical  r ad ial  f lu x   m a ch in ( R FM) .   T h AFMs  co m p ar ativ ely   u s less   m ater ial  th an   R FMs.  T h A F Ms  r eq u ir 1 3   to   1 4   p er ce n less   win d in g   m ater ial  s ay ,   co p p er   an d   2 1 . 5   to   3 2 . 5   p er ce n less   co r m ater ial,   g e n er ally   th ir o n   p r o d u cin g   th s am p o wer   o u t p u as  th at  b y   AFMs  an d   th u s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t   I SS N:   2088 - 8 6 9 4       N o ve l a xia l flu ma ch in es to p o lo g a s s ess men t a n d   th eir fea s ib le  a p p lica tio n s   ( K a lp a n a   A n u ma la )   85   o f f er   f av o r ab le  p o wer   d en s ities   [ 2 ] [ 4 ] .   T h to p o lo g ical  d if f er en ce s   b etwe en   an   AFM  an d   R FM   ar h ig h lig h ted   in   th f o llo win g   Fi g u r e1 .   Fig u r 1   ( a)   s h o ws  th e   r ad ial   f lu x   m ac h i n in   wh ich   f l u x   d ir ec tio n   is   r ad ial  to   th e   s h af ax is   an d   Fig u r 1   ( b )   s h o ws  ax ial  f lu x   m ac h in wh er ein   f lu x   d ir e ctio n   is   ax ial  to   th s h af ax is .   I n   th ax ial  f lu x   m ac h in e ,   t h ac tiv e   p ar t o   d ev elo p   t h v o ltag a n d   elec tr o m ag n etic  t o r q u e   is   th e   r ad ia len g th   o f   th c o il   f r o m   s tato r   in n e r   r ad iu s   to   its   o u ter   r ad iu s .   T h ac tiv e   p a r o f   th e   m ac h in e   is   alwa y s   in   th r ad ial  d ir ec tio n   a n d   it  in cr ea s es  with   th n u m b e r   o f   p o les  an d   th a x ial  f lu x   m ac h in is   b est  s u itab le  f o r   lo w - s p ee d   ap p licatio n s   s in ce   it  h as  f lex ib ilit y   o f   h av in g   h ig h e r   p o le  n u m b e r   [ 5 ] .   T h ax ial  f lu x   m ac h in es  wer r ep o r ted   t o   h av e   r ea s o n ab ly   h ig h   ef f icien cy   wit h   r ed u ce d   r o to r   lo s s es a n d   also   h av f air ly   g o o d   to r q u an d   p o wer   v alu es [ 6 ] .           ( a)   ( b )     Fig u r 1 .   Dif f e r en ce s   b etwe en   ( a)   r ad ial  f lu x   m ac h in an d   ( b )   ax ial  f lu x   m ac h in e       Sin ce ,   th co n d u cto r s   a r r ad i ally   p lace d   with   m ac h in e   ax is th a x ial  len g th s   o f   th ese   m a ch in es  ar e   s h o r t.  T h is   is   esp ec ially   v ital  ad v an tag wh e n   th ese  AFMs  ar p r ef e r r ed   f o r   elec tr ic  v e h i cle  ( E V)   an d   win d   en er g y   c o n v e r s io n   s y s tem   ( W E C S)  ap p licatio n s .   Fu r th er ,   th is   p ar ticu lar   m ac h in c o n f ig u r atio n   is   p r o v e d   as   th m o s s u ited   s tr u ctu r f o r   lo w - s p ee d   h ig h - t o r q u in d u s tr ial  ap p licatio n s   [ 7 ] [ 9 ] .   T h ax ial  f lu x   m ac h in e   was  th f ir s elec tr ic  m ac h i n in v en ted   b y   f ar ad a y   in   1 8 2 1   [ 1 0 ] .   B u s o o n   th ese  m ac h i n es   g o s h elv ed   o u d u e   to   th e   d r awb ac k s   lik e   o n e   s id m ag n etic   p u ll   wh ich   af f ec ts   th b ea r in g s   an d   m a n u f ac tu r in g   c o m p lex ities .   I t   r eq u ir ed   s o p h is ticated   m an u f a ctu r in g   s y s tem s   wh ich   h as  b e en   ad d e d   f o r   its   co s an d   m ad it  ex p en s iv e.   T h e   r ad ial  f lu x   m ac h in es  ( R FMs)  h av tak en   o v e r   th e d g in   t h is   r eg ar d   an d   ca p tu r ed   th e   m ar k et.   B u th p r esen t   d ay   s o cieta an d   tech n o lo g ical  n ee d s   f o r ce d   th r esear ch e r   to   r eth in k   o n   th m an u f ac tu r in g   o f   AFMs  b y   ad v an ce d   tech n iq u es a n d   to   m ak u s th ese  m ac h in es.   T h ax ial  f lu x   m ac h in es  ( AFMs)  d if f er   f r o m   r ad ial  f lu x   m ac h in es  o n ly   in   co n s tr u ctio n   b u p r i n cip le   o f   wo r k i n g   is   s am [ 1 1 ] .   I n   c o n v en tio n al  R FMs,  th co n d u cto r s   ar p lace d   in   p ar allel  to   th s h af ax is .   T h e   m ag n etic  f lu x   d ir ec tio n   in   t h air - g ap   is   r ad ial  b etwe en   s t ato r   an d   r o to r .   B u t,  in   AFMs,  th co n d u cted   ar e   ar r an g e d   in   r ad ial  d ir ec tio n   to   s h af ax is   a n d   t h f lu x   in   air   g ap   is   ax ial   to   s h af t   ax is .   Hen ce ,   th ese  m ac h i n es  ar k n o wn   as  AFMs.  T h ese  asp ec ts   ar well  illu s tr ated   in   th F ig u r e1 .   T h s tato r s   o f   AFMs  ar o f   r in s tr u ctu r an d   its   r o to r   is   d is s h ap ed .   T h is   d is s h ap o f   th r o to r   y ield s   f o r   lo r o to r   in er tia,   h ig h   ac ce ler atio n   an d   m ak es  th m o to r   to   c o m to   t h r est  r ap id ly   wh ich   is   ap f o r   r o b o tic  ap p licatio n s .   Fu r th er ,   th air   g ap   o f   AFM  is   p lan ar   an d   ad ju s tab le.   T h m ain   d im en s io n s   th at  ar co n s id er ed   in   th d esig n   o f   ax ial   an d   r ad ial  f lu x   m ac h in es a r h ig h lig h ted   in   th Fig u r 2 .   It   is   co n v en ien to   u s th r ad i al  f lu x   ( R F)  m ac h in es  in   F ig u r 2   (a )   wh e n   th λ R   v alu o f   t h m o to r s   is   g r ea ter   th an   1   b ein g   λ R   is   th r atio   o f   m o to r   o v er all  ax i al  len g th   to   th m o to r   ex te r n a d iam eter   ( λ R =L t/   D0 ) .   