طراحي و بهينه سازي ساختار روتور موتور سنكرون رلوكتانسي سه فاز، با مغناطيس دائم كمكي و خود راه انداز تكفاز

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

كارشناسي ارشد

امروزه به دليل مشكلات مرتبط با تامين انرژي پاك و آلودگي‌هاي زيست محيطي ناشي از مصرف سوخت‌هاي فسيلي، جامعه جهاني اهميت بيشتري نسبت به حوزه مصرف انرژي قائل شده است. از اين رو موتورهاي الكتريكي كه مصرف عمده‌ي انرژي الكتريكي را بر عهده دارند، از اهميت بيشتري در اين زمينه برخوردار شده‌اند. در اين ميان موتور سنكرون رلوكتانسي به دلايل ساختار ساده و مستحكم، بازده بالاتر ناشي از حذف تلفات قفس سنجابي و پيشرفت سيستم درايو، جايگزين مناسبي براي موتور القايي در كاربردهاي سرعت متغيير شده است. همچنين موتورهاي سنكرون رلوكتانسي خود راه‌انداز، به دليل كاركرد در سرعت سنكرون كه منجر به كاهش قابل توجه‌ي تلفات قفس سنجابي مي‌شود، رقيب مناسبي براي موتورهاي القايي در كاربردهاي سرعت ثابت مانند پمپ و فن مي‌باشد. يكي از مشكلات عمده موتورهاي سنكرون رلوكتانسي، بالا بودن ريپل گشتاور مي‌باشد. پيدا كردن حالت بهينه‌اي كه موتور كمترين ريپل گشتاور و در عين حال بيشترين متوسط گشتاور ممكن را داشته باشد، از چالش‌هاي اصلي طراحي آن است. همچنين در طراحي موتور سينكرل خود راه‌انداز، چالش اصلي برقراري يك مصالحه بين حالت گذرا و دائمي موتور به علت وجود قفس سنجابي مي‌باشد. در اين پايان‌نامه، روش‌هاي مختلف طراحي بهينه موتور سنكرون رلوكتانسي به منظور كاهش گشتاور ضرباني، بررسي شده است. در اين بين با توجه به اينكه بخش عمده‌ي گشتاور ضرباني ناشي از ريپل گشتاور مي‌باشد، به وسيله‌ي تركيب روش آناليز المان محدود و الگوريتم بهينه‌سازي ژنتيك سعي شده است كه طرح روتور بهينه‌اي با بيشترين متوسط گشتاور و در عين حال كمترين ريپل گشتاور ممكن، حاصل شود. به منظور دستيابي به اين اهداف، در ابتدا يك موتور سنكرون رلوكتانسي طراحي شده و به وسيله‌ي الگوريتم ژنتيك، بهينه‌سازي شده است؛ همچنين آناليزهاي لازم به منظور صحت‌سنجي عملكرد موتور بر روي آن صورت گرفته است. سپس به منظور بهبود بيشتر مشخصات خروجي اين موتور، با اضاقه نمودن مقداري آهنرباي دائم فريتي، موتور سنكرون رلوكتانسي تقويت شده با آهنرباي دائم طراحي و بهينه‌سازي شده است. همچنين در اين موتور نيز آناليزهاي لازم جهت صحت‌سنجي عملكرد موتور صورت گرفته است. در بخش دوم اين پايان‌نامه، يك موتور سنكرون رلوكتانسي خود راه‌انداز، طراحي و به وسيله‌‌ي الگوريتم ژنتيك، بهينه‌سازي شده است. همچنين در اين موتور نيز آناليزهاي لازم جهت صحت‌سنجي عملكرد مناسب موتور صورت گرفته است. سپس به منظور كاهش ريپل گشتاور موتور، توزيع سيم‌پيچ در شيارهاي استاتور تغيير داده شده است. در پايان براي بهبود مشخصه‌هاي خروجي موتور، مقداري اندك آهنرباي دائم فريتي به تركيب روتور اضافه شده است. در اين موتور نيز آناليزهاي لازم جهت صحت‌سنجي عملكرد موتور صورت گرفته است.

219327

سيستم هاي قدرت

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان