21974

21974

بهبود عملكرد ماشين الكتريكي شار محوري نوع RWAFPM به كمك طراحي مناسب روتور

كارشناسي ارشد

ماشين‌هاي الكتريكي و الكترونيك قدرت

1396

1399/2/9

دكتر ابوالفضل واحدي

برق

با توسعه صنايع و افزايش استفاده از ماشين¬هاي الكتريكي ازجمله ماشين¬هاي آهنرباي دائم شار محوري (AFPM)، بهبود مشخصه¬هاي عملكرد اين نوع ماشين¬ها اهميت ويژه¬اي يافته است. يك از ساختارهاي جديدي كه در سال¬هاي اخير براي اين نوع از ماشين¬ها معرفي‌شده¬است ماشين شار محوري سيم¬پيچي حلقوي مي¬باشد. اين ماشين علاوه بر مزيت¬ها داراي چالش¬هايي نيز مي¬باشد. يكي از اين چالش¬ها ريپل گشتاور بالا است كه نويز و ارتعاش مكانيكي در اين نوع ماشين را به همراه دارد. در اين پژوهش، تأثير برخي از روش¬هاي كاهش ريپل گشتاور بر روي اين ماشين بررسي‌شد. يكي از متداول‌ترين روش‌هاي كاهش ريپل مورب‌سازيست. در اين نوع ماشين مورب‌سازي موجب افت شديد ميانگين گشتاور مي‌شود پس روش مناسبي براي بهبود اين چالش نمي‌باشد پس روش‌هايي مثل جابه‌جايي روتور، تغيير زاويه‌ي آهنربا و گروه‌بندي كه پياده‌سازي آن‌ها ساده است جايگزين شدند. هر كدام از اين روش‌ها به نوبه‌ي خود تاثير خوبي در بهبود چالش مورد نظر داشتند. در ادامه سعي بر اين شد كه تركيبي از سه روش جابه‌جايي روتور، تغيير زاويه‌ي آهنربا و گروه‌بندي بدست آوريم پس تابع هدفي تعريف شد كه تاثير تركيب اين سه روش همزمان بر ميانگين گشتاور، ريپل و حجم آهنربا در نظر بگيرد. براي بدست آوردن طرح بهينه از روش¬ تاگوچي كه يكي از روش¬هاي بهينه¬سازي مبتني بر تجربه مي¬باشد استفاده‌شد. مشخصات عملكرد ماشين در حالت موتوري و تحت بار نامي با استفاده از مدل¬سازي سه‌بعدي اجزا محدود در نرم‌افزار ANSYS Electronics Desktop به‌دست‌آمده و با نتايج تجربي اعتبارسنجي شده¬است.

1399/02/31

Performance improvement of ring winding axial flux permanent magnet through optimal rotor design

4/28/2020 12:00:00 AM

With the development of industries and the increasing use of electric machines, including Axial Flux Permanent Magnet machines (AFPM), enhancing the performance of these types of machines has become essential. One of the new structures have introduced in recent years is the Ring Winding Axial Flux Permanent Magnet Machine (RWAFPM). However, RWAFPM has some challenges, such as the high torque ripple, which causes mechanical noise and vibration and depreciation of mechanical drivetrain. In this study, the effects of torque ripple reduction methods have been investigated. One of the most common methods of torque ripple mitigation is pole skewing. In this type of machine, the skew technique causes a significant drop in torque average. Hence, it is not an efficient way to resolve this problem. Therefore, some other methods, such as rotor shifting, magnet angle changing, and magnet grouping that are easy to implement, replaced with conventional skewing.it will be illustrated that Each of these methods individually had a positive influence on improving electromagnetic torque ripple. In the following, an optimal combination of the mentioned schemes are studied. In this regard, an objective function has defined taking the average torque, torque ripple, and volume of the magnet into account, and the Taguchi technique has been used as one of the Designs of Experiments methods, to find the optimum design. The performance of the machine under full load condition is studied via 3D-FEA in ANSYS Electronics Desktop software and is validated with experimental results.