T h AF  m ac h in es  as  s h o wn   in   Fig u r 2   (b )   ar attr ac ti v f o r   f lat  g eo m etr ies  ( λ =L e/Dt  <0 . 3 )   with   h ig h   p o le  n u m b e r s .   Ap ar t   f r o m   th o n e   s id m a g n etic  p u ll  a n d   co m p lex   m an u f ac tu r in g   te ch n iq u es,   th o th er   r ea s o n s   f o r   AFMs  to   n o g ain   m u ch   p o p u lar ity   d u r in g   in itial  s tag ar h u g o n s id th r u s o r   ax ial  m ag n etic   p u ll - o n   b ea r in g s ,   in cr ea s ed   p r o d u ctio n   co s t,  ass em b lin g   c o m p licat io n s   an d   k ee p in g   ai r - g ap   u n if o r m   a n d   s tab le.   T h co n tact  s u r f ac b et wee n   r o to r   an d   s h af d o es n o in cr ea s in   th s am p r o p o r tio n   o f   p o wer   o u tp u t.            ( a)   ( b )     Fig u r 2 .   Dim en s io n s   o f   ( a)   r a d ial  f lu x   an d   ( b )   ax ial  f l u x   m a ch in es   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  13 ,   No .   1 M ar c h   20 22 :   84 - 92   86   2.   AXIA L   F L UX  M ACH I NE S - T YP E S   T h b r ief   ca te g o r izatio n   o f   a x i al  f lu x   m ac h i n es  is     Per m an en m ag n et  s y n ch r o n o u s   m ac h in es      Asy n ch r o n o u s   o r   i n d u ctio n   m ac h in es     I n ter io r   p er m an e n t m ag n et  s y n ch r o n o u s   m ac h i n es    Dep en d in g   u p o n   th d ir ec tio n   o f   f lu x ,   win d in g   ar r a n g em en an d   m ag n et  co n f i g u r atio n s ,   th AFMs  ar class if ied .     2 . 1 .     P er m a nent  m a g net   s y nc hro no us   AF M s   T h to p o lo g ical  d if f er e n ce s   b etwe en   s in g le  an d   m u ltip le  air - g ap s   p er m a n en t - m a g n et  s y n ch r o n o u s   m ac h in ( PMSM)   m ac h in es  ar h ig h lig h te d   in   Fig u r 3 .   T h in ter n al  s tato r   an d   e x ter n al  r o to r   ( I SER)  an d   ex ter n al  s tato r   an d   in ter n al  r o to r   ( E SIR)  s tr u ctu r es  ar th two   d is tin ct  ty p es  o f   m u ltip le   air   g ap   ax ial  f lu x   m ac h in es.  I n   s in g le  air g ap   m a ch in es  h av s in g le  s tato r   an d   s in g le  r o to r   wh ich   is   s h o wn   in   Fig u r 3   ( a) .   T h ese   I SER ty p m ac h in es h av g o N’   n u m b er   o f   s tato r s   an d   ( N +1 )   n u m b er   o f   r o to r s .   I n   t h is   p atter n ,   th s tato r   is   s an d wich ed   b etwe en   two   r o to r s   an d   th is   ar r a n g em en m ak e s   th en d   win d i n g   co n n ec tio n   s h o r ter   as  s h o wn   in   Fig u r 3   ( b ) .   Hen ce ,   t h ef f ici en cy   g ets  im p r o v e d .   On   th o th er   h a n d ,   t h E SIR  ty p es  h a v e   ( N+ 1 )   s tato r s   an d   r o to r s .   Als o ,   r o t o r   is   l o ca ted   b etwe en   two   s tato r s .   Als o   b ec a u s o f   lar g e   en d   win d in g   o n   s tato r   th e   ef f icien cy   o f   m ac h in is   v er y   l ess   as c o m p ar ed   with   th I SE R   ty p e.           Fig u r 3 .   Sin g le  ai r - g ap   an d   m u lti air - g ap   AFM       B y   th way   th e   f lu x   d ir ec te d   in   th e   s tato r ,   th e   p o s s ib le  to p o lo g ies  o f   I SER  ar N - N   ( n o r th - n o r th ty p an d   NS  ( n o r th - s o u th )   ty p an d   th ese  clea r ly   r ep r esen te d   in   Fig u r e4 .   T h s tato r   co r i n   NN  ty p m ac h in e   m u s t b v er y   b r o ad   to   p r o m o t th r etu r n   f lu x   p ath .   T h f lu x   d ir ec tio n   in   th air - g ap   is   ax ial  an d   in   s tato r   co r it  is   ax ial  an d   r ad ial.   T h s tato r   o f   th NS  ty p I SER  h as   lap   win d in g   an d   t h is   lap   win d in g   l ea d s   to   h av m o r e   co p p er   as  s h o wn   in   Fig u r 4 .   T h f lu x   is   ax ially   d ir ec ted   in   b o th   s tato r   co r an d   air   g ap   i n   NS  ty p I SER.  I r eq u ir es  less   s tato r   co r d u t o   lar g en d   win d i n g .   Als o ,   th I SER  ty p m ac h in es  ar f u r th er   ca teg o r ize d   in to - s lo tted   an d   n o n - s lo tted   ty p es .   T h NN  ty p to p o lo g y   ex is ts   in   non - s lo tted   ty p ax ial  m ac h in wh er as  b o th   NN  an d   NS ty p es a v ailab le  in   s lo tted   ty p AFMs.   Fro m   af o r em en tio n e d   class if icatio n   v ar io u s   ty p es  o f   PMSM  an d   I n d u ctio n   m ac h in es  ar ex tr ac ted .   T h PMSM  ar ag ain   d iv i d ed   in to   two   ty p es,     Su r f ac m o u n ted   p er m an e n m ag n et  ( SMPM)       I n ter io r   p er m an e n t m ag n et  PMSM.   T h SMPM  ar two   ty p es - s lo tted   o r   n o n - s lo tted .   T h ese  m a ch in es  ar u s ed   with   h ig h   en er g y   m ag n et s .   T h e   f lu x   d ir ec tio n   is   f r o m   s o u th   to   n o r th   as   s h o wn   in   F ig u r 5 .               F ig u re   4 TORUS  NN - ty p e   S M P M   m a c h in e   F ig u re   5 .   