Int ern at i onal  Journ al of  P ower E le ctr on i cs a n d  Drive  S ystem   (I J PE D S )   Vo l.   11 ,  No.   4 ,  Decem be r   2020 , p p.   17 31 ~ 17 36   IS S N:  20 88 - 8694 ,  DOI: 10 .11 591/ ij peds . v 1 1 .i 4 . pp 17 31 - 17 36       1731       Journ al h om e page :  http: // ij pe ds .i aescore.c om   Flux mo du l ate d rotatin g pole pi ece m agne tic gea r       Mohd  Fir daus  M .  A  H alim 1 , E .   Sul aima n 2 ,  R .   N .   F .   K .   R .   Ot hman 3   1 ,2   Resea rch   Cen t er  for   Applie d   E l ec tro ma gne ti cs ,   Facul ty   of Electr ic a l  and   E le c tron ic   Engi ne eri ng ,   Univer siti   Tun  Hus sein  Onn Mal aysia (UTHM)  Parit   R aj a ,   Johor   Mala ysi a   1,3   Cent re   for  Ro boti cs  &  Industri al   Auto ma t ion, Fac ul ty  of   Elec tr i ca l   Engi n ee r ing,  Univer siti   Te kn i kal   Ma la ysia   Me la ka   (UTe M),  Ma la ys ia .       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   M a r   2 , 2 0 20   Re vised  M a y   1 , 20 20   Accepte d  J un   26 , 20 20       In  thi s  pap er,  th e  CMG   is  re - co ndit ion  so  tha t   t he  pole  pi ec e   a c t  as  th e  out er  rotor  instead  of  surfac e  moun t  PM .   Thi s  ma gn etic  coup li ng  of  t he  CMG   is  simi la r   to   the  co nvent ion al  CMG   which   uses  h ar moni c   to   tr ansfe r  th e  torque  and  spe ed   from   the  inner   rotor   t o  th e   outer   rotor .   The  working   p rinc iple   o f   the   p roposed  C MG   is  der ive d   a nal ytica ll y   and   simul a te d   using   f ini te  el e me nt   software .   For  this   rec ondition,   th e  PM   at   the   ou ter  sec ti on   be come  stationary   henc e ,   re taining   slee ve   ca n   be  r em oving .   Th e  p roposed  MG   produc ed  18%   highe r  ave r age  t orque   t han   the  conve nt iona l   M G  with  dr awba c k  in   torqu e   rippl e .   Th e   prop osed  CMG   al so  produc e  high er  gea r  r at io  tha n  t he  same  pole  pai r  of   conv ent i onal   CMG .   Ke yw or d s :   Dou ble roto r   Finit e ele ment   Flux de ns it y h arm on ic   Flux switc hing     M a gn et ic   gear   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  BY - SA   l ic ense .     Corres pond in g  Aut h or :   M oh d  Fi rd a us  M . A  Hali m,     Re search  Cent er fo r Appli ed El ect ro ma gnet ic s,  Fac ulty  of  Ele ct rical  an d  Ele ct ro nic  Eng ineerin g,    Un i ver sit i T un  Hu s sei n O nn  M al aysia  ( UT HM) Parit  Raj a,    Ba tu Pa hat, J ohor  M al ay sia   Emai l:  mohd.fi rd a us@utem .e du.m y       1.   INTROD U CTION   The  mil eage  of  el ect ric  trans portat io n  is  a ff e ct ed  by  t he  loa d  ra nge  a nd  th e  ene rgy  st or a ge  ca pacit y.   This  fact or   is  di rectl y  dominat ed  by  the  t otal  weig ht  of  the  c ar  an d  the  pro pulsi on’s  perf ormance,  re porte d  by  Larminie   [ 1].  Th us ,  f ocu s   at   the  dri ve   s ys t em  m us t  be  e xa mined.  T he  c omp on e nts  of  th e  dri ve  sy ste m   are  the   el ect rical   propulsio n  (elect rical   mo t or  an d  trans missi on) ,  t he  c onve rter,   a nd  the   ene r gy  stora ge.  The   e nerg y  flo w  wit hin   t he   sy ste m ’s  c omp on e nts  is  t wo  di recti on s .   The   la rg e st  portio n  of  losse s  is  in  t he  el e ct rical   pro pu lsi on,   72 %,  on  t he  sta ti c  co nv e rter  t he   loss  is  a rou nd  19%,  a nd  at   th e  batte r y  le vel  the  loss  is   ar ound  9%   as  sho wn  in   Fi gure  1.  Hen ce ,   f ocusi ng  mai nly  on  t he  el e ct rical   pro pu lsi on  by  imp r ov i ng  it s  ef fici en cy  a nd  powe r  de ns it y  w il l  impro ve  the  over al l  effi ci ency   of   t he  EV  as  publis he d  in   seve ral  r ecent  stu dies  [ 2 – 4] .     