در سال های اخیر، استفاده از انرژی های نو به منظور تولید توان الکتریکی مورد توجه قرار گرفته است. این منابع انرژی نسبت به سایر منابع (مانند منابع انرژی فسیلی) دارای مزایای زیادی هستند. از آن جمله می توان به ارزانی، عدم ایجاد آلودگی و پایان ناپذیری آن ها اشاره کرد. یکی از منابع انرژی که بیشتر از سایر منابع انرژی نو مورد توجه قرار گرفته است، انرژی باد است. به منظور تولید توان الکتریکی از انرژی باد، از توربین های بادی استفاده می شود. توربین باد نیروی مکانیکی مورد نیاز برای چرخاندن ژنراتور را فراهم می کند. توربین های بادی و همچنین ژنراتورهای بکار رفته در آن ها انواع مختلفی دارند که هر کدام مزایا و معایبی دارند. از بین ژنراتورهای مورد استفاده در توربین های بادی، ژنراتورهای القایی دو تغذیه به دلیل مزایای زیاد آن بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. از مزایای این ژنراتورها می توان به امکان کنترل سرعت، کنترل مجزای توان های اکتیو و راکتیو اشاره کرد. یکی از معایب ژنراتورهای القایی دو تغذیه عملکرد آن ها در برابر خطاهای شبکه و همچنین تأثیر آن بر پدیده های کیفیت توان شبکه می باشد. هارمونیک ها، فلیکر و افت ولتاژ از مسائل اصلی کیفیت توان در شبکه هستند که در شبکه قدرت دارای سیستم تولید انرژی بادی مورد توجه قرار می گیرند. در این پایان نامه ابتدا روش کنترل ژنراتور القایی دو تغذیه معرفی شده است. سپس پدیده های کیفیت توان در شبکه، با وجود سیستم تولید انرژی بادی مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. در این راستا روش هایی به منظور بهبود عملکرد سیستم تولید انرژی بادی، از نظر کیفیت توان ارائه شده است. ابتدا به منظور کاهش هارمونیک شبکه، از تکنیک فیلتر اکتیو استفاده شده است. در این روش ژنراتور القایی دو تغذیه به گونه ای کنترل می شود که هارمونیک شبکه ناشی از بار غیر خطی موجود در شبکه کاهش یابد. همچنین به منظور کاهش فلیکر تولید شده توسط توربین باد در اثر نوسانات باد، از قابلیت کنترل مجزای توان های اکتیو و راکتیو استفاده شده است. به منظور بهبود عملکرد ژنراتور القایی دو تغذیه در هنگام وقوع خطا، از یک اینورتر سری استفاده شده است. این اینورتر در هنگام خطا به صورت سری با ژنراتور القایی دو تغذیه وارد مدار شده و ولتاژ ترمینال ژنراتور را در مقدار یک پریونیت نگه می دارد. در کنترل این اینورتر از کنترل کننده های فازی و posicast استفاده شده است. به منظور نشان دادن کارایی روش های ارائه شده، شبیه سازی روش های ارائه شده در نرم افزار matlab/simulink انجام شده است. در این شبیه سازی سیستم تولید انرژی بادی در یک سیستم توزیع استاندارد مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج شبیه سازی بیانگر عملکرد مناسب این روش ها می باشد.