TORUS  NN - ty p e   S M P M   m a c h in e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t   I SS N:   2088 - 8 6 9 4       N o ve l a xia l flu ma ch in es to p o lo g a s s ess men t a n d   th eir fea s ib le  a p p lica tio n s   ( K a lp a n a   A n u ma la )   87   T o   o v er co m e   th e   lim itatio n s   o f   p er m a n en m ag n et   m ac h in es  an d   t o   p r ev en t   th d em ag n etizin g   ar m atu r cu r r en ts ,   n ew  ax i al  f lu x   SMPM  m ac h in h as  b ee n   r ec o m m en d e d   [ 1 2 ] .   T h f ield   win d in g   is   ar r an g e d   b etwe en   th two   s tato r   co r es  an d   p er m an e n m ag n ets  an d   ir o n   p iece s   ar ac c o m m o d ated   o n   r o t o r T h air - g ap   f lu x   ca n   b r e g u l ated   b y   v a r y in g   t h cu r r e n p a s s in g   th r o u g h   t h f ield   win d i n g .   T h is   to p o lo g y   is   ca lled   f ield   co n tr o lled   PM  m ac h in to p o lo g y   an d   t h co n c ep is   illu s tr ated   in   Fig u r 6 .   T h Fig u r e6   s h o ws  f ield   co n tr o lled   SMPM  m ac h in with   s in g le  s tato r   an d   d u al  r o to r   a x ial  f lu x   in d u ctio n   m o t o r   ( AFI M) .   T h win d   tu r b in g e n er ato r s   a r class if ied   as   ( i)   g ea r ed   d r iv win d   tu r b in an d   ( ii)  d ir ec d r iv win d   tu r b in [ 1 3 ].   T h tr ad itio n al  r ad ial  f lu x   m ac h in es  h av th d r awb ac k s   o f   h ig h   in er tia,   lo to r q u to   v o lu m e   r atio ,   lo n g   ax ial  len g th t h a x ial - f lu x   p er m a n en t - m a g n et   ( AFPM)   m ac h in es  ar e   p r e f er r ed   f o r   d ir ec d r iv e   win d   tu r b in es.   T h e   s lo ts   less   ty p AFPM  m ac h in es  ar e   d r a w in g   atten tio n   in   th e   d ir ec t   c o u p lin g   wh ee ty p m o to r s   in   elec tr ic  o r   h y b r id   ca r s   with   p o wer   elec tr o n ic   in ter f ac e   av o i d in g   th e   en g i n an d   m ec h an ical   tr an s m is s io n .     2 . 2 .     I nd uct io n o a s y nchro no us   AF M s   Gen er ally ,   th a x ial  f lu x   in d u ctio n   m ac h in es  ar e   o f   eit h e r   s in g le  air   g a p   ty p e   o r   d u al  air - g ap   ty p e .   T h ese  m ac h in es  ar o f   s lo tted   ty p wh ich   ca r r ies  th r ee   p h ase  win d in g .   I n   d u al  r o to r   an d   s in g le  s tato r   ty p m ac h in es,  th e   two   in d ep en d e n r o to r s   d r i v at  two   d if f er e n lo ad s   wh ic h   g iv two   d if f er en s p ee d s .   T h e   p o s s ib le  to p o lo g ies  in   AFI ar s lo tted   NN  an d   s lo tted   N ty p as  d ep icted   in   Fig u r 7 .   T h co r o f   a n   AFI ca n   b o f   s o lid   ty p o r   lam in ated   ty p e.   I t is u s u ally   b u ilt with   s tr ip   wo u n d   cir cu lar   co r an d   its   s lo ts   ar e   r ad ially   p u n ch ed .   R o to r   is   m a n u f ac tu r e d   u s in g   lam i n ated   s teel  o r   s o lid   s teel.   T h ese  ar l am in ated   to   r e d u ce   th ed d y   cu r r e n ts   in   th c o r e.   Fo r   h ig h   s p ee d   a p p licatio n s   th s o lid   r o to r   is   s elec ted   s in ce   th lam in ated   s teel  h as we ak   m ec h an ical  p r o p e r ty   [ 1 4 ] - [ 1 7 ].             Fig u r e   6 Field   c o n tr o lled   SM PM  AFI M     Fig u r e   7 .   Slo tted   NS a n d   NN - ty p AFI M       I n   m an y   in d u s tr ial  ap p licatio n s ,   th g ea r   b o x es  ar u s ed   to   g et  th r eq u ir ed   r o tatio n al  s p ee d   f o r   th e   m ac h in e.   B y   r ep lacin g   g ea r   b o x   with   elec tr ic  m o to r   r ed u ce s   th m ain ten an ce   co s an d   als o   r ed u ce s   th s p ac e   wh ich   im p r o v es  th r eliab ilit y   an d   p er f o r m an ce   o f   th m ac h in e.   T h is   ca n   b o b tain ed   b y   u s in g   ax ial  f lu x   in d u ctio n   m ac h in e .   T h e   twin   r o to r   ax ial  f lu x   in d u ctio n   m o to r s   with   two   in d e p en d e n s h af ts   with   s in g le  co n v er ter   is   em p lo y e d   b y   r ep l ac i n g   en g in an d   th m ec h an i ca l d if f er en tial in   tr ad itio n al  in - wh ee l m o to r s   with   two   in d ep en d en t p o wer   elec tr o n ic  co n v er ter s   in   elec tr ic  v e h icles.   Gen er ally ,   f o r   lo p o wer   d o m esti ap p licatio n s ,   s in g le  p h ase  ax ial  f lu x   in d u ctio n   m o to r s   ar e   ad ap ted .   T h lo p o wer   d o m esti ap p licatio n s   ar lik f an s ,   p u m p s   an d   f o o d   p r o ce s s o r s ,   s in ce   in   th ese   m ac h in es  th r o to r   is   in teg r ated   with   th e   r o tatin g   m ec h an ical   lo ad .   T h e   AFI ar e   ap p r o p r i ate  ch o ice  f o r   h ig h   s p ee d   an d   s er v o   ap p licatio n s   s in ce   th ese  m ac h in es  ar d esi g n ed   t o   h a v s m aller   o r   lar g e r   in er tia  [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ] .   Du to   ex ce llen t   m ec h an ical   a n d   d y n am ical  p er f o r m an ce   an d   lig h c o n s tr u ctio n al  p r o p er ti es  o f   AFI m ak es  th ax ial  f lu x   in d u ctio n   p o s s ib le.   No wad ay s   th ax ial  f lu x   in d u ctio n   m o to r s   ar in cr e asin g ly   u s ed   with   v ar i ab le  s p ee d   d r iv es  o f   v er y   p o wer   r atin g s .   