بررسی تأثیر تغییر شکل مغناطیس‌های دائم بر گشتاور دندانه و نیروی محرکه القایی یک ژنراتور مغناطیس دائم شارمحوری به کمک روش المان محدود

گشتاور دندانه ماشین‌های مغناطیس دائم شارمحور (AFPM) در حالت عادی و در مقایسه با ماشین‌های شار شعاعی بالا است. چگالی توان، گشتاور دندانه، مشخصه‌های گشتاور سرعت و بازده ازجمله پارامترهایی هستند که در طراحی ژنراتورها حائز اهمیت هستند. در این مقاله آثار تغییر و انحراف شکل مغناطیس‌های دائم روتور بر عملکرد ژنراتور مطالعه شده است. شکل بهینه آهنرباهای روتور به‌منظور کاهش گشتاور دندانه و به دست آوردن توزیع چگالی شار و درنتیجه EMF القایی تقریباً سینوسی به دست آمده است. به همین منظور با شبیه‌سازی المان محدود یک ژنراتور شارمحور مغناطیس دائم 9 فاز با ساختار تک استاتور-تک‌روتور، آثار تغییر و انحراف شکل مغناطیس‌های روتور بر عملکرد ماشین مورد تحلیل و بررسی قرارگرفته است. برای تحلیل ژنراتور طراحی‌شده از روش المان محدود و از نرم‌افزار Flux11.2 استفاده‌شده است. نتایج مشخصه‌های خروجی ژنراتور شارمحور در شرایط بی‌باری و بار کامل مورد بررسی و تأثیر اعمال روش‌های اصلاح روتور و تغییر شکل مغناطیس‌های دائم بر عملکرد ماشین مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که با تغییر و انحراف بهینه شکل مغناطیس‌های روتور، می‌توان به یک شکل موج تقریباً سینوسی برای نیروی محرکه القایی رسید. همچنین با کاهش گشتاور دندانه از میزان ریپل توان خروجی کاسته شده و شکل موج جریان بهبود می‌یابد.