طراحی بهینه و آنالیز یک موتور pm بدون جاروبک dc شارمحوری برای خودروی الکتریکی

ماشین های شارمحوری در مقایسه با ماشین های شار شعاعی از چگالی گشتاور بالاتری برخوردار هستند. بنابراین برای قرار گرفتن درون چرخ ماشین که فضای محدودی موجود است گزینه مناسبی می باشند. در این پایان نامه یک موتور شار محوری بدون جاروبک dc برای استفاده درایو مستقیم در یک خودروی برقی درون شهری طراحی شده است. یک مدل دینامیک ساده از خودرو برای بدست آوردن گشتاور خروجی مطلوب درنظر گرفته شده است و با توجه به فرض قرار گرفتن چهار موتور در چهار چرخ خودرو، گشتاور 25 نیوتن متر و توان 3.4 کیلووات برای هر موتور در نظر گرفته شده است. از آنجا که طراحی بهینه برای کاهش گشتاور دندانه-ای انجام شده است و ترکیب قطب و شیار و نسبت قوس قطب به گام قطب مهم ترین تاثیر را بر گشتاور دندانه ای دارند، درنتیجه بروی حالت های مختلف تعداد قطب و شیار و نوع سیم پیچی و تاثیرشان بر گشتاور دندانه ای، نیروهای نامقارن وارد شده بر روتور، گشتاور خروجی، تحمل خطا، و شکل موج نیروی ضد محرکه القایی برای عملکرد بدون جاروبک dc بحث شده است و در انتها ساختار استاتور چندتکه ای با 10 قطب 12 شیار و عرض دندانه نابرابر انتخاب گردیده است. در طراحی اولیه برای این ساختار، نسبت قوس قطب به گام قطب برابر 0.7 کمترین گشتاور دندانه ای را در پی خواهد داشت. در صورت افزایش قوس قطب به گام قطب برای داشتن نیروی ضد محرکه القایی ذوزنقه ای تر و عملکرد بدون جاروبک dc بهتر، دیده می شود که گشتاور دندانه ای تا 2.15 نیوتن متر افزایش می یابد. برای کاهش گشتاور دندانه ای می توان از اریب کردن آهنربا استفاده کرد اما دیده می شود که گشتاور خروجی از 25 نیوتن متر به 17 نیوتن متر برای کوچکترین زاویه اریب کاهش می یابد. از جایابی بهینه شیار مجازی بروی دندانه هایی که کویل بدور آنها پیچیده نشده است استفاده شده است تا گشتاور دندانه ای به مقدار 0.98 نیوتن متر کاهش یابد بدون آنکه کاهش گشتاور خروجی را در پی داشته باشد. ماشین نهایی پس از اعمال شیار مجازی بهینه دارای گشتاور خروجی با ریپل کوچک قابل-قبولی می باشد.