Als o ,   s o lid   r o t o r   ax ial  f lu x   in d u ctio n   m a ch i n is   m o r s u itab le  o p tio n   to   in teg r ate  with   d iesel e n g in tu r b o   c h ar g er   with   s p ee d   o f   1 3 0   Kr p m .       3.   CO M P ARI SO B E T WE E N   AF M   AND  RF M   T h co m p ar is o n   b etwe en   R FM  an d   AFM  ar p e r f o r m e d   u s in g   th e   “sizin g   eq u atio n s ”.   T h ese  eq u atio n s   r ep r esen th o u tp u p o wer   P R   as  f u n ctio n   o f   th o v er all  v o lu m o f   th e   m ac h in e.   T h e   s izin g   eq u atio n s   f o r   co n v en tio n al  r ad ial  an d   ax ial  f lu x   m ac h i n es  h a v b ee n   p r esen ted   in   th is   p ap e r .     Fo r   Per m a n en t m a g n et  ax ial  f l u x   m ac h i n es:    T h p er m a n en t m a g n et  AFMs a n d   R FMs s izin g   eq u atio n s   ar s h o wn   b elo w :   Fo r   r ad ial  f lu x   m ac h in es ,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  13 ,   No .   1 M ar c h   20 22 :   84 - 92   88     P R = 1 1 + K m m1 2 K e K i K p η B g A f p λ o 2 D o 2 L e   (1 )     wh er e ,   asp ec t r atio   f o r   r a d ial  f lu x   m ac h in e   is   k l = L e D g Fo r   ax ial  f lu x   m ac h in es ,   P R = 1 1 + K m m1 2 K e K i K p η B g A f p ( 1 λ 2 ) 1 + λ 2 D o 3   (2 )     th m ac h in p o wer   d e n s ity   eq u atio n   f o r   to tal  v o lu m is   g iv e n   b y   ( f o r   r ad ial  f lu x   m ac h i n es) ,      = 4 2   ( 3 )     h er e ,   th to tal  le n g th   o f   th m a ch in e= L t in   th a x ial  d ir ec tio n .   Fo r   ax ial  f lu x   m ac h i n es ,      = 4 2   ( 4 )     wh er e ,   Dt = T h to tal  o u ter   d ia m eter   o f   th e   m ac h in e.   T h e   s tack   o u ter   d iam eter   an d   p r o tr u s io n   in clu d es  to tal  o u ter   d iam eter   f r o m   th ir o n   s tack   in   r ad ial   d ir ec tio n .   T o   id en tify   th e   m ax im u m   p o wer   d e n s ity   o f   A m ac h in es,  t h Per m a n en t   m ag n et  a x ial  f lu x   m ac h in with   s in g le  s tato r   a n d   twin   r o to r   co n f i g u r atio n   h as  b e en   ex am in e d .   I n   th is   d iam ete r   r atio   ( λ )   p lay s   an   im p o r tan r o le.   T h n o m in al  p o wer   an d   r o tatio n al  s p ee d   o f   t h m ac h in is   1 2   KW   an d   7 0 0   r p m   with   n u m b er   p o les  N= 8 .   T h e   p o wer   d e n s ity   an d   a x ial  len g h   a r in v er s ely   p r o p o r tio n al   wh ich   is   s h o w n   in   Fig u r e   8 .   T h e   Fig u r 9   s h o ws  th p o wer   d e n s ity   v ar iatio n   with   d iam eter   r a tio   λ   at  co n s tan t f lu x   d en s ity   i n   air   g ap   ( 0 . 8   T).           Fig u r 8 .   Po wer   d en s ity   Vs ax ial  len g th           Fig u r e   9 .   Po wer   d en s ity   Vs d i am eter   r atio   ( λ )       T o   im p r o v th p er f o r m an ce   o f   th AF  m ac h in es ,   th d iam eter   r atio   m u s b ch o s en   ca r ef u lly .   B y   co n s id er in g   th ax ial  len g th   a n d   p r o tr u s io n   o f   en d   win d in g   f r o m   th ir o n   s tack   in   r ad ial  d ir ec tio n ,   th v alu o f   λ   is   0 . 3   an d   co r r esp o n d in g   f l u x   d en s ity   in   air - g ap   an d   m a x im u m   p o wer   d e n s ity   ar e   1 . 3 1 5   w/cm &   0 . 8   T .   [ 2 0 ] .   Fo r   ax ial  f l u x   in d u ctio n   m ac h in es :   T h s izin g   eq u atio n s   f o r   Sin g le  air   g ap   a x ial  f lu x   i n d u ctio n   m ac h in es:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t   I SS N:   2088 - 8 6 9 4       N o ve l a xia l flu ma ch in es to p o lo g a s s ess men t a n d   th eir fea s ib le  a p p lica tio n s   ( K a lp a n a   A n u ma la )   89   P R ( IM ) = 2 π 2 16 ( 1 + K φ ) K w B g A f p ( D O + D i ) 2 ( D O D i ) η cos r   (5 )     T h s izin g   eq u atio n s   f o r   d u al  air   g ap   ax ial  f lu x   in d u ctio n   m ac h in es:     P R ( IM ) = 2 π 2 8 ( 1 + K φ ) K w B g A f p ( D O + D i ) 2 ( D O D i ) η cos r P R ( IM )       = 2 π 2 8 ( 1 + K φ ) K w K L B g A f p ( D O + D i ) 2 ( D O D i ) L e η cos r       ( I n   ter m s   o f   L e )   ( 6 )       4.   AP P L I CA T I O N S O F AXIA L   F L UX  M ACH I NE S   T h ax ial  f lu x   m ac h in es  h av e   b ee n   u s ed   in   m an y   au t o m o ti v ap p licatio n s   s u ch   as  elec tr i v eh icles  an d   r en ewa b le  e n er g y   co n v er s io n   s y s tem s .   T h ey   h av s p ec if ic  ad v an tag es  f o r   in teg r atio n   in to   h y b r id   p o wer   tr ain s   wh er av ailab le  len g th   i s   lim ited   d u to   th eir   d is k - lik d esig n .     4 . 1 .     Wind   ener g y   co nv er s io n sy s t em s   ( WE CS)   T h co n v en tio n al  W E C S,  th e   in d u ctio n   g en er ato r s   ar e   co u p led   with   m u lti - s tag g ea r   b o x   wh ich   ca u s es  f o r   m ec h an ical  tr an s m is s io n   lo s s es.  T h is   lets   th s y s tem   ef f icien cy   to   f all.   T h m u lti  s tag e   t r an s m is s io n   s y s tem s   ( g ea r - b o x )   h av e   alwa y s   s ig n if ican t   lo s s es  an d   th e   ty p ical  r an g e   o f   th ese  lo s s es  h av e   b ee n   r ep o r ted   b etwe en   ap p r o x im ately   5 - 1 0 %.  