31479

بررسي تحمل خطا و قابليتِ اطمينان در موتور هاي القايي چند فازه

كارشناسي ارشد

مهندسي برق قدرت

1400

1403/06/27

دكتر ابوالفضل واحدي

دكتر ابوالفضل واحدي

مهندسي برق

ماشين‌هاي الكتريكي چندفازه به دليل نياز به سيستم‌هاي قابل‌اعتماد و با تحمل خطا در صنايع پيشرفته مانند محركه‌هاي هواپيماها، كشتي‌ها و لكوموتيوها، اهميت چشمگيري پيدا كرده‌اند. اين ماشين‌ها نقش محوري در كاربردهايي ايفا مي‌كنند كه تداوم عملكرد بدون وقفه و بهينه‌سازي قابليتِ اطمينان ضروري است. در اين پايان‌نامه، به بررسي رفتار ديناميكي و قابليت تحمل خطا در موتورهاي القايي چندفازه پرداخته شده و روشي نوين براي بازپيكربندي يك موتور القايي سه‌فاز به شش‌فاز ارائه شده است. هدف اصلي، ارائه مدلي است كه ضمن بهبود تحمل خطا، كارايي و عملكرد اين موتورها را در شرايط مختلف عملياتي افزايش دهد. در اين پژوهش، موتور القايي سه‌فاز موجود به طور كامل بازپيكربندي شده و به يك موتور القايي شش‌فاز تبديل گرديد. سپس، عملكرد آن در مواجهه با انواع مختلف خطاهاي الكتريكي و مكانيكي شامل اتصال كوتاه فاز به‌فاز، پيچك به پيچك، قطع فاز و شرايط خطايِ دور به‌دور با استفاده از شبيه‌سازي‌هاي دقيق در نرم‌افزار اجزاي محدود تحليل شد. نتايج نشان داد كه پيكربندي شش‌فاز به طور قابل توجهي اثرات مخرب ناشي از خطاها را كاهش داده، ريپل گشتاور را بهبود بخشيده و قابليتِ اطمينان سيستم را افزايش مي‌دهد. علاوه بر اين، بررسي ساختار شيارهاي مختلف استاتور در اين پيكربندي نشان داد كه انتخاب مناسب اين شيارها نقش كليدي در بهينه‌سازي توزيع ميدان مغناطيسي و كاهش تلفات انرژي دارد. اين تحقيق ضمن ارائه يك روش جديد براي بازپيكربندي موتورهاي القايي و تحليل دقيق عملكرد آن‌ها در شرايط مختلف خطا، به بهبود طراحي و توسعه موتورهاي چندفازه با قابليتِ اطمينان بالا كمك مي‌كند. يافته‌هاي اين پژوهش مي‌تواند به‌عنوان يك مرجع علمي و صنعتي در توسعه سيستم‌هاي الكتريكي پيشرفته و قابل اعتماد در صنايع حساس به خطا مورد استفاده قرار گيرد.

1403/08/13

Investigation of fault tolerance and reliability in multiphase induction motors

9/17/2025 12:00:00 AM

Polyphase electric machines have gained significant importance due to the increasing demand for reliable and fault-tolerant systems in advanced industries such as aircraft propulsion, marine drives, and locomotives. These machines play a pivotal role in applications where uninterrupted performance and optimized reliability are essential. This thesis investigates the dynamic behavior and fault tolerance of polyphase induction motors, presenting an innovative approach to reconfiguring a three-phase induction motor into a six-phase motor. The primary objective is to develop a model that enhances fault tolerance while improving the efficiency and performance of these motors under various operational conditions. In this research, a standard three-phase induction motor was fully reconfigured into a six-phase induction motor. The motor's performance under different electrical and mechanical faults, including phase-to-phase short circuits, coil-to-coil faults, phase disconnection, and turn-to-turn faults, was analyzed using precise finite element simulations. The results demonstrated that the six-phase configuration significantly reduces the detrimental effects of faults, improves torque ripple, and increases system reliability. Furthermore, the examination of different stator slot designs in this configuration revealed that appropriate slot selection plays a critical role in optimizing magnetic field distribution and reducing energy losses. This research presents a novel method for reconfiguring induction motors and provides an in-depth analysis of their performance under various fault conditions. It contributes to the enhancement of motor design and development for high-reliability polyphase systems. The findings of this study can serve as a valuable scientific and industrial reference for advancing reliable and robust electrical systems in fault-sensitive industries.

ماشين‌هاي الكتريكي چندفازه , قابليت تحمل خطا , قابليتِ اطمينان , موتورهاي القايي , شرايط خطا , شبيه‌سازي , ارزيابي عملكرد