مدلسازی، الگوریتم طراحی اولیه و بهینه سازی موتور شار متقاطع مغناطیس دائم (pmtfm)

ایده ی ماشین های شار متقاطع مغناطیس دائم در سال 1986 توسط آقایانweh و may ارائه شد. این ماشین ها به عنوان ماشین هایی با چگالی توان و گشتاور بالا شهرت یافته اند. از جمله کاربردهای این نوع ماشین می توان به کاربردهای گشتاور بالا در سرعت پائین همانند ژنراتور توربین های بادی و موتور وسایل نقلیه الکتریکی اشاره کرد. چگالی توان و گشتاور بالا با تعداد قطب های زیاد و بارگذاری الکتریکی بالا بدست می آیند. جنبه نامطلوب این ماشین ها بالا بودن شار پراکندگی و پائین بودن ضریب قدرت به دلیل تعداد قطب های زیاد، است. متاسفانه مسیرهای سه بعدی خطوط شار، مسیرهای پیچیده شار نشتی و اشباع قابل توجه هسته به مشکلات طراحی این ماشین ها می افزاید. از جمله مزایایی که این ماشین را از ماشین های معمولی متمایز کرده است، می توان به مستقل بودن فازها از یکدیگر، شکل ساده سیم پیچی این ماشین ها و ... اشاره نمود. طراحی و مدل سازی این ماشین ها امری مهم به نظر می رسد. در پژوهش حاضر ابتدا در مورد اصول عملکرد و انواع ساختارهای این نوع از ماشین ها بحث می شود، سپس با انتخاب ساختار قطب چنگالی ، الگوریتم طراحی اولیه برای طراحی ارائه می گردد. بعد از مطرح کردن الگوریتم اولیه، دو نمونه از ماشین های طراحی شده در مراجع به منظور اطمینان از صحت الگوریتم، مجددا طراحی می شوند و نتایج با اطلاعات داده شده در مراجع مقایسه می گردد. بعد از این مرحله ماشین های نمونه با روش اجزا محدود شبیه سازی شده و نتایج آن با الگوریتم مقایسه می گردد. در نهایت ماشین اصلی با الگوریتم ارائه شده طراحی می شود و ابعاد و پارامترهای ماشین با روش سعی و خطا بهینه می گردد. در پایان پژوهش نیز یک نمونه کوچک از ماشین های شار متقاطع مغناطیس دائم با هسته u شکل ساخته شده در آزمایشگاه مطرح می شود.