مدلسازی و طراحی بهینه موتور القایی تکفاز به کمک روش اجزاء محدود

موتورهای القایی تک فاز با وجود توان کم به علت وسعت کاربرد سهم عمده ای در مصرف انرژی الکتریکی دارند. این در حالی است که بازده این موتورها به طور معمول پایین است. از دهه های گذشته تاکنون تلاش های زیادی برای بهینه سازی طراحی موتورهای القایی تک فاز انجام شده است. روش هایی که تاکنون ارائه شده است نسبت به یکدیگر در انتخاب تابع هدف، انتخاب متغیرهای بهینه سازی و نوع الگوریتم بهینه ساز پیشنهاد شده، تفاوت دارند. هدف از این پایان نامه مدل سازی و بهینه سازی طراحی موتور القایی تک فاز به منظور افزایش بازده آنها می با شد. ابتدا مطا لعات لازم بر روی روش های رایج مدل سازی و طراحی موتورهای القایی تک فاز انجام گرفته و پارامترهای مهم طراحی که بر روی بازده موتور تأثیر می گذارند، شناسایی می شود. سپس با استفاده از یک روش بهینه یاب مقدار پارامترهای بهینه موتور تعیین می شود. در روش های ارائه شده قبلی، الگوریتم های جستجوی تصادفی مانند الگوریتم ژنتیک (ga) و الگوریتم های تکاملی برای حل مسئله بهینه سازی موتورهای القایی استفا ده شده است. تحقیقات اخیر برخی از مشکلات و نواقص الگوریتم های ژنتیک و الگوریتم ازدحام ذرات (pso) را نشان داده ا ست. همگر ا یی ز و درس الگوریتم ژ نتیک وکا هش قابلیت جستجو ی آن، احتما ل گیر افتا د ن در نقاط بهینه محلی را افزایش می دهد. عملکرد الگوریتم pso هم به شدت به پارامترهای آن وابسته است و ا غلب از مسئله به دام ا فتا دن در بهینه محلی رنج می برد . در این تحقیق الگوریتم بهینه ساز پیشنهاد شده، الگوریتم ازدحام ذرات اصلاح شده (mpso) می با شد. در الگوریتم mpso پیشنها دی پارامترهای الگوریتم pso مانند ضریب اینرسی ذ ره و ضرایب شتاب بر مبنا ی تابع هد ف بر و ز رسا نی می شو ند. با بر و ز ر سانی پا را مترهای pso، نه تنها از همگرایی ز و درس اجتنا ب می شو د بلکه پرا کندگی و جستجو، در فضا ی مورد نظر، به صورت موفقیت آمیز ی ا نجام می گیرد. پس از تعیین پارامترهای بهینه موتور و به دست آوردن را ندمان ماکزیمم نتایج به دست آمده با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود دو بعدی مورد بررسی قرار می گیرند. نتایج شبیه سازی انجام شده نشان می دهد که راندمان بدست آمده برای موتور با استفاده از الگوریتم پیشنهادی نسبت به طراحی معمولی موتور، طراحی به کمک الگوریتم ژنتیک و الگوریتم pso به طرز قابل توجه ای افزایش پیدا کرده ا ست، ضمن اینکه موتور طراحی شده از مشخصات عملکردی منا سب تری چون ضریب قدرت بالاتر، گشتاور راه اندازی بالاتر و ازدیاد دمای پایین تر نیز برخوردار است. همچنین تحلیل نتایج بدست آمده با استفاده از روش اجزای محدود، نتایج بهینه به دست آمده برای موتور را