طراحی بهینه با در نظر گرفتن تاثیر وزن بر ژنراتور آهنربا ثابت همزمان با شار محوری و سیم پیچی متمرکز قطب

چکیده

در این مقاله بهینه سازی بهره وری یک ژنراتور همزمان با شار مغناطیسی ثابت و با سیم پیچهای متمرکز قطب با مشخصات 3.6kw/2000rpm و برای کاربردهای گرمایی و کاربردهای حوزه قدرت بررسی شده است. از آنجا که بهره وری سیستم دارای اهمیت می باشد لذا معیارهای خاصی به منظور کاهش تلفات در ماشین در نظر گرفته شده است. یک مطالعه نیز با استفاده از روش تحلیلی و روش المان محدود برای بررسی تاثیر مجموعه محدودی از پارامترهای هندسی بر روی بهره وری این نوع ماشینها انجام پذیرفته است. در مدل تحلیلی همانند مدل المان محدود، هندسه سه بعدی ذاتی شار محوری ماشین، بوسیله مدلهای چندگانه دو بعدی در شعاع های پیرامونی مختلف آن تخمین زده شده است. پس از آن، تاثیر وزن بر روی مقادیر بهینه پارامترهای هندسی و همچنین بر روی بهره وری، مد نظر قرار داده شده است و مشخص گردید که وزن می تواند به میزان زیادی کاهش داده شود در حالی که تاثیر این کاهش وزن در کاهش بهره وری بسیار محدود خواهد بود. در نهایت نتیجه هر دو روش با اندازه گیری هایی بر روی یک الگو با یکدیگر مقایسه شده اند تا صحت آنها تخمین زده شود.

واژگان شاخص: ماشین شار محوری، بهره وری، روش المان محدود، بهینه سازی، ژنراتور آ هنر با ثابت، انرژی تجدید پذیر

مقدمه

با توجه به گشتاور خروجی بالای ماشین همزمان مغناطیس ثابت با شار محوری که در سرعت پایین محقق می شود (AFPMSM) ، لذا این ماشین برای کاربردهای موتورهای چرخشی [1] و کاربردهای راه اندازی مستقیم انرژی بادی [2] بسیار مناسب می باشد. AFPMSM ها دارای توپولوژی های متفاوتی می باشند که هر یک از آنها فواید و نقاط ضعف خاص خود را دارند. AFPMSM بحث شده در این مقاله یک نوع ماشین دو روتوری و تک استاتوری است که سیم پیچهای قطب متمرکز شده دارد [3] (شکل 1). سیم پیچهای متمرکز شده قطب ها نسبت به سیم پیچهای پراکنده قطب دارای ارجحیت می باشند چرا که ساخت آنها ساده تر بوده و سیم پیچهای آنها کوتاه می باشند. سیم پیچهای کوتاه امکان می دهند که تلفات توان در سیم پیچهای مسی کاهش یابد.