T o   m in im ize  th ese  lo s s e s   an d   also   to   lim i t th n u m b er   o f   s tag es   to   s in g le,   th ax ial  f lu x   in d u ctio n   g en er at o r s   h av b ee n   in tr o d u ce d   in   p lace   o f   co n v en tio n al  in d u ctio n   g en er ato r s   o r   d o u b le - f e d   i n d u ctio n   g e n er ato r s   ( DFI G s ) .   T h e   m o r e   n u m b er   o f   p o les  ca n   b e   ac co m m o d ated   i n   its   s tato r   s in ce   ax ial  f lu x   m ac h in es  ar d esig n ed   t o   h a v s m aller   ax ial  len g th   a n d   lar g er   in   d iam ete r .   So ,   th e   r o to r   ca n   o p e r ate  at  lo wer   s y n ch r o n o u s   s p ee d s .   T h er ef o r th ese  m ac h in es  ar b est  s u ite d   f o r   win d   en er g y   co n v er s io n   s y s tem s .   In win d   tu r b i n e,   th o u tp u t p o wer   is   p r o p o r tio n al  to   s q u ar o f   th b lad len g th .   T h in c r ea s in   p o wer   o u tp u in   W E C r eq u ir es  th co n s id er ab le  in cr ea s o f   th b l ad len g th .   T h is   ca u s es  f o r   in cr ea s in   th co s o f   th f o u n d atio n   an d   to wer s .   T o   en h an ce   o r   to   in c r ea s th p o wer   o u tp u in   W E C S,  th T R AFI is   b es t   s u itab le  in d u ctio n   m ac h i n e.   T h r ea ctiv e   p o wer   co m p en s ati o n   is   v e r y   ess en tial  in   in d u cti o n   g e n er ato r s   s in ce   th ese  m ac h in es  ar ass o ciate d   with   lar g am o u n o f   r ea ctiv e   p o wer .   T o   co m p e n s ate  th is   r ea ctiv p o wer   f lo w   in   co n v e n tio n al  W E C S,  th y r is to r   s witch ed   ca p ac ito r   ( T S C ) - th y r is to r   co n tr o lled   r ea cto r   ( T C R )   is   u s ed   in   p r o p o s ed   s y s tem .   T h Fig u r e1 0   s h o ws  th im p lem en tatio n   o f   T R AFI in   w in d   en er g y   co n v er s io n   s y s tem .   I n   th p r o p o s ed   s y s tem ,   to   co m p en s ate  th r ea ctiv p o wer ,   T SC - T C R   ty p SVC   i s   em p lo y ed .     T h e   ou t p u t   p o wer s   o f   c o n v e n tio n al  R FIG   an d   T R AFI ar co m p a r ed   an d   s im u latio n   r esu lts   ar p r esen ted   in   Fig u r 1 1 .   In   T R AFI M,   th o u tp u p o we r   is   en h an ce d   two   tim es  as  th at  p r o d u ce d   u s in g   c o n v e n tio n al  r ad ial   f lu x   in d u ctio n   g e n er ato r .   T h e   Fig u r 1 1   s h o ws  v ar iatio n   o f   o u t p u p o wer   with   s p ee d   f o r   s in g le  air g ap   a n d   twin   r o to r   AFI G.   T h Fig u r e   1 2   d ep icts   th c o m p e n s atio n   o f   p o wer   f ac to r   with   an d   with o u T SC - T C R   [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ] .   Fig u r 1 3   s h o ws  v ar iatio n   o f   r ea ctiv p o wer   w. r . p o w er   f ac to r   with   an d   with o u SV C   w. r . s p ee d   with     T SC - T C R .           Fig u r 1 0 .   I m p lem e n tatio n   o f   twin   r o to r   AFI G   in   W E C S   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  13 ,   No .   1 M ar c h   20 22 :   84 - 92   90         F ig u re   1 1 .   Ou t p u p o we o si n g le air  g a p   a n d   TRA F IG     F ig u re 1 2 .   P o we fa c to r   with   a n d   with o u T S C - TCR           Fig u r 1 3 .   R ea ctiv p o wer   o f   T R AFI with   an d   with o u t SVC       4 . 2 .     E lect ric  v ehicle  a pp lica t io ns   T h e   co n v en tio n al  I C   en g in e   v eh icle  ca u s es  en v ir o n m en tal   d am ag an d   i n - ef f icien t   u til izatio n   o f   en er g y .   T h ese  co n v en tio n al   v eh icles  in v o lv es  b u l k y   a n d   h ea v y   m ec h a n ical  d if f er en tial  wh ich   ca u s es  m ec h an ical  lo s s es  an d   u ltima t ely   th s y s te m   ef f icien cy   m ay   d ec r ea s e   [ 2 3 ] ,   [ 2 4 ] .   T h elec t r ical  v eh icles  g iv es   ap p r o p r iate  s o lu tio n   to   th ese  f o r em en tio n ed   d r awb ac k s   an d   also   th ef f icien cy   o f   th s y s tem   in cr ea s es.  I n   elec tr ic  v eh icle,   th T R AFI is   u s ed   as   p r o p u ls io n   m o to r .   T h a x ial  f lu x   p er m a n e n m ag n et  m ac h i n e   p r o v id es  h ig h   to r q u d e n s ities   with   h ig h   e n er g y   m a g n ets  a n d   lar g e   air - g ap .   T h is   n o v el  T R AFI p er f o r m s   b o th   th f u n ctio n s   o f   e n g in a n d   th d if f er en tial in   s in g le  d r i v u n lik th f u n ctio n s   o f   co n v en tio n al  I C   en g in e   v eh icles.  T h Fig u r e1 4   s h o w s   twin   r o to r   ax ial  f l u x   in d u ct io n   m o t o r   with   two   d if f er en t   s h af ts   d r iv in g   two   in d ep en d en t   r o t o r s .   T h r o to r   1   r o tates with   s p ee d   N1   r p m   a n d   r o t o r   2   r o tates with   s p ee d   N2   r p m   [ 25 ] .   T h f o llo win g   Fig u r es  1 5   a n d   1 6   d e p icts   th in s tan tan e o u s   v alu es  o f   to r q u es  an d   s p ee d s   ex er ted   b y   th two   r o to r s   d u r in g   cu r v a tu r m o tio n   o f   th v e h icle.   