موتور سوئیچ رلوکتانسی (srm) یکی از اولین موتورهای ساخته شده توسط بشر می باشد که ویژگی های منحصربه فردی از قبیل سادگی ساختار و هزینه نگه داری اندک پژوهشگران را به سمت استفاده از آن سوق می دهد. بزرگترین عیب این موتور ریپل گشتاور بالای آن می باشد که تولید نویز و لرزش های شدید می نماید. از این رو در این پژوهش تلاش شده است با طراحی بهینه srm به کمک الگوریتم های هوشمند تکاملی پارامترهای طراحی به گونه ای انتخاب گردند تا در عین کاهش ریپل گشتاور، مقدار متوسط گشتاور لحظه ای نیز افزایش یابد. در این پژوهش ابتدا با استفاده از روش پیشنهادی آقای میلر یک موتور سوئیچ رلوکتانسی بر اساس خروجی دلخواه طراحی می شود سپس این موتور نمونه با استفاده از مدل تحلیلی معرفی شده توسط آقای رادون که در نرم افزار matlab پیاده سازی شده است، تحلیل و مشخصه های الکترومغناطیسی موتور پیش بینی می شود. بهینه سازی طراحی توسط الگوریتم های بهینه سازی شامل الگوریتم ژنتیک، الگوریتم تکامل تفاضلی و الگوریتم طراحی آزمایش ها انجام می شود و نتایج هریک از این روش ها به دست آمده و با هم مقایسه شده اند تا بهترین مقدار ممکن برای پارامترهای طراحی حاصل گردد.

در این پایان نامه سعی شده است اثرات انواع خطاها1-خطای سه فاز به زمین و دوفاز به زمین و راه اندازی بار ضربه برروی سیستم مورد مطالعه دیده شود. سیستم مورد مطالعه شامل یک مزرعه بادی با مجموع توان تولیدی 9 مگا وات که به یک خط انتقال با سطح ولتاژ 25 کیلوولت متصل است. تمامی خطاها در سه حالت افزایش کاهش و ثابت ماندن سرعت باد انجام می شوند بطورمثال خطای سه فاز به زمین بطور موازی با افزایش گرفتن سرعت باد انجام میشود تا شرایطی به مراتب وخیمی برای سیستم ایجاد شود . بعد از بررسی این حالات و مشاهده نتایج راه حلی که برای کاهش این اثرات در نظر گرفته شده است استفاده از ادوات fact و بویژه استفاده از statcom بوده است یکبار بصورتی که پارامترهای آن بهینه نشده است در شبکه قرار می گیرد و یکبار به صورتی که پارامترهای آن بهینه شده اند در شبکه قرار می گیرد و نهایتاً این حالات با نمودارهای مختلف آورده شده در پایان نامه با هم مقایسه می شوند

خصوصیات منحصر بفرد ژنراتور سوییچ رلوکتانس مانند بازده بالا، ساختار ساده، بازه گسترده سرعت کاری، هزینه ساخت و نگه داری پایین و قابلیت اطمینان خوب مورد توجه محققین قرار گرفته است. از آنجا که طراحی بهینه ژنراتور مستلزم آزمایش های فراوان می باشد، مدلسازی آن از اهمیت بالایی برخوردار است. مدل های تحلیلی و عددی مختلفی برای ژنراتور معرفی شده اند، اما با توجه به ساده سازی های صورت گرفته در آن ها از دقت و اعتبار کافی برخوردار نیستند. بنابراین معرفی مدلی که در آن برای تحلیل از روش اجزاء محدود استفاده شود می تواند بسیار مفید باشد. از آنجا که یک تحلیل همه جانبه مستلزم شبیه سازی در محیط های مختلف الکترومغناطیسی، نویز و حرارتی می باشد استفاده از برنامه شبیه سازی که بتواند این محیط ها را شبیه سازی کند مفید است. تحلیل گذرای دو بعدی اجزاء محدود ژنراتور سوییچ رلوکتانس با اتصال مدار الکتریکی خارجی به مدل الکترومغناطیسی معرفی شده صورت گرفته است و مشخصه های الکترومغناطیسی فاز مانند جریان، گشتاور، توان مکانیکی ورودی و شکل موج های شار در بخش های مختلف ژنراتور پیش بینی می شوند. برای اولین بار، تخمین تلفات هسته ژنراتورسوییچ رلوکتانس مد نظر قرار می گیرد و یک مدل تلفات هسته با استفاده از نرم افزار ansys برای این ژنراتور معرفی می شود. وجود پارامترهای کنترلی مختلف، تعیین شرایط بهینه ی بهره برداری از ژنراتور سوییچ رلوکتانس را مشکل می سازد. با انجام تحلیل های متعدد و ارایه نتایج شبیه سازی زیاد روی یک srg 8/6، رفتار پارامترهای کنترلی روی استانداردهای معرفی شده مورد بررسی قرار می گیرند. در پایان نامه حاضر مدل شبیه سازی الکترومغناطیسی برای ژنراتور سوییچ رلوکتانس با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود ansys معرفی شده است که قابلیت تحلیل انواع مرسوم این ژنراتور به همراه بهینه سازی پارامترهای ساختاری و کنترلی را دارد.

ویژگی های منحصر به فردی آن از قبیل ساختار ساده، بازده انرژی بالا، قیمت پایین و قابلیت کارکرد در سرعت های بالا پژوهشگران را به سمت استفاده از آن سوق می دهد. اما دلیل کمتر استفاده کردن از این موتور و عدم رقابت آن با سایر موتورها، مشکل سر وصدای زیاد این موتور می باشد. عوامل بسیار زیادی در امر سروصدای این موتور دخیل هستند که از جمله آنها میتوان به تموّج گشتاور و نویز مکانیکی اشاره نمود.

در تحقیق حاضر مدل سازی الکترومغناطیسی- حرارتی موتور سوئیچ رلوکتانس مدنظر قرار می گیرد. در مدل سازی الکترومغناطیسی، با تحلیل موتور مشخصه های دینامیکی موتور شامل شکل موج جریان فاز و شکل موج های شار در بخش های مختلف مدار مغناطیسی موتور پیش بینی می شود. با استفاده از این شکل موج های پیش بینی شده، تلفات هسته و تلفات مسی به عنوان منابع اصلی تولید حرارت در ساختار موتور، محاسبه می شوند. در بخش دوم پایان نامه، یک مدل حرارتی فشرده برای موتور سوئیچ رلوکتانس درنظر گرفته می شود و با استفاده از آن افزایش دما در نقاط مختلف موتور ناشی از تلفات هسته و تلفات مسی تعیین می شود. هر دو مدل الکترومغناطیسی و حرارتی در محیط نرم افزار matlab ایجاد می شود و بنابراین در نهایت مدل های مزبور به یکدیگر متصل می شوند و یک مدل شبیه سازی منفرد برای انجام تحلیل های الکترومغناطیسی و حرارتی موتور سوئیچ رلوکتانس معرفی می شود.