انتخاب مناسب الگوی مغناطیسی و چیدمان آهنربا با هدف بهینه‌سازی چند هدفه موتورهای با آهنربای سطحی

در این مقاله، یک مدل تحلیلی برای پیشبینی گشتاور دندانه و چگالی شار با در نظر گرفتن اثر شیار استاتور در ماشینهای با آهنربای سطحی ارایه شده است. از رابطه تنسور تنش ماکسول برای محاسبه گشتاور دندانه در فاصله هوایی استفاده میشود. الگوی مغناطیس شوندگی آهنربای شعاعی و موازی در نظر گرفته شده و نتایج بهدستآمده از مدل تحلیلی، با روش المان محدود تایید میشود. با استفاده از مدل تحلیلی فراهمشده، اقدام به بهینه‌سازی همزمان گشتاور دندانه و نسبت مولفه مکانی اصلی به مولفههای مکانی مرتبه بالاتر چگالی شار فاصله هوایی مینماییم. گشتاور دندانه و مولفههای مکانی چگالی شار،  به هندسه آهنربا بسیارحساس میباشند. بنابراین، با بهینه کردن هندسه آهنربا میتوان عملکرد ماشین را بهبود بخشید. از روشهای طراحی هندسه آهنربا استفاده شده بهینهسازی طول کمان آهنربا، جابجایی قطب آهنربا و استفاده از آهنربا با مغناطیسشوندگی متفاوت میباشد. از آن جهت که دو متغیر ذکرشده در تابع هدف از یک جنس نمی‌باشند، از مقادیر نرمالیزهشده متغیرها در تابع هدف استفاده شده است، برای بهینهسازی پارامترهای روتور از الگوریتم جستجو ی مستقیم استفاده میشود.