Fig u r 1 5   s h o ws  v ar iatio n   o f   r o to r   in s tan tan eo u s   s p ee d   with   tim in   s y n ch r o n o u s ly   r o tatin g   r ef er e n ce   f r am an d   Fig u r e 1 6   s h o ws  v ar iatio n   o f   r o to r   in s tan tan eo u s   to r q u with   r e s p ec t to   tim in   s y n ch r o n o u s ly   r o tatin g   r ef er e n ce   f r a m e .           Fig u r 1 4 .   T R AFI with   two - in d ep en d en t r o t o r s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t   I SS N:   2088 - 8 6 9 4       N o ve l a xia l flu ma ch in es to p o lo g a s s ess men t a n d   th eir fea s ib le  a p p lica tio n s   ( K a lp a n a   A n u ma la )   91       Fig u r 1 5 .   R o to r   in s tan tan eo u s   s p ee d           Fig u r 1 6 .   R o to r   in s tan tan eo u s   to r q u in   s y n ch r o n o u s ly   r o ta tin g   r ef er e n ce   f r am e       5.   CO NCLU SI O NS   An   ex h au s tiv liter atu r s u r v ey   h as  b ee n   co n d u cted   o n   ax ial  f lu x   m ac h in es  an d   p r esen t ed   in   th is   p ap er   i n   l u cid   way .   Fo r   lo s p ee d   an d   h ig h   to r q u e   ap p licat io n s ,   th AFM  is   th o p tim al  o p tio n .   T h v ar io u s   AFM  to p o lo g ies  wer e   d is cu s s ed .   T h e   g e n e r al - p u r p o s s izin g   alg o r ith m s   ar e   b ased   o n   a   c o m p ar is o n   b etwe en   tr ad itio n al  r ad ial  an d   ax ial  f l u x   m ac h in es.  T h e   f ea s ib le  ap p licatio n s   o f   AFMs  h av e   d is cu s s ed   esp ec ially   in   win d   en er g y   co n v er s io n   s y s te m s   an d   elec tr ic  v eh icle  m o b ili ty   f ield s   with   th s u p p o r o f   s im u latio n   r esu lts .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   S .   H u a n g ,   J .   Lu o ,   F .   L e o n a r d i ,   a n d   T.   A .   Li p o ,   A   c o m p a r i s o n   o f   p o w e r   d e n si t y   f o r   a x i a l   f l u x   mac h i n e b a se d   o n   g e n e r a l   p u r p o s e   si z i n g   e q u a t i o n s,”   I EEE   T ra n s a c t i o n s   o n   E n e r g y   C o n v e rs i o n ,   v o l .   1 4 ,   n o .   2 ,   p p .   1 8 5 - 1 9 2 ,   1 9 9 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / 6 0 . 7 6 6 9 8 2 .     [ 2 ]   P . D .   E v a n s ,   a n d   J.E .   E a st h a m,  D i s k - g e o m e t r y   h o m o p o l a r   s y n c h r o n o u m a c h i n e s , I EEE   Pr o c e e d i n g s v o l .   1 2 7 ,   n o .   5 ,   p p .   2 9 9 - 3 0 7 ,   1 9 8 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 4 9 / i p - b . 1 9 8 0 . 0 0 3 9 .   [ 3 ]   M .   V a l t o n e n ,   A .   P a r v i a i n e n ,   a n d   J .   P y r h o n e n ,   I n f l u e n c e   o f   t h e   a i r - g a p   l e n g t h   t o   t h e   p e r f o r ma n c e   o f   a n   a x i a l - f l u x   i n d u c t i o n   mo t o r ,   1 8 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   El e c t r i c a l   M a c h i n e s ,   2 0 0 8 ,   p p .   1 - 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C ELM A C H . 2 0 0 8 . 4 8 0 0 0 0 2 .   [ 4 ]   M.   Va l t o n e n ,   P e r f o r ma n c e   C h a r a c t e r i s t i c o f   a n   A x i a l - F l u x S o l i d - R o t o r - C o r e   I n d u c t i o n   M o t o r ,   P h d   T h e s i s,   La p p e e n r a n t a U n i v e r s i t y   o f   T e c h n o l o g y ,   La p p e e n r a n t a ,   F i n l a n d ,   2 0 0 7 .   [ 5 ]   F .   C a r i c c h i ,   F .   C r e sc i m b i n i ,   a n d   E.   S a n t i n i ,   A x i a l - F l u x   El e c t r o ma g n e t i c D i f f e r e n t i a l   I n d u c t i o n   M o t o r ,   E l e c t ri c a l   Ma c h i n e a n d   D ri v e s ,   I EE C o n f e re n c e   P u b l i c a t i o n n o .   4 1 2 ,   p p .   1 - 5 ,   1 9 9 5 .   [ 6 ]   V .   B .   H o n si n g e r ,   S i z i n g   E q u a t i o n s   f o r   El e c t r i c a l   M a c h i n e r y ,   I E EE   T ra n sa c t i o n s   o n   En e rg y   C o n v e rs i o n ,   v o l .   EC - 2 ,   n o .   1 ,   p p .   1 1 6 - 1 2 1 ,   1 9 8 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T EC . 1 9 8 7 . 4 7 6 5 8 1 2 .   [ 7 ]   M .   V a l t o n e n ,   A .   P a r v i a i n e n ,   a n d   J.   P y r h o n e n ,   T h e   Ef f e c t o f   t h e   N u m b e r   o f   R o t o r   S l o t s   o n   t h e   P e r f o r ma n c e   C h a r a c t e r i s t i c o f   A x i a l - F l u x   A l u m i n i u m - C a g e   S o l i d - R o t o r   C o r e   I n d u c t i o n   M o t o r ,   I EE I n t e rn a t i o n a l   E l e c t r i c   M a c h i n e s   &   D r i v e s   C o n f e re n c e 2 0 0 7 ,   p p .   6 6 8 - 6 7 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I EM D C . 2 0 0 7 . 3 8 2 7 4 7 .   [ 8 ]   W .   S .   L e u n g   a n d   C .   C .   C h a n ,   A x i a l - F i e l d   E l e c t r i c a l   M a c h i n e -   D e si g n   a n d   A p p l i c a t i o n s,   I EEE   T ra n s a c t i o n o n   En e r g y   C o n v e rsi o n ,   v o l .   E C - 2 ,   n o .   2 ,   p p .   2 9 4 - 3 0 0 ,   Ju n e   1 9 8 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TE C . 1 9 8 7 . 4 7 6 5 8 4 4 .   [ 9 ]   M .   V a l t o n e n ,   A .   P a r v i a i n e n ,   a n d   J .   P y r h o n e n ,   I n f l u e n c e   o f   t h e   a i r - g a p   l e n g t h   t o   t h e   p e r f o r ma n c e   o f   a n   a x i a l - f l u x   i n d u c t i o n   mo t o r ,   1 8 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   El e c t r i c a l   M a c h i n e s ,   2 0 0 8 ,   p p .   