With  re gard  t o  t he  e xisti ng   pro pulsi on  s ol ution ,   it   ca n  be  se en   that  over   ti me,   the   op e rati ng  s pee d  has   su bst antia ll y  in creased   me ntio ned  in   num er ous  st udy  [ 5 – 14 ].   All veh ic le  prod ucer s   are   c ompeti ng  at   le ve ll ing   up  t he  velocit y  of   ve chile ,   ac knowle dgin g  the   en ha nceme nt  of  powe r   de ns it y  of   the   tra ct ion  syst em,   a s  well   as  E V’ s   pe rfo r mance.   In  this   relat io n,   it   m us t  be  remi nded  t hat  higher   sp ee ds   a re  not  ef fici ently  po ssible,  since  at ta che d  to  the  el ect ric  mo to r,  a  gear  is  place d  in   or de r  to   tra ns fe r  t he  to r qu e - s pee d  to   the   car ’s  t racti on   wh eel s .  T hus,   in  order  to   ov ercome  this   dr awb ac k,  a  res earch   m us t  be   co nducte d.   I n  this  case ,  repl aci ng   mecha nical  g e ar to ma gn et ic   g ear  (M G)   w ould  ser ve  as  a  pr e fer a ble  op ti on.   Gear s   are   us e d  widel y  for  sp ee d  a nd  to r qu e   re gula ti on  in  va rio us   fi el d.   It  is  c om mon  t hat  the   mecha nical   ge ar  has  a  high  tor que  to  wei ght  rati o,   howe ve r,   it   su f fer s  fro m  losses  in  fr i ct ion ,  no ise ,  an d  heat,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  Dr i   S ys t ,   V ol .  1 1 , N o.   4 ,  D ecembe r   2020   :   17 31   –   17 36   1732   no t   to   me ntio n  vi br at io n  an d  reli abili ty  issu es.  Dif fer e ntly,   MG   s uggest  s ign ific a nt  e dg e   of   lo w  mainte nan ce   const ,  reduce d  no ise   an d  vi brat ion ,   reli able  and  protect ing  from   overl oad.   Mo reover ,  i n  t he  past  t wo  de cades,   M G s  hav e   rec ei ved  relat ivel y  li tt le   interest ,  possi bly  due  to  it s  un der  pa r  to rque   to  we igh t  a nd  c omp le xity  mentio ned  in  r ecent  stu dies  [ 15 – 17].   With  t he  disc over y  of  the  high  e nergy   de ns it y  neodymium   iro n  bor on  (NdFeB)   pe rm anen t  mag net  (PM)  m at erial   in  19 80s,  the   researc h  on  M G s  incit e  ne w  pa ssio n.   I n  2001 ,     K.  Atal la h  des ign e d  a   high  t orq ue  densi ty  M G   cal le d  as  t he  c oa xial  ma gn et ic   gea r  (CM G ),  w he re  it   ap plies   the  pri nci ple  of   mag netic   fl ux  modu la ti on  bet ween  P M   a nd  po le   piece  [18,   19] .  Ba se d   on  the  fl ux  m odul at ion   te chn iq ue,  ma ny   C MG  to po l og ie s  wer e  pu blishe d  [ 20 – 30].   C M G  i ntrod uced   by  K .  At al la h  is  reil lustrate d  in   Figure  2  in   J MAG   A ppli cat ion   No te   [31 ].   T his  ma gnet ic   ge ar  has  th ree  i mporta nt  co m pone nts,  t hat  is  inn e r   ro t or ,   pole   pie ce  an d  o uter  rot or .   Th e  in ner  and  oute r   r otor   are  mou nted   with  permane nt   mag net  wh ic h  se rv e   as the  pole  p ai r  of the  roto rs.           Figure  1 .   Lo ss es in t he drive   chain  com pone nt.       Figure  2 .   CM G  stru ct ur e .         Flux   mod ulate d  ty pe  CM G  c on sist   of   2  r ot or s ,  in ner   a nd  ou te r.   I nner  ro t or s  is  made  of   the  P M   pole   pairs  p h   a nd  yo ke,   oute r  ro t or   PM   pole   pai rs  p l   with   yo ke  a nd  bet ween  the   two  r oto s,   the re  are   fe rroma gn et ic   po le  p ie ces n s .  Fr om   the   in ner  r otor   pe rs pecti ve,  ai r  g ap   ma gn et ic   flu x densi ty d ue   t o  t he  inn e r  r oto r  ma gn et   is   modu la te d  by  t he  po le   piece,  and  ha rm onic   occurs  i n  the   a ir  ga p.   With  t he   co up li n g  of  mag netic   flu x  du e   to   harmo nic  a nd   ou te r  r oto r   P M ,   to r qu e   is   tr ansf e rr e d.  T he   relat io nship   be tween   p h ,   p l   a nd  n s  is   s hows   in  (1).     The   relat io ns hi p  betwee n  in ne r  ro t or  s peed  w h   a nd  ou te r  r otor  s pee d  w l  wh e n  the   pole   piece  is   sta ti onary  is   sh ow n  in  (2 ).     = ℎ +   (1)   = − ℎ ℎ   (2)     CMG   c ould  ac hieve  high  to r qu e  de ns it y  be tween  50 – 150  kNm/m3  c om par a ble  to  the  mecha nical   gear   c ounte rp a rt.  H oweve r,   it   inh e rits  the  s urface  mou nt  P M   pro blem  w hi ch  are  not  r obus t  simi la r  to   oth e r   su r face  mou nt  P M   m ac hin e   re ported   in  t wo  pa pe rs  [32 ,   33 ].   In  the   high - s pee d  m ot or   util iz ing   s urface - moun te d  perm anen t  ma gn et ,   the  permane nt  ma gn et s   gl ue  is  i ns uffie nct  to  su sta i n  f or ce  act i ng  towa rd s   ou tsi de  of  t he   mo to r,  du e   t o  t he   hi gh - s peed  mo ti on   of   the   ro t or .   In  orde r  to  retai n  the   pe rma nen t   ma gnet   on  the  r otor  s urfa ce,  a  retai ning  sle eve  is  usual ly  us e d  placed   arou nd  pe rma ne nt  ma gnet   s urface.  The   co m plexity   of   t he  desig n  a nd  ma nufactu r abili ty  w hen  re ta ining   sle e ve  is  employe d  m ay  inc rease  for   a  mac hin e  t ha t  us e   two  s ur face  m ount  ro t or   su c h as CM G.   In   t his  pap e r,   t he  C M G   is  re - conditi on  s o  th at   the  pole   piece  act   as  the   oute r  ro t or  inste ad  of   surface   moun t  P M .  T hi s  magn et ic   co up li ng  of   the  C M G  is  simi la r  to  the  co nventi on al   C M G  wh i ch  us e s  ha rm onic   to   trans fer   t he  to r qu e   an d  s pee d  from  t he  in ner  ro t or   t o  the  oute r  ro t or .   The   wor king  pr inc iple  of  the  pro po s ed   CMG   is  der i ve d  anal ytica ll y  and   sim ulate d  us in g  fi nite  el ement  softwa re.   Fo r  t his  rec onditi on ,  t he  P M   at   the  ou te r  sect io n  be come  sta ti ona ry   he nce,  retai ning  sle eve  ca n  be  rem oved .   The  propose d  CMG   al s o  produce   higher  g ea r rat io tha n  t he  sa m e pole pai r of   c onve ntion al  CMG.       2.   WORKI NG  P RINCIPLE    Wh e n  eac h  te r m in  e quat io n  ( 1) is m ulti plied  w it h  it s  own  harm on ic  s pee d, it  can be e xpre ssed  as   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N:  20 88 - 8 694       Flux  mod ula te d  r ota ti ng  pole  p ie ce  mag netic  g e ar   ( M ohd Fi rd aus  M. A  Ha li m )   1733   + ℎ ℎ =   (3)     Wh e re  w l ,  w h   and   w p   is  the  mag netic   flu x  densi ty  ha rm onic   sp ee d  of  in ner   yoke  s urfa ce  moun t  P M ,   ou te r yoke s urf ace mo unt P M   and pole  piece  resp ect ivel y.   In co nventio na l C M G , wp  is s et  to  zer o, he nc e arr i ved to  ( 2). T he gear  rati o ca n be  w ritt en  as     = ℎ =   − ℎ   (4)     The  ne gative  s ign   mean s  that   the  r otati on  di recti on   betwe en  tw o  ro t or s   are  in   op po sit e  directi on.   Howe ver, if  w l   is set  to  ze r o,  t he gear  r at io  ca n be  wr it te n  as   (5)     = ℎ =   ℎ   (5)     The  propose d  CMG   a pply  th e  conditi on   of  po le   piece  to  be  r otati ng   w hi le   ou te r  yoke  su r face  P M   conditi on   is  sta ti on ar y.   In   t his  conditi on,  the  gear   rati o  is  po sit ive  wh ic h  in dicat es  both  r ot at ing   mem bers  are   ro ta ti ng  i n  the   same  directi on.   