طراحی بهینه و ساخت یک موتور سنکرون مغناطیس دائم پنج فاز جهت کاربرد در سامانه های دریایی

موتورهای الکتریکی جزو قدیمی ترین و اساسی ترین تجهیزات صنعت برق می باشند. در طی حضور این تجهیزات از سپیده دم پیدایش صنعت تاریخ ساز برق تا به امروز تحولات و دگرگونی های متعددی واقع شده است. در تمام این سالیان مسیر این تحولات در جهت بهبود شرایط عملکردی و همچنین کاهش قیمت ساخت جریان داشته است، هرچند سرعت بهبود این تغییر و تحولات تابع شرایط زمانی و اقتصادی جوامع ملل مختلف دنیا بوده است تا اینکه در سالیان اخیر با توجه به هزینه های بالای تولید انرژی در جهان، صرفه جویی و نیز کاهش تلفات تجهیزات به منظور افزایش بازده، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. لذا، گرایش به سمت خرید موتورهایی با اتلاف کمتر پیدا شده است. با توجه به مزایای مختلف موتورهای چند فاز نسبت به موتورهای معمول سه فاز از قبیل: کاهش جریان هر فاز استاتور بدون نیاز به کاهش ولتاژ، کاهش هارمونیک جریان لینک dc و همچنین افزایش قابلیت اطمینان آن، استفاده از این موتورها در سیستم-هایی از قبیل سیستم های رانش دریایی، خودروهای الکتریکی، سامانه های فضایی و ... رو به افزایش می باشد. علاوه بر آن موتورهای مغناطیس دائم به جهت سادگی طراحی، بازده و چگالی توان بالا، حجم و وزن کمتر، تلفات و نویز حداقل توجه محققان و صنعتگران را به سمت خود جلب نموده اند. به خاطر مزایای بارز این گونه موتورها، استفاده از آنها در کاربرد های فوق الذکر رو به گسترش است. از طرفی تولید کنندگان موتورهای الکتریکی به لحاظ اقتصادی تحت فشار بوده و باید طرح هایی ارائه دهند که کمترین بار اقتصادی را بر آنها تحمیل کند. اولین و مهم ترین جنبه در طراحی ماشین های الکتریکی کاهش حجم و وزن و متعاقباً افزایش چگالی توان و بازدهی این تجهیزات می باشد. به عبارتی با بهینه کردن ابعاد ماشین، نسبت به افزایش بهره وری اقدام می شود. این پایان نامه به تحلیل و طراحی بهینه موتور سنکرون مغناطیس دائم پنج فاز جهت کاربرد در زیر دریایی می پردازد. برای این منظور، موتور مزبور توسط الگوریتم بهینه سازی زنبور بهینه می گردد تا کمترین حجم و وزن و همچنین بهترین مشخصات عملکردی را داشته باشد. سپس توسط نرم افزار ansoft maxwellکه بر مبنای تحلیل اجزای محدود می باشد، موتور مزبور طراحی و شبیه سازی کامپیوتری می گردد، به صورتی که هر گونه اطلاعات لازم در مورد کمیات و مشخصات عملکردی موتور را در اختیار می گذارد. این روش که سابقه چند ده ساله در علوم مهندسی دارد، بسیار دقیق و کارآمد است و در این چند ساله استفاده از آن رشد چشمگیری داشته است که این خود کارایی آن را اثبات می کند. در نهایت با تطبیق و تحلیل اطلاعات به دست آمده از الگوریتم بهینه سازی و تحلیل اجزای محدود، نسبت به ساخت یک نمونه آزمایشگاهی از موتور سنکرون مغناطیس دائم پنج فاز اقدام می گردد.