1 - 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C ELM A C H . 2 0 0 8 . 4 8 0 0 0 0 2 .   [ 1 0 ]   M .   S .   M .   V a l t o n e n ,   D .   S .   A .   P a r v i a i n e n ,   a n d   J.   P y r h o n e n ,   El e c t r o m a g n e t i c   f i e l d   a n a l y si s   o f   3 D   st r u c t u r e   o f   a x i a l - f l u x   s o l i d - r o t o r   i n d u c t i o n   mo t o r ,   I n t e rn a t i o n a l   S y m p o si u m   o n   P o w e E l e c t r o n i c s ,   E l e c t r i c a l   D r i v e s,  Au t o m a t i o n   a n d   M o t i o n ,   2 0 0 6 ,   p p .   1 7 4 - 1 7 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / S P EED A M . 2 0 0 6 . 1 6 4 9 7 6 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
      I SS N :   2088 - 8 6 9 4   I n t J Po E lec  &   Dr i Sy s t ,   Vo l.  13 ,   No .   1 M ar c h   20 22 :   84 - 92   92   [ 1 1 ]   A .   C a v a g n i n o ,   M .   L a z z a r i ,   F .   P r o f u m o ,   a n d   A .   T e n c o n i ,   A   c o mp a r i s o n   b e t w e e n   t h e   a x i a l   f l u x   a n d   t h e   r a d i a l   f l u x   st r u c t u r e f o r   P M   s y n c h r o n o u s   m o t o r s,   I E EE   T ra n s a c t i o n s   o n   I n d u s t ry   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   3 8 ,   n o .   6 ,   p p .   1 5 1 7 - 1 5 2 4 ,   2 0 0 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI A . 2 0 0 2 . 8 0 5 5 7 2 .   [ 1 2 ]   M .   A y d i n ,   S u r o n g   H u a n g ,   a n d   T .   A .   L i p o ,   A   n e w   a x i a l   f l u x   s u r f a c e   mo u n t e d   p e r m a n e n t   m a g n e t   ma c h i n e   c a p a b l e   o f   f i e l d   c o n t r o l ,   C o n f e re n c e   R e c o rd   o f   t h e   2 0 0 2   I EEE  I n d u s t ry  Ap p l i c a t i o n s   C o n f e r e n c e   3 7 t h   I AS   A n n u a l   Me e t i n g   ( C a t .   N o . 0 2 C H 3 7 3 4 4 ) 2 0 0 2 ,   v o l .   2 ,   p p .   1 2 5 0 - 1 2 5 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I A S . 2 0 0 2 . 1 0 4 2 7 1 9 .   [ 1 3 ]   H .   P o l i n d e r ,   O v e r v i e w   o f   a n d   t r e n d i n   w i n d   t u r b i n e   g e n e r a t o r   s y st e ms,   I EE Po w e r   a n d   E n e r g y   S o c i e t y   G e n e r a l   Me e t i n g 2 0 1 1 ,   p p .   1 - 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / P ES. 2 0 1 1 . 6 0 3 9 3 4 2 .   [ 1 4 ]   W .   M .   A r sh a d ,   T .   B a c k st r o a n d   C .   S a d a r a n g a n i ,   A n a l y t i c a l   d e si g n   a n d   a n a l y si p r o c e d u r e   f o r   a   t r a n sv e r s e   f l u x   ma c h i n e ,   I EM D C   2 0 0 1 .   I E EE   I n t e r n a t i o n a l   El e c t r i c   M a c h i n e a n d   D ri v e s   C o n f e re n c e   ( C a t .   N o . 0 1 EX 4 8 5 ) ,   2 0 0 1 ,   p p .   1 1 5 - 1 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I EM D C . 2 0 0 1 . 9 3 9 2 8 4 .   [ 1 5 ]   G .   B .   K i l m a n ,   I n d u c t i o n   D i s k   M o t o r   w i t h   M e t a l   Ta p e C o m p o n e n t s , T O RU S   C o n c e p t   M a c h i n e s:   Pre - Pr o t o t y p i n g   D e s i g n   Assessm e n t   f o r T w o   M a j o r T o p o l o g i e sI EEE ,   U S   P a t e n t   n o .   4 3 6 3 9 8 8 ,   1 9 8 2 .   [ 1 6 ]   M .   R .   D u b o i s ,   H .   P o l i n d e r ,   a n d   J.   A .   F e r r e i r a ,   C o m p a r i s o n   b e t w e e n   A x i a l   a n d   R a d i a l - F l u x   P e r ma n e n t   M a g n e t   G e n e r a t o r f o r   D i r e c t - D r i v e   W i n d   T u r b i n e s ,   Pr o c . E u ro p e a n   Wi n d   E n e r g y   C o n f e r e n c e   a n d   E x h i b i t i o n ,   C o p e n h a g e n ,   2 0 0 1 ,   p p . 1 1 1 2 - 1 1 1 5 .   [ 1 7 ]   H .   A H o se y n a b a d i ,   P .   J.   T a v n e r ,   a n d   H .   O r a e e ,   R e l i a b i l i t y   c o mp a r i s o n   o f   d i r e c t - d r i v e   a n d   g e a r e d   d r i v e   w i n d   t u r b i n e   c o n c e p t s ,”  Wi n d   E n e r g y ,   v o l 1 3 ,   p p .   6 2 - 7 3 ,   2 0 0 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / w e . 3 5 7 .   [ 1 8 ]   W .   S .   L e u n g   a n d   C .   C .   C h a n ,   A x i a l - F i e l d   E l e c t r i c a l   M a c h i n e s - D e si g n   a n d   A p p l i c a t i o n s,   I EE T ra n s a c t i o n s   o n   E n e r g y   C o n v e rsi o n ,   v o l .   E C - 2 ,   n o .   2 ,   p p .   2 9 4 - 3 0 0 ,   1 9 8 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TEC . 1 9 8 7 . 4 7 6 5 8 4 4 .   [ 1 9 ]   M .   S .   M .   V a l t o n e n ,   D .   S .   A .   P a r v i a i n e n ,   a n d   J.   P y r h o n e n ,   El e c t r o m a g n e t i c   f i e l d   a n a l y si s   o f   3 D   st r u c t u r e   o f   a x i a l - f l u x   so l i d - r o t o r   i n d u c t i o n   m o t o r ,   I n t e rn a t i o n a l   S y m p o s i u m   o n   P o w e El e c t ro n i c s,  El e c t r i c a l   D ri v e s ,   A u t o m a t i o n   a n d   M o t i o n S PEEDAM ,   2 0 0 6 ,   p p .   1 7 4 - 1 7 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / S P EED A M . 2 0 0 6 . 1 6 4 9 7 6 6 .   [ 2 0 ]   V   R B a b u ,   G . S . R a j u ,   a n d   M . R C h o w d h a r y ,   Tr a c i n g   o f   ma x i mu m   p o w e r   d e n s i t y   p o i n t   f o r   A x i a l   F l u x   TO R U S   t y p e   m a c h i n e s   u si n g   G e n e r a l   P u r p o se  S i z i n g   e q u a t i o n s ,”  P r o c e e d i n g o f   S e v e n t e e n t h   N a t i o n a l   Po w e S y s t e m   C o n f e re n c e   ( N PS C - 2 0 1 2 ) P o w e a n d   C o m p o n e n t   s t re a m   h e l d   a t   I n d i a n   I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y   ( I I T - BH U ) ,   D e c e m b e r   2 0 1 2 .   [ 2 1 ]   V R B a b u   a n d   M . P . S o n i ,   A   N o v e l   met h o d   o f   u si n g   Tw i n   R o t o r   A x i a l   F l u x   I n d u c t i o n   M a c h i n e   f o r   W i n d   E n e r g y   C o n v e r s i o n   S y st e a n d   t h e   R e a c t i v e   P o w e r   C o mp e n sa t i o n   b y   TSC - T C R ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   Em e r g i n g   T e c h n o l o g y   a n d   A d v a n c e d   En g i n e e ri n g   ( I J ETAE) ,   v ol 2 ,   n o .   8 ,   p p .   3 9 9 - 4 0 7 ,   2 0 1 2 .   [ 2 2 ]   V .   R B a b u ,   P . N e e l i m a   a n d   C .   M a n j e e r a ,   M o d e l l i n g   o f   A x i a l   F l u x   I n d u c t i o n   M a c h i n e   a n d   i t A p p l i c a t i o n   a D i f f e r e n t i a l   i n   El e c t r i c   V e h i c l e s ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   I n n o v a t i v e   Re s e a r c h   i n   Ad v a n c e d   E n g i n e e r i n g v ol 1 ,   n o .   1 2 ,   p p .   1 - 1 0 ,   2 0 1 7 ,   d o i : 1 0 . 1 7 1 4 8 / I J I R EEI C E. 2 0 1 7 . 5 5 2 0 .   [ 2 3 ]   H .   A .   T o l i y a t ,   T.   A .   L i p o   a n d   J.  C .   W h i t e ,   A n a l y s i o f   a   c o n c e n t r a t e d   w i n d i n g   i n d u c t i o n   m a c h i n e   f o r   a d j u s t a b l e   sp e e d   d r i v e   a p p l i c a t i o n s.   I .   M o t o r   a n a l y s i s,”   I EEE  T r a n sa c t i o n s   o n   E n e r g y   C o n v e rsi o n ,   v o l .   6 ,   n o .   4 ,   p p .   6 7 9 - 6 8 3 ,   1 9 9 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / 6 0 . 1 0 3 6 4 1 .   [ 2 4 ]   Q .   H e c k e r ,   J.  I g e l sp a c h e r ,   a n d   H .   H e r z o g ,   P a r a m e t e r   i d e n t i f i c a t i o n   o f   a n   a x i a l - f l u x   i n d u c t i o n   ma c h i n e   b y   w i n d i n g   f u n c t i o n s,”   T h e   XI I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   El e c t r i c a l   M a c h i n e s   -   I C E M ,   2 0 1 0 ,   p p .   1 - 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C ELM A C H . 2 0 1 0 . 5 6 0 8 0 5 8 .   [ 2 5 ]   M .   R .   D u b o i s,“ R e v i e w   o f   e l e c t r o m e c h a n i c a l   c o n v e r s i o n   i n w i n d t u r b i n e s ,”  D i r e c t   D ri v e   Wi n d   T u r b i n e p p .   1 - 9 3 ,   2 0 0 0 ,   d o i :   1 0 . 1 3 1 4 0 / R G . 2 . 2 . 2 5 8 7 6 . 3 0 0 8 7 .   [ 2 6 ]   M .   D u b o i s ,   H .   P o l i n d e r ,   a n d   J.  A .   F e r r e i r a ,   C o mp a r i s o n   o f   g e n e r a t o r   t o p o l o g i e s f o r   d i r e c t - d r i v e   w i n d   t u r b i n e s,"  N o r d i c   C o u n t ri e Po w e a n d   I n d u s t ri a l   E l e c t r o n i c s   C o n f e re n c e   ( N O RPIE) ,   J u n .   2 0 0 0 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        K a lp a n a   Anu m a l a           is  a   Re se a rc h   S c h o lar  i n   El e c tri c a a n d   E lec tro n ics   En g i n e e rin g   De p a rtme n t   a VN Vig n a n a   J y o t h i   In stit u te   o f   E n g i n e e rin g   a n d   Tec h n o lo g y ,   JN TU,   Hy d e ra b a d ,   In d ia.  S h e   re c e iv e d   B. Tec h   a n d   M . Tec h   d e g re e in   El e c tri c a E n g i n e e rin g   fro m   JN TU,   Hy d e ra b a d ,   I n d ia  i n   2 0 0 5   a n d   2 0 1 2 ,   re sp e c ti v e l y .   S h e   c u rre n tl y   p u rs u in g   h e P h D   a VN Vig n a n a   Jy o t h In sti tu te   o En g in e e rin g   a n d   Tec h n o lo g y ,   JN TU,   Hy d e ra b a d ,   I n d ia.   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il a n u m a la.k a lp a n a @g m a il . c o m .           Ra m e sh  Ba b u   Ve li g a tla           is  As so c iate   P ro fe ss o in   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g i n e e rin g   De p a rtme n t   a VN Vig n a n a   J y o t h i   In stit u te   o f   E n g i n e e rin g   a n d   Tec h n o lo g y ,   JN TU,   Hy d e ra b a d ,   H y d e ra b a d ,   In d ia.  He   re c e iv e d   B. Tec h ,   M . Tec h   a n d   P h d e g re e in   El e c tri c a En g in e e rin g   f ro m   JN T U,  Hy d e ra b a d ,   In d ia  i n   1 9 9 8 ,   2 0 0 4   a n d   2 0 1 8   re sp e c ti v e l y .   He   h a 2 0 +   y e a rs  o tea c h in g   e x p e ri e n c e   in   El e c tri c a En g in e e rin g .   His  re se a r c h   in tere sts  in c lu d e   El e c tri c a m a c h in e s,  d riv e   c o n tr o l.   He   c u rre n t ly   w o rk i n g   in VN RVig n a n a   Jy o t h In sti tu te  o f   En g i n e e rin g   a n d   Tec h n o lo g y ,   JN TU,   Hy d e ra b a d ,   In d ia.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il ra m e sh b a b u _ v @v n v ji e t. in .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.