T he   gea r   rati o  w he n  pole   pie ce  is   in   r otati o n  is   higher   when   oute r   yoke   s urface   PM  is  in   r otati on,  due  to   n p   i s  the   sum  of  p l   an d  p h ,   n p   >p l .   The   ob je ct ive   of  reducin g  th e  retai ni ng  sle eve  is  achieve d  no w  because   the  one  of  the  s urf ace  moun t  P M   no w  has  be came  sta ti on ar y.   T he  ma gn et ic   fiel d  directi on   in  th e  po le   piece  changes  acc ordi ng   t o  the  harm on ic   fr e qu e nc y.  The  ro ta ti on  of   po le   piece  du e  t o  this ef fect can   al so   be  see n  in   flu x - s witc hing  machine   [ 34,   35] .       3.   SIMULATI O N  O F P ROP O SED  CMG    3.1.   Geome try a nd  setti ng   The   pro pose d  CMG  dimensi on  a nd  set ti ng  is  sho wn  in   Ta ble  1.  T he  mat erial   use d  f or  i nn e r   yo ke ,   sta tor  yoke   a nd  pole   piece  a re  NS S M C   35 H21 0  with  res ist ivit y  of  5.9  ×  10 - 7  Ω,   in ne r  P M  an d  out er  P M,  Hita chi  NE O M A X  35A H  at   1.2T  resid ual,  wh il e  plasti c  ar e  placed  betwe en  the  pole   pie ce  to  hold  it   to gethe r.  Figure  3  s hows  the   pro po se d C M G  draw n u sing ge om et r y edit or of J MA G Desig ner ve r sion 1 6.       Table  1.   Simul at ion   dime ns io n of p rop os e d C M G   Parts   Prop o sed  CMG   Ou ter  roto r   Po le piece   Ou ter  p o le pair  (p l )    14   Po le piece ( n p )   20   Inn er  p o le pair  (p h )   6   Gear   ratio   1 0 /3   Inn er  roto r  (w h )   1 0 0 0  r p m   Ou ter  roto r  (w p )   3 0 0  r p m   MG  radiu s    90   Inn er  p o le pair  radiu s    6 8 .5mm   Sh aft    3 4 m m   Ax ial leng th   3 0 m m   Inn er  m ag n et ar c    30 o   Po le piece a rc    9 o   Ou ter  m ag n et ar c     1 2 .85 7 o   Inn er  m ag n et width   5 m m   Ou ter  m ag n et widt h   5 m m   Inn er  air  gap  width   1 m m   Ou ter  ai r  g ap  widt h   0 .5mm         Figure  3 .   Pro pose d  CM G st ruct ur e         3.2.   Simul at i on  re sult   The  to r qu e  wa veform  ob ta in ed  w he n  in ne r   ro t or   a nd  po l e  piece  r otate   at   1000  r pm   a nd   300  r pm  resp ect ivel y  is   show n  in   Fig ur e  4.  Since  t he   ge om et r y  is  sy m metri cal ,  the  sim ulati on   per i od   is  set   ¼  of   t he   fu ll  rotat io n.  T able 2 s um ma r iz ed  the  res ult  ob ta ine d fro m  this simulat io n.   The   ne gative   t orq ue  si mu la te d  at   the   i nn e r   r otor  i nd ic at es   that  a n  in pu t   to rque   is  force d  on  t he  s ha ft   of  the   i nn e r   r oto r .  Po sit ive   to r qu e   is   pr oduce d  at   the   pole   piece  im plies  tha t  the   outp ut   tor qu e   is   ge ne rated  a n d  trans ferred   f rom  the  act i on  by  the   in ner  r ot or  ma gn et ic   fiel d  m odulati on .  T he  to rque  ra ti o  can  be   cal culat ed   thr ough (6 ).     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  Dr i   S ys t ,   V ol .  1 1 , N o.   4 ,  D ecembe r   2020   :   17 31   –   17 36   1734   =   = 3 . 324 ~   10 / 3 =  G r   (6)     W he re  T r   is  th e  tor que  rati o,  T p   is  the  to r que  at   the  po le   pi ece  an d  T i   is   th e  tor que  act in g  on  the   in ner  ro t or .  The  a ve rag e  outp ut  to rque  at   the  pole   piece  is  18%  la rg e r  tha n  the  eq uiv al e nt   conven ti on al   CMG  (simu la te d  sep aratel y) .   To r que  de ns it y  of   the  pro pose d  CMG   is  e qu ivale nt  to  the   conve ntio nal  CMG.    The   only   dr a w back  obser ve d  wa s  t he   to rqu e  ri pp le   are   qu it e  la rg e,   over   30%  more   tha n  t he   ori gi nal  CMG.  Un li ke   the  c on ven ti onal   C MG, pole  piece  a nd  the p la sti c  s tructu re  is  as se mb le   al te r natel y.  Th e   ma gn et i c  fiel d  densi ty  is   not   con ti nu ou sly   di stribu te d  as   in   s urface  mou nt  P M ;   t hu s ,   t orqu e   rip ple  is   e xp ect e d  t o  ap pe ar  i n  the pr opos e d  C M G .           Figure  4 .   To r que  wav e f or   of t he pr opos e d  C M G  in  ¼   ro ta ti o   Table  2.   Summ ary o f result  obta ined fr om  t he   simulat ion.   Para m eters   Prop o sed  CMG   Inn er  roto r  m ax im u m  torq u e ( N .m)   ( - )37 .34 4   Ou ter  roto r  m ax i m u m  torq u e ( N .m)   1 3 2 .190   Inn er  to rqu e integ r al average  (N. m )   ( - )33 .73 8   Ou ter  to rqu e integ r al average  (N. m )   1 1 2 .245   Inn er  to rqu e r ip p le  ( %)   2 0 .51 8   Ou ter  to rqu e r ip p le  ( %)   3 4 .04 5   Torq u e den sity  ( T/ k N.m / m 3 )   1 5 8 .199           4.   CONCL US I O N    In   t his  pa per,  ne w  co ndit ion   of  coa xial  mag ne ti c  gear   is  pro po s ed  t hat  switc h  the  ou t pu t  of  the  C M G   from   oute r   yo ke   surface   m ount   PM  to   the   pol e  piece.   T his  c onditi on  e nab l es  the   CM G  de sign e r  t o  rem ove  t he  retai ning  sle e ve   off   the   s urfa ce  m ount  PM  at   the  sta ti ona ry  sta tor .  The   work i ng  pr i nciple  of  the   pro po s ed   CMG  was   e xpla ined  a nd  sim ulate d  with  fin it e  el ement.  T he  pro po se d  C M G   ca n  produ ce  h ig he r  gear  rati o  com par es   to  t he   co nv e ntio nal  CMG.  T he  res ult  show s  that  the  integ ral  av erag e  t orq ue  is   18%  higher  t ha n  it s  equ i valent  c onven ti onal   CM G.   Nev e rthele ss,  to rque  ri pple   is  qu it e  la rge,  over  30%  t han   t he  c onve ntion a l   CMG.  This   li mit at ion   ca n  be  overc om e   thr ough  t he  i nt rodu ct io n  of   aux il ia r y  fiel d  coil  w hich   will   be  introd uced in l at er pu blica ti on .         ACKN OWLE DGE MENTS   The   aut hors   w ou l d  li ke   to   th ank  the   M inist ry  of   Ed ucati on  M al a ys ia ,  U niv e rsiti   Tu n  Hu s sei n  O nn   M al aysia  (UT HM)  a nd  U nive rsiti   Tekn i kal  M al aysia  M el a ka  ( UTe M)  f or  the  te ch nical   and   fina ncial   suppo rt   of  this   re searc h.  T his  w ork  was   sup ported   by   the   Re sea r ch  M a na geme nt  Ce ntre,  UT HM.   [Resea rc h  Fun d  E1 5501].  T he  auth or s   al so  e xt end  our   gr at it ud e   to   E.   I   M ba diwe,  S .  M .   N .  S .  Othm a n  an d  L .  I.  Juso h  f or  thei r   con t rib ution s  t o  the  pre par at i on of t he  ma nu script a nd r ese arch i deas.       REFERE NCE S    [1]   J.  La r mi ni e and J .   Low ry,  Elec tri c  V ehi c le Tec hn ology   Ex pla ine d :  Sec ond   Ed it ion ,   WI LE Y,   2012.   [2]   D.  Fodorea n ,   F.   Jurca ,  M.  Rub a ,   and  D.   C.   Popa,   “Motoriza t i on  Vari an ts  for   Li ght   E le c tric  Vehic l es.   d esign ,   ma gne ti c ,   me ch a nic a l  and   th erma l  aspe ct s, ”  in   A l maMater ,   2013 .   [3]   J.  De  San ti ag o  e t  al . ,   “ El e ct ri cal  mot or  dr ive l ine s   in  commer c ial  a ll - elec tri c   veh icl es:  A  r evi ew , ”   I EE E   Tr ans.  Ve h .   Technol . ,  vo l. 6,  no.   2 ,   pp .   475 - 4 84 ,   2012 .   [4]   I.   Hus ai n ,   “E l ec t ric   and  Hybrid   Vehicle s: De sign   Fundame nt al s,  S ec ond  Edi t ion,”  Amazon ,   2010.   [5]   D.  Fodore an,  “Study  of   a   high - s pee d   mot o rizati o n  with   im prove d   per forma n ce s   d edi c at ed   for   an   el e ct ri c   vehicl e,”   IEE E   Tr ans.  Ma gn. ,  vol. 50, no.  2,   2014 .   [6]   F.  