امروزه موتورهای الکتریکی به صورت گسترده در صنعت، لوازم خانگی، خودروهـا، سیستم های حمل و نقل و هواپیـماها به کار می روند. در واقع می توان گفت که بخش بزرگی از انرژی الکتریکی تولیدی، توسط موتورهای الکتریکی مصرف می شود تا انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل کنند. نسل جدید موتورهای الکتریکی، موتور های سنکرون رلوکتانسی با مغناطیس -های دائم کمکی می باشند. ایده ی ساخت این موتورها از تلفیق دو موتور سنکرون رلوکتانسی و سنکرون مغناطیس دائم داخلی گرفته شده است. موتورهای سنکرون رلوکتانسی دارای قیمت پایین و ساختمان بسیار ساده در روتور نسبت به سایر موتورها می-باشند، اما متوسط گشتاور الکترومغناطیسی تولیدی آنها کم و ریپل گشتاور آنها بالا می باشد. برای بهبود عملکرد موتور سنکرون رلوکتانسی، از قطعات کوچکی از مواد مغناطیس دائم در ساختمـان این موتورها استفاده می شود که باعث افـزایش متوسط گشتـاور و کاهش ریپل گشتاور تولیدی در این موتورها می شود. به منظور بهبود کیفیت عملکرد در موتورهای الکتریکی و کاهش مصرف انرژی الکتریکی، باید پس از طراحی اولیه، بهینه سازی بر روی ابعاد هندسی موتور به منظور کاهش ریپل گشتاور الکترومغناطیسی تولیدی موتور انجام پذیرد. امروزه از روش های جدیدی مانند ایجاد شیارها در سطح روتور و یا ایجاد سوراخ هایی در داخل روتور به منظور بهینه سازی ریپل گشتاور در موتورهای سنکرون مغناطیس دائم داخلی استفاده می شود؛ اما تا به حال از این روش ها برای بهینه سازی ریپل گشتاور در موتورهای سنکرون رلوکتانسی با مغناطیس های دائم کمکی استفاده نشده است. در این پایان نامه ابـتدا به بررسی عملکرد حالت دائمی سینوسی موتورهـای سنکرون مغناطیس دائم داخلی و سنکرون رلوکتانسی با مغناطیس های دائم کمکی می پردازیم. سپس به صورت اجمالی روند طراحی اولیه ی موتور سنکرون مغناطیس دائم داخلی بیان شده و به تحلیل المان محدود یک موتور سنکرون مغناطیس دائم طراحی و ساخته شده قبلی می پردازیم. پس از آن با استفاده از روش المان محدود، یک طرح اولیه برای ابعاد موتور سنکرون رلوکتانسی با مغناطیس های دائم کمکی ارائه می شود. در قسمت بهینه سـازی، ابتدا دو روش بهینه سازی ذکر شده بر روی موتور سنـکرون مغناطیس دائم داخـلی ساخته شده- به منظور کاهش ریپل گشتاور الکترومغناطیسی تولیدی موتور- اجرا می شود و نتایج به دست آمـده از این دو روش با یکدیگر مقایسه می شوند. با مقایسه ی نتایج به دست آمده در بهینه سازی موتور سنکرون مغناطیس دائم داخلی، برای بهینه سازی ریپل گشتاور موتور سنکرون رلوکتانسی، تنها از روش ایجاد سوراخ-هایی در داخل روتور استفاده شده است، زیرا این روش بهتر از روش حفر شیارها در سطح خارجی روتور عمل می کند. واژگان کلیدی: موتور سنکرون مغناطیس دائم داخلی، موتور سنکرون رلوکتانسی با مغناطیس های دائم کمکی، المان محدود، بهینه سازی، گشتاور، شار فاصله ی هوایی، ولتاژ القایی، اندوکتانس، ضریب برجستگی.

موتورهای سنکرون مغناطیس دائم سطحی معمولاً در محدوده های قدرت پایین - برای درایوهای عملکرد بالای خاص - در نتیجه راندمان بالایشان، آسانی کنترل سرعت و موقعیت، قابلیت دینامیک گشتاور، بکار می روند. به طوری که اخیراً یک مزیت تعیین شده از این موتورها نسبت گشتاور به اینرسی بالا می باشد، این پیکربندی به دلیل محدودیتی که آهنرباها در طول عملکردهای سرعت بالا در گریز از سطح روتور دارند؛ برای کاربردهای سرعت پایین استفاده می شود. گشتاور اثر دندانه یکی از عوامل مهم برای تحقیق پیرآمون عملکرد این ماشین ها است. در این تحقیق یک موتور سنکرون مغناطیس دائم سطحی طراحی شده، و سپس گشتاور اثر دندانه با روش تحلیلی محاسبه می شود و نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از روش المان محدود مقایسه می گردد. محاسبه گشتاور اثر دندانه مبتنی بر روش انرژی مغناطیسی ذخیره شده در فاصله هوایی است. با توجه به نتایج بدست آمده؛ مشاهده می گردد که محاسبه گشتاور اثر دندانه بر اساس روش انرژی دارای شکل موج مشابه در مقایسه با روش المان محدود است و در نهایت از این روش برای طراحی پارامترها و بهینه سازی موتور سنکرون مغناطیس دائم سطحی طراحی شده استفاده شده است. برای کاهش گشتاور اثر دندانه نسبت دهانه شیار بر پهنای دندانه استاتور، طول فاصله هوایی، ضخامت آهنربا و نسبت پهنای آهنربا بر گام قطب بررسی می شوند. با در نظر گرفتن این پارامترها و روش تحلیلی، در بهینه سازی گشتاور اثر دندانه از الگوریتم pso برای بدست آوردن پارامترهای بهینه استفاده شده است. در نهایت، اثر هر یک از این پارامترها در کاهش گشتاور اثر دندانه با روش تحلیلی ارزیابی شده و نتایج با نتایج حاصل از روش المان محدود مقایسه می گردند