پایان نامه بهینه سازی طراحی موتور سنکرون آهنربای دائم خطی

مقدمه

امروزه موتورهای خطی برای تولید حرکت های انتقالی به طور گسترده ای در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند. در این میان، موتورهای سنکرون آهنربای دائم خطی به دلیل داشتن چگالی نیرو و راندمان زیاد و عملکرد دینامیکی مناسب از اهمیت و جایگاه ویژه ای برخوردار است. عملکرد مناسب این موتورها نیازمند بهینه سازی دقیق طراحی آنها است. بهینه سازی طراحی خود نیازمند مدلسازی مطلوب می باشد. در این پژوهش مدار معادل مغناطیسی بهبود یافته ای با هدف تحلیل دقیق تلفات آهن ارائه شده است. به این منظور ابتدا مزایا و معایب مدار معادل های قبلی ارائه شده برای موتور سنکرون آهنربای دائم بررسی شده که خلاء یک مدل مناسب که دقت قابل قبولی در پیش بینی توزیع چگالی شار با در نظر گرفتن اثر جریان سیم پیچ ها، اشباع آهن و حرکت داشته باشد و در عین حال سادگی لازم برای استفاده در الگوریتم طراحی را نیز دارا باشد، در این میان احساس می شود. لذا در این پژوهش مدار معادل نسبتاً جدیدی برای موتور سنکرون آهنربای دائم خطی یک بر با هسته آهنی و اولیه کوتاه ارائه شده است. این مدار معادل علاوه بر قابلیت به پیش بینی اثر شیارها بر توزیع چگالی شار آ هنر بای دائم و اشباع آهن در دندانه و یوغ اثر جریان سیم پیچ اولیه را نیز در نظر می گیرد. در نتیجه این مدار معادل می تواند تلفات آهن را به طور نسبتاً قابل قبولی پیش بینی کرده و در عین حال سادگی لازم برای استفاده در الگوریتم طراحی را دارد. یکی دیگر از مزیت های این مدار معادل ثابت بودن ساختار آن در هنگام حرکت است. در ادامه تلفات آهن با این روش محاسبه شد که در مقایسه با نتایج حاصل از روش اجزاء محدود تنها حدود سه درصد تفاوت دارد. در ادامه تغییرات تلفات آهن با تغییر پارامترهای موتور بررسی شد. در نهایت بهینه سازی طراحی با هدف افزایش بازده با در نظر گرفتن هفت پارامتر موتور انجام شد. نتایج نشان داد که بازده موتور بهینه حدود پنج درصد بیشتر از موتور نمونه است در حالیکه نیروی تولیدی تقریبا ثابت باقی ماند. صحت این نتایج به کمک تحلیل اجزاء محدود غیر خطی دینامیک تأیید شده است.