در این تحقیق? ایمپلنت های بکارگرفته شده در تحقیقات قبلی? بر حسب قابلیت تولید حرارت در میدان مغناطیسی متناوب برای کاربرد حرارت درمانی تومورها مقایسه شده اند. به منظور تخریب سلول های سرطانی دمای آنها باید بالای c?5/42 باشد و مقدار افزایش دمای ایمپلنت وابسته به ضریب انتقال حرارت بافت تومور است که در بیشتر مطالعات نادیده گرفته می شود. به این ترتیب بافت زنده با استفاده از معادله bioheat مدل می شود و با معادلات الکترومغناطیسی و مدار های الکتریکی مربوطه کوپل می شود و در نتیجه مدل عددی سیستم به روش اجزاء محدود توسط نرم افزاز comsolپیاده سازی شده است.

امروزه پیچیده ترشدن شبکه های قدرت و افزایش استفاده از منابع تولید پراکنده، باعث افزایش سطح جریان اتصال کوتاه شده است. افزایش جریان اتصال کوتاه موجب بروز مشکلاتی در شبکه های قدرت میشود که میتوان به استرسهای مکانیکی و حرارتی وارد بر تجهیزات شبکه قدرت در هنگام وقوع خطا اشاره کرد. محدودکننده های جریان خطا تجهیزاتی هستند که به کمک آنها میتوان سطح جریان اتصال کوتاه را به میزان قابل توجهی کاهش داد. محدودکننده های جریان خطا به سه گروه اصلی محدودکنندههای پسیو، حالت جامد و هایبریدتقیسم می شوند. در این پایان نامه به بررسی و تحلیل عملکرد یکی از محدودکنندههای جریان خطای پسیو به نام محدودکننده جریان خطای مغناطیسی پرداخته می شود. محدودکننده جریان خطای مغناطیسی به روش اجزاء محدود و به کمک نرم افزار comsol شبیه سازی می شود.

ترانسفورماتورهای قدرت از مهمترین اجزاء سیستم قدرت به شمار می¬آیند. بنابراین مانیتورینگ و بررسی عملکرد آنها در شرایط مختلف کاری و خطاها علاوه بر اینکه در محاسبات مختلف سیستم قدرت دارای اهمیت است می¬تواند به منظور توسعه یک سیستم حفاظتی عملکرد صحیح آن را تضمین کند و مانع از خسارات جبران ناپذیر به ترانسفورماتور و شبکه متصل به آن شود. به عنوان اولین گام در توسعه روشهای تشخیص خطا و حفاظت ترانسفورماتور، این پایان¬نامه با توسعه مدل اجزاء محدود تزویج مداری گذرای زمانی و پیاده¬سازی یک مجموعه تست عملی مدلی دقیق را به منظور تحلیل عملکرد ترانسفورماتور در حالتهای مختلف کاری و خطا ارائه می¬دهد. این مدل که برگرفته از مشخصات دقیق ترانسفورماتور شامل ابعاد هسته و سیم¬پیچی¬ها و ساختار هندسی آن، همچنین مشخصات الکترومغناطیسی تمامی اجزاء تشکیل¬دهنده ترانسفورماتور بویژه مشخصه غیرخطی هسته آن و معادلات الکتریکی حاکم بر آنها است با مقایسه با نتایج بدست¬آمده از آزمایش¬های عملی مدلی دقیق از ترانسفورماتور را در کلیه حالتهای عملکردی آن ارائه می¬دهد. بدلیل اینکه مهمترین عامل در جهت نقص عملکرد ترانسفورماتور خطاهای داخلی سیم¬پیچی می-باشند مدل بدست¬آمده از ترانسفورماتور به روش اجزاء محدود علاوه بر تست عملی با یکی از مهمترین مدلهای شبیه¬سازی ترانسفورماتور در حالت خطای اتصال کوتاه داخلی سیم¬پیچی مقایسه شده است. هدف اصلی این پایان¬نامه، دستیابی به یک الگوریتم حفاظتی پیشرفته است که بتواند در سریع¬ترین زمان ممکن نقص بوجود¬آمده در ترانسفورماتور را تشخیص داده و در جهت رفع آن اقدام کند. با استناد به الگوی رفتاری ترانسفورماتور حامل خطا این پایان¬نامه یک روش جدید برای پایش بر خط ترانسفورماتورهای قدرت جهت تشخیص تمامی حالتهای کاری ترانسفورماتور شامل حالت کاری نرمال عملکرد در حضور خطاهای خارجی، عملکرد در حضورخطاهای داخلی و بارگذاریهای مختلف که یکی از موارد آن ایجاد جریان هجومی در ترانسفورماتور است را ارائه می¬دهد. پایش بر خط ضرایب موجک جریانهای ترمینالی و استخراج شناسه¬هایی از آنها که قابلیت توصیف کیفی و کمی عملکرد ترانسفورماتور را داشته باشند، اساس روش تشخیص خطای مبتنی بر پایش سیگنالهای جریانی ترانسفورماتور را تشکیل می¬دهند. مهمترین مزیت این روش، عدم تحمیل نیازمندیهای پیچیده نرم¬افزاری و سخت¬افزاری به سیستم تشخیص خطا و همچنین سرعت بسیار بالا در تشخیص¬دهی می¬باشد که بهره¬برداری آسان از آن را تضمین می¬کند. الگوریتم حفاظت تفاضلی بهینه¬ای که بر اساس ضرایب انرژی موجک پیاده¬سازی شده و با تولید شاخص¬ها یا ضرایبی که برای هر گروه از حالتهای عملکردی ترانسفورماتور تعریف شده است می¬تواند بخوبی وضعیت ترانسفورماتور را تشخیص داده و سیگنال مناسب جهت عملکرد تجهیزات حفاظتی را در صورت لزوم فراهم آورد. این الگوریتم حفاظتی با داشتن یک ساختار منطقی و تطبیقی در شرایط مختلف عملکرد صحیح سیستم حفاظت را تضمین می¬کند.به عبارتی با تعریف یک شاخص جدید الگوریتم حفاظت دیفرانسیل پیشنهادی، ساختاری تطبیقی به خود می¬گیرد و می¬توان بدون اعمال تنظیمات اضافه¬ای برای دیگر ترانسفورماتورهای مختلف با توان¬های مختلف مورد استفاده قرار گیرد. آزمایش¬های عملی مختلف در این رساله از طریق اندازه¬گیری¬ها بر روی یک ترانسفورماتور kva2، v380/v380، hz50 تک فاز صورت گرفته است.

در مدل¬سازی اجزا محدود ماشین¬های الکتریکی معمولا فرض بر یکنواختی مشخصه¬های مغناطیسی و تلفات هسته است ولی موتور الکتریکی هنگام کار، تحت تأثیر فشار مکانیکی قرار می¬گیرد. در پژوهش¬های قبلی، تلفات هسته اندازه¬گیری شده در ماشین¬های الکتریکی بالاتر از تلفات محاسبه شده است. به خوبی مشخص است که اعمال فشارهای مکانیکی باعث تغییر مشخصه¬ مغناطیسی و در نتیجه آن تغییر تلفات هیسترزیس شده است. در این پایان¬نامه تلفات هیسترزیس برای موتور سوئیچ رلوکتانس(srm) بدون در نظر گرفتن اثر فشار مکانیکی و نیز با در نظر گرفتن آن مورد بررسی واقع شده و با تحلیل گذرا روش اجزا محدود(fem) در نرم افزار محاسبه شده است. هنگامی که اثر فشار مکانیکی ناشی از گشتاور موتور لحاظ شده، منحنی هیسترزیس قسمت¬های موتور که تحت فشار مکانیکی قرار گرفته، تغییر کرده و تلفات هیسترزیس نیز افزایش یافته است. با در نظر گرفتن اثر فشار مکانیکی، تلفات هسته محاسبه شده و با مقدار تلفات هسته اندازه¬گیری شده مقایسه شده که نشان می¬دهد تلفات محاسبه شده بسیار نزدیک به تلفات اندازه¬گیری شده است.

سیستم ژنراتور پیستون آزاد با موتور احتراق درونسوز یک سیستم است که به صورت مجتمع از ژنراتور الکتریکی خطی و موتور احتراق بدون میل لنگ تشکیل شده است. با توجه به عملکرد این سیستم, مشخصات لازم برای ژنراتور الکتریکی متفاوت خواهد بود. از آنجا که ژنراتورهای الکتریکی با آهنربای دائم دارای چگالی توان زیادی نسبت به چگالی توان در ماشینهای القائی و رلوکتانسی هستند, از اینرو ژنراتور الکتریکی نوع آهنربای دائم برای این سیستم انتخاب می شود. در این پایان نامه به طراحی و بهینه سازی ساختار ژنراتور خطی آهنربا دائم استفاده شده در این سیستم پرداخته می شود. برای بهینه سازی ساختار ژنراتور، ابتدا از روش تحلیلی و بکار گیری الگوریتم بهینه سازی رقابت استعماری استفاده می شود سپس به منظور ارزش دهی به پاسخ بهینه شده از روش اجزاء محدود ساختار ژنراتور مجدد بررسی و پیاده سازی می شود. نهایتا ساختار آهنربا ذوزنقه ای برای ثانویه ژنراتور پیشنهاد شده و به کمک روش جستجو پارامتری ابعاد آهنربا ها را با هدف افزایش توان خروجی بهینه می شوند.

برای شبیه سازی و تحلیل دینامیکی یک ژنراتور القایی خودتحریک داشتن اندوکتانس های مغناطیس کنندگی و نشتی ماشین ضروری می باشد. این پایان نامه برای بدست آوردن اندوکتانس های ماشین القایی از مدل سازی ماشین با استفاده از روش المان محدود و آزمایش عملی در آزمایشگاه به صورت ترکیبی استفاده می کند.