Lu ise   et  a l. ,   “De sign  and   tec hnology  solu ti o ns  for   high - eff icienc y   high - sp eed  mo tors, ”   in   P roce edi ngs   -   20 12   20th  Int ernati on al  Conf ere nce o n  Elec tri cal Machines,   IC EM  201 2 ,   2012 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N:  20 88 - 8 694       Flux  mod ula te d  r ota ti ng  pole  p ie ce  mag netic  g e ar   ( M ohd Fi rd aus  M. A  Ha li m )   1735   [7]   A.  Te ncon i,   S.  Vasche tt o ,   and  A.  Vigli an i,   “E l ec tr ic a l  m ac hin e s  for  high - spee d  app lications:  De sign  conside ra tions   and  tr ade offs, ”  I EE E   Tr ans.  Ind.  El e ct ron. ,  vol .   6 1,   no .   6 ,   pp .   302 2 - 3029 ,   2014 .   [8]   G.  Pellegrino ,   A.  Vaga ti ,   B .   B oaz zo ,   and  P .   G ugli elmi ,   “Comparison  of   indu ct ion   and   PM   synchronous  motor   drive s for   EV ap pli c at ion   includi ng  d esign examp le s,”   IE EE   Tr ans.  Ind .   App l. ,  vo l.  48,   no .   6 ,   pp .   23 22 - 2332 ,   2012 .   [9]   D.  Gera d a,   A .   Meba rki,  N.  L.  Brown,  K.  J.   Br adl ey ,   and   C.   Gera da ,   “De sign  aspe ct s  of   high - spee d  high - pow er - densit y  la m ina t e d - rotor  indu ct ion   machine s , ”  IEEE  Tr ans.  Ind. Elec tron. ,  vo l. 58,  no.   9 ,   pp .   4039 - 4047 ,   2011 .   [10]   S.  Il  Kim ,   Y.   K.   Kim,   G .   H.  Lee,   and  J.  P.   Hong,  “A  nov el   ro to r  conf igur at ion   and  exp eri m ent a l  ver if icati on   of   int eri o r  pm   sync hronous  mot or  f or  high - spee d   a ppli c at ions, ”  in  IEE E   Tr ansactions   on  Magne t i cs ,  vol .   48 ,   no .   2,     pp.   843 - 846 ,   20 12.   [11]   D.  P.  Marč e ti ć ,   I.   R.   Krč ma r ,   M.  A.  Gec ić,  and  P.  R.   Matić,   “D iscre t e  rotor  f lu x  and  spee d  estimat ors  for  high - spee d  shaft - s ensorle ss   im Drive s, ”  IE EE Tr ans.  In d.   E lectron. ,  vol .   61,   no.   6,   pp.   30 99 - 3108 ,  2014 .   [12]   R.   R .   Moghadd a m,  F.  Magnuss e n,   and  C .   Sadar a ngani ,   “ The or et i ca l   and   expe ri m ent a l  r ee v al ua ti o n  of   synchronou s   rel uc ta nc e machi ne, ”   IE EE Tr ans .   Ind .   E lectron. ,  vol.   57 ,   no .   1 ,   pp .   6 - 13 ,   2010 .   [13]   J.  H.  Seo,   T .   K.  Chung,   C.   G.  Lee,   S.  Y.  Jung,  an d  H.  K.  Jung,  “ Harm onic   iron  l oss   ana lysis  of  e le c tri c al   m ac h in es   for  high - spee d  oper ation  consi der ing  driv ing  c ondit ion,”  in   IE EE   Tr ansacti on s  on  Magne ti cs ,  vol.   45 ,   no.   10 ,     pp.   4656 - 4659 ,   2009.   [14]   D.  Fodore an ,   “ Stat e   of   th e   Art  of   Magn et i c   Gea rs,   their   De sign,  and   Char ac t eri sti cs  wi th   Respe ct  to   E V   Applic a ti on, ”  i n  Mode li ng   an d  Simulat ion   f or  El e ct ric   Vehic l e  App li ca ti o ns,  Mohamed  Amine   Fak hfa k h,   Inte chOpe n ,   201 6.   [15]   D.  E .   Hesmondh al gh   and   D.   T ip ping,  “A   multi ele me n t  ma gn et i c   gea r,”   IE E  Proc.  B   El e ct r.   Powe r   App l. ,  vol.  127 ,   no.   23 ,   pp .   129 - 138 ,   1980 .   [16]   K.  Tsurumot o  a nd  S.  Kikuchi,  “ A  new  ma gne tic   gea r  using   per m ane nt  ma gn et , ”  I EE E  Tr ans.  Mag n. ,  vo l.   23 ,   no .   5 ,   pp.   3622 - 3624   1 987.   [17]   C.   G.  C.   Nev es,   D.  L.   Figu ei red o,   a nd  A.  S.  Nu nes,   “Ma gn et i c  Gea r:   A  Review , ”  2014  11th  IE EE /I AS  Int.  Conf.  Ind.   App l. ,   pp .   1 - 6,   2014 .   [18]   K.  A.   and   D.   How e,   “A   nove l  high - p erf orm a nce  li n ea r   m ag net i c  g ea r , ”   IE EE  Tr ans.  Mag n. ,   vol .   37 ,   no.   4,     pp.   2844 – 2846 ,   2001.   [19]   S.  D.  C.   and  D .   H.  K.  A ta l la h ,   “De sign,  analy sis  and  reali sat i on  of  a  high -   p erf orma n ce   ma g net i c  ge ar,”  IEE   Proce ed ings - El e ct ric   Powe r   App l. ,   vol .   150 ,   no .   2 ,   pp .   139 - 145 ,   2 004.   [20]   X.  Li,  K .   T .   Ch a u,   M.   Cheng,  an d  W.  Hua ,   “Co mpa rison  of   m a gnet i c - gea r ed  p e rma n en t - ma gn et  machine s , ”  Prog.   El e ct rom agn.   Res . ,   vol .   133 ,   no .   Aug 201 3 ,   pp .   1 77 – 198,   201 3 .   [21]   X.  Zh ang,  X.   L iu,  C.   W ang,  a nd  Z .   Ch en,  “A nal ysis  and   Des ign  Opti mi z atio n  of  a   Coaxial   Surfac e - Mounte d  Perma nen t - Mag net   Magn et i c  Ge ar, ”   En ergie s ,   vo l.   7 ,   no .   12 ,   pp .   8 535 – 8553,   2014 .   [22]   C.   S.  Gim ,   E.   J .   Park,   S.  Y.  Ju ng,   and  Y .   J.  K im ,   “T orqu e  Ch ara c te rist ic   An alys is  of  Coaxi a l  Magne tic  Gea r   Acc ording  to  Fi ll et  Para me t er  o f  Pole  Pi ec e , ”   I CEMS  2018  -   2 018  21st  Int .   C onf.   El e ct r.   Ma ch.   S yst. ,   no .   1 ,     pp.   2557 – 2560 ,   2018.   [23]   Xi angl in  Li ,   K .   T.   Chau ,   M.  Ch eng,   W .   Hua  an d  Y.  Du,  “ A  ne w  coa xial  ma gn et i c  gea r   using  stat ion ary   per manent   ma gne t  ring , ”   2013  Int ernati onal  Con fe re nce   on   Elec tri cal   Ma chi nes  and  Syste ms   ( ICEMS) ,   Busa n ,     pp.   634 - 638 ,   20 13 .   [24]   J.  X.  Shen ,   H.  Y .   L i,   H .   Hao ,   M.  J .   Jin,  and  Y.   C.   Wa ng,   “ Topol og ie s  and   per form a nce   study   of  a   v ari e ty  of  coa x ia l   ma gne ti c   ge ars, ”   IET  E lectr.   Pow er  Appl. ,   vol .   11 ,   no.   7,   pp.   1160 – 1168,   2017 .   [25]   K.  Aiso,  K.  Aka tsu ,   and  Y .   Aoyama,  “R el uc ta n c e  ma gn et i c  g ea r  and  flux  sw itchi ng  ma gne tic  ge a r  for  high  spe ed   mot or  sys tem, ”   2017  IEEE Ener gy  Conv ers.  Con gr.  Ex po .   ECCE  2017 ,   pp .   2445 – 2452,   2017 .   [26]   E.  Park,   C.   Gi m,  S.  Jung ,   and   Y.   Kim ,   “A  g e ar  effic i enc y   i m prove me n t  in  m agne t ic  ge ar  by   eddy - cur ren t   loss   red uction, ”   Int .   J .   App l. E l ectrom agn.   Me ch. ,   vo l.  1,   pp .   1 - 10 ,   201 8.   [27]   B.   McGi lt on ,   R.   Croz ie r ,   and   M .   Mue ller,  “Opt i mi sati on   pro ce d ure   fo r  d esigni n g  a   ma gne tic  g e ar, ”   J.  Eng. ,   v ol .   2017,   no .   13 ,   pp .   840 – 843,   2017.   [28]   C.   C .   Huang ,   M.  C .   Tsai,  D .   G.   Dorrel l,  and   B.   J.   Li n ,   “De ve lo pme nt   of   a   ma g net i c  p la ne ta ry   gea rbox, ”   IEE E   Tr ans.  Magn. ,   v ol.   44 ,   no .   3 ,   pp .   403 – 412,   2008 .   [29]   J.  L .   Pere z - Diaz,   E .   Diez - Ji me n e z,  M.   A.   Alvar e z - Vale n zuela ,   J.   Sanche z - Gar cía - Casar rubios,   C.   Crista ch e,  and   I .   Val ie n te - Bl anc o ,   “Ma gne ti c   Ge ar boxes  for  Aeros pac e   Appli ca t ion s,”   A erosp.  M ech.  Symp . ,   pp.   36 5 – 374,   2014 .   [30]   S.  Kim,  E .   Park ,   and   Y.  Ki m,   “ Optim al  Design   of  Ferrom agne t ic   Pole   Pie ce s  f or  Tra nsm ission  Torque  Rippl e   Reduc ti on   in   a   Magne tic - Gea r e d  Mac hin e,”  J. Ele c tr. Eng. Tec h nol. ,   vol .   11 ,   no .   6,   pp .   1628 – 163 3,   2016 .   [31]   J.  Corpora t ion, “ JM AG  App li c ation Note 207 , ”  p p.   1 – 16 ,   2015 .   [32]   J.  Dong,  Y .   Hua ng,   L .   Jin,   and   H.  Li n ,   “Com p a rat iv e  Study   of  Surfac e - Mounte d  and   Inte r ior  P erm an ent - Magn et  Motors for  High - Speed  Appli cati o ns,”   IE EE Tr ans.  Appl.  Sup erc o nd. ,   vol. 26, no.  4,   pp .   26 – 29 ,   20 16.   [33]   L.  Chen   and   C .   Zhu ,   “Stre ng th   Analysis   for   Surfac e - mounted  Perma nen t  Mag net  Rotor   in   Hi gh - Speed  Motor , ”   TEL KOMNIKA  Indone s.  J .   Elec tr .   Eng . ,   vol .   12 ,   n o.   10 ,   2014 .   [34]   E.   I .   Mbadiwe  a nd  E.   Sul a iman,   “Im prove d   desi gn  of  oute r  ro tor   ma ch ine   in  PM   te chno logy  for  mot or  bik e  driv e  appl i ca t ion,”  in   I SCAIE   2018 - 201 8  IEEE  S ymposium on  Computer   Applications an d  Industrial Elec tronic s ,   2018 .   [35]   M.  F.   Omar ,   E .   Sulai ma n ,   H.   A.   Soomro,  F.   Am i n,   L.  I .   Jus oh,   an d  E .   I.  Mbadiw e,  “Opt im a l   desig n  of   singl e - phas e   12S - 6P  FEF S M  using  segme n ta l   rotor  and  non - o ver la p   windings, ”  Indone s.   J .   Elec tr.   Eng .   Comp ut.   S ci . ,   vo l.  14,   no.   2 ,   pp .   735 – 7 43,   2019 .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  Dr i   S ys t ,   V ol .  1 1 , N o.   4 ,  D ecembe r   2020   :   17 31   –   17 36   1736   BIOGR AP H I ES   OF  A UTH ORS          Mohd  Firdaus  Mohd   Ab  Halim  is  a   rese arc h er  and   engi n ee r .   He  gr aduate d  from  Univer si ti   Te nag a   Nasiona l   in   Ba chelor   of   El e ct ri cal  Eng i nee ring .   He  f inis hed  Master   De gre e  of  EE I T  a t  Univer sity  o f  Applie d  Sc ie n c e  Rosenh ei m ,   Germ any.   He   worked  in   var i ous   mul t ina t ion al   com pany   su ch   a s  Sony  Intel   and   Qimonda   as  El e ct ri ca l   T est   Enginee r.  Curr ent ly   he  is   a   ful l - time   rese arc h er  at   Un ive rsiti  T ekni ka l   Mala ysia   Mel ak a,   Faku lt i  Te kno logi   Kejur u te r aan.  His  rese ac h  ma inl y   foc us   in   Ene rgy   Eff icie ncy,  Rene wab le  Ene rgy   and   E lectr i ca l   Vehi cl e .   Curre ntl y   he   is  full   ti m e  studyi ng  Doctor   Of  Philosophy  In  Elec tr ic a l  Engi ne e ring  in   Univer si ti   Tun  Hus sein   Onn (UTHM)           Erwa n  bin  Sula i ma n  re ce iv ed  his   B. E  and  M . E  de gre es  in  E lectr i c al   Eng ine er ing  fr om  Univer sity  of  Mal aya  in   20 01  and   Univer si ty  Tu n   Hus sein   Onn  Mala ysi a  ( UTHM )  in  2004 .   He   h as  be en   with  UTHM   fr om  De cembe r   2004  as   a   le c tu rer .   He   re ceive d  Doctor   Deg re e  in   Elec tri c al   Engi ne eri ng  fro m  Nagoya   Inst i tut e  of  Technol ogy  (NIT),   Jap an  in  2012 .   He  is  cur r ent ly   As socia te   Prof e ss or  at   Dep art m ent   o f   E lectr i ca l   Pow er  Eng inee ring,   Univ ersit y   Tun   Hus sein  Onn  Mala ysia .   His  rese ar ch  intere sts  in cl ud e  d esign  opt im i za t i ons  of  HEFS M,  WFFS M,  in  par ticula r ,   for   H EV  drive a pp li c a ti ons.             Raj a   Nor Firda u s Kashfi  Raja  Ot hma n  r ecei ved   h is B.   Eng in Elec tri c al   & El e ct ron ic s,    M.Sc  in  Elec tri c al   Mac h ine   Desi gn  &  Applie d   Magne tics  and  PhD   in  El ectri c al   Mac h ine   and  Design  from  Univer siti   Putra  M al aysi a.   He  is  a n  As socia te   Pro fessor  of  Depa rt me nt  of  Pow er  El e ct roni cs  and  Drive s,  Facu lt y  of  El e ct r ic a l  En gine er ing  (FK E).   He  is  cur ren t l y  the   m ana g er   Cent er   for  Rob oti c  and  Industr ia l  Auto mation.  He  spec ia l ized   in  El e ct ri c  Ma chi nes  Design ,   Magne tic  Sensor ,   Pow er El e ct ron ic s &   Drive s      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.