عنوان پایان‌نامه
طراحی و تحلیل یک ساختار جدید برای ماشین شار برگردان
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 45207;کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1736
- تاریخ دفاع
- ۰۸ تیر ۱۳۸۹
- دانشجو
- محسن شاملو
- استاد راهنما
- حمید لسانی
- چکیده
- محدودیت منابع انرژی تجدید ناپذیر سوختهای فسیلی، بحران انرژی و گرانی فزاینده آن در جهان و به تبع آن تاثیر بر مواد اولیه مصرفی و در نتیجه قیمت تمام شده محصولات، لزوم بهینه سازی در مصرف انرژی از طریق افزایش راندمان مبدلهای انرژی و کاهش مواد اولیه مصرفی را به عنوان یکی از چالشهای بزرگ جهانی در عصر حاضر مطرح نموده است. ماشین شار برگردان، دارای ساختاری برگرفته از ماشین DC بدون جاروبک و ماشین رلوکتانسی سوییچ شونده می باشد. از ویژگی¬های این موتور می¬توان به مقاوم بودن، ساده بودن، کم‌هزینه بودن و قابلیت اطمینان بالای آن اشاره نمود. در این رساله طراحی یک موتور شاربرگردان با استفاده از روش های بهینه سازی با هدف کمینه نمودن مواد مصرفی در موتور صورت گرفته است. بدین منظور ابتدا یک موتور نمونه شاربرگردان تکفاز برای کاربرد در فن های محوری، بوسیله روش اجزاء محدود دو بعدی تحلیل می شود. بر اساس مشخصه های این موتور نمونه، موتور ارائه شده طراحی شده است. طراحی این موتور به صورت یک مسئله بهینه سازی تعریف شده و با استفاده از دو روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک و برنامه ریزی غیر خطی ترتیبی، طراحی این موتور صورت گرفته است. سپس موتورهای طراحی شده توسط هر دوی این روش¬ها با هم مقایسه شده¬اند. گشتاور گیر یکی از پارامترهای حائز اهمیت در ماشین های دارای آهن ربای دائم می باشد که در چند سال اخیر پژوهش های فراوانی با هدف کاهش این پارامتر صورت گرفته است. در ادامه به تکمیل طراحی موتور ارائه شده، پرداخته و در صدد کمینه نمودن گشتاور گیر در این موتور خواهیم بود. سپس موتور طراحی شده و موتور نمونه با استفاده از دو روش اجزاء محدود دو بعدی و سه بعدی مقایسه شده اند. در این رساله رفتار حالت گذرای هر دو موتور نیز مورد تحلیل قرار گرفته است. بدین منظور هر دو موتور تحت یک بار مشابه قرار گرفته و رفتار حالت گذرای آنها با استفاده از دو روش اجزاء محدود دو بعدی و سه بعدی تحلیل می شوند و در پایان مورد مقایسه قرار می گیرند. در نهایت ساختار بهینه شده موتور ارائه شده ساخته شد و مورد آزمایش قرار گرفت. مقایسه نتایج آزمون موتور ساخته شده و نتایج شبیه سازی حاصل از روش اجزاء محدود، نزدیکی زیادی را بویژه در حالت سه بعدی نشان می دهد.
- Abstract
- The flux switching machine is a new class of electric machine, and is a combination of the switched reluctance machine and the Brushless DC machine. The most important characteristics of this machine are simple structure, low cost and high reliability. This thesis proposes designing of a Flux Switching motor (FSM) by optimization methods, in order to minimize utilization of the raw materials. In order to reach this purpose, in the first step, a single phase FSM with conventional structure has selected as base motor and analyzed by 2D FEM; Then considering the characteristics of this motor, the proposed motor has been designed. Designing of the proposed motor has been defined as an optimization problem. This problem has solved by two different optimization methods. The first is Genetic Algorithm (GA) and the Second one is Sequential nonlinear programming (SNP). Then the optimized motors designed by these methods has compared with each other. Cogging torque is one of the important characteristics in the permanent magnet machines. Recently there are several publications regarding cogging torque reduction in PM machines. Cogging torque reduction has been considered in design of the proposed motor. The base motor and the proposed motor have been compared together by means of 2D and 3D FEM in transient and steady state, under same loading conditions. Finally a prototype of the proposed motor has made and tested. The comparison of the test results shows good agreements with FEM results, especially with 3D FEM results.
