Elektrische generatoren hebben een overvloed aan toepassingen, variërend van auto's tot vliegtuigen tot microgrids. Er is momenteel een sterke wens om de grootte van de apparaten te verkleinen en de efficiëntie te verhogen.

Onderzoekers van de Purdue University hebben een effectieve manier bedacht om de omvang te verkleinen en de efficiëntie te verhogen van de elektrische generatoren met gemiddeld tot laag vermogen die in die toepassingen worden gebruikt.

Een synchrone machine met wondrotor bevat een veldwikkeling - een groep geïsoleerde stroomvoerende spoelen - op de rotor die wordt gebruikt om een ​​roterend magnetisch veld te creëren en de uitgangsspanning te regelen. Aan deze wikkeling zijn verliezen verbonden, die warmte genereren die van de draaiende rotor moet worden afgevoerd. Permanente magneten kunnen ook worden gebruikt om het magnetische veld te genereren met veel minder verlies en warmteontwikkeling, maar deze benadering vergemakkelijkt de regeling van de uitgangsspanning niet.

"Het Purdue-apparaat met parallelle binnenmagneet is een hybride oplossing die een deel van het veld creëert met een permanente magneet en een deel van het veld met een veldwikkeling, " zei Scott Sudhoff, de Michael en Katherine Birck hoogleraar elektrische en computertechniek aan Purdue's College of Engineering, wiens onderzoek zich richt op vermogenselektronica en elektromechanische apparaten. “Dit maakt regulering mogelijk, maar met lagere verliezen dan een conventionele machine."

Omar Laldin, een voormalig Ph.D. leerling van Sudhoff, hielp het Purdue-team leiden dat het apparaat met de innerlijke magneet heeft gemaakt. Sudhoff zei dat het apparaat kan worden gebruikt in een verscheidenheid aan AC- en DC-generatortoepassingen (met een gelijkrichter). Belangrijke kwesties zijn onder meer de vragen over de beste machinestructuur in termen van het samenvoegen van de twee veldbronnen, elektromagnetische demping en foutprestaties. Het team heeft de ontwerpcode gevalideerd door middel van op eindige elementenanalyse gebaseerde tests.