30173

طراحي بهينه، شبيه‌سازي و تحليل موتور سنكرون رلوكتانسي پنج-فاز

كارشناسي ارشد

مهندسي برق

1399

1402/07/15

دكتر حسين حيدري

دكتر كيومرثي

مهندسي برق

موتور سنكرون رلوكتانسي به دليل خصوصياتي نظير بازده بيشتر در مقايسه با موتورهاي القايي، هزينه كمتر نسبت به موتورهاي مغناطيس دائم، ساختار مقاوم روتور و اينرسي محدود روتور، اخيراً توجه محققان را به خود جلب كرده است. همچنين، تحقيق بر روي موتورهاي پنج-فاز كه قابليت اطمينان و چگالي گشتاور بيشتري نسبت به موتورهاي سه-فاز دارند، از اهميت بالايي برخوردار است. در اين پايان‌نامه، براي اولين بار، بهينه‌سازي طراحي مقاوم يك موتور سنكرون رلوكتانسي پنج-فاز از طريق طراحي آزمايش‌ها به روش تاگوچي متوالي مبتي بر منطق فازي انجام شده است. براي حصول اطمينان از حساس نبودن عملكرد موتور به تغييرات و عدم اطمينان‌ها، تلورانس‌هاي ساخت شكاف هوايي، پهناي دنده مماسي روتور و زاويه كنترل كننده گام شيار روتور به عنوان فاكتورهاي اغتشاش در نظر گرفته شده‌اند. به علاوه، براي بهبود ظرفيت تحمل خطاي موتور، مشخصات اصلي عملكرد موتور تحت عمليات خطاي تك-فاز مانند گشتاور متوسط و ريپل گشتاور نيز در كنار مشخصات اصلي عملكرد موتور تحت عمليات عادي به عنوان اهداف بهينه‌سازي در نظر گرفته شده‌اند. نتايج بهينه‌سازي نشان داد كه گشتاور متوسط در حالت كار عادي 14/17 درصد افزايش، ريپل گشتاور در حالت كار عادي، 51/30 درصد كاهش، ضريب توان 04/15 درصد افزايش، گشتاور متوسط در حالت خطاي تك-فاز 57/17 درصد افزايش و ريپل گشتاور در حالت خطاي تك-فاز 39/30 كاهش را نسبت به طراحي اوليه داشته‌اند كه اين تاثيرگذاري روش پيشنهادي را اثبات مي‌كند.

1402/09/12

Optimal Design, Simulation and Analysis of Five Phase Synchronous Reluctance Motor

10/6/2024 12:00:00 AM

Synchronous Reluctance motor has recently attracted the attention of researchers due to its characteristics such as higher efficiency compared to induction motors, lower cost compared to permanent magnet motors, robust rotor structure and limited rotor inertia. Also, research on five-phase motors, which have more reliability and torque density than three-phase motors, is of great importance. In this thesis, for the first time, the optimization of the robust design of a five-phase reluctance synchronous motor has been done through the design of experiments using the sequential Taguchi method based on fuzzy logic. To ensure that the performance of the motor is not sensitive to changes and uncertainties, the air gap manufacturing tolerances, the width of rotor's tangential rib and the rotor's pitch control angle are considered as noise factors. In addition, to improve the motor's fault tolerance capacity, the main performance characteristics of the motor under single-phase fault operation, such as average torque and ripple torque, are considered as optimization targets, along with the main performance characteristics of the motor under normal operation. The optimization results showed that the average torque in normal working mode increased by 17.14%, the torque ripple in normal working mode decreased by 30.51%, the power factor increased by 15.04%, and the average torque in single-phase fault mode was 17.57%. The increase and ripple torque in the single-phase fault mode have decreased by 39.30% compared to the initial design, which proves the effectiveness of the proposed method.

ماشين هاي الكتريكي , موتور سنكرون رلوكتانسي , موتور چند فاز , موتور سنكرون رلوكتانسي پنج-فاز , بهينه سازي به روش تاگوچي

Electrical machines , synchronous reluctance motor , multi-phase motor , five-phase reluctance synchronous motor , Optimization by Taguchi method

Mehdi Ghaffari Ghaziani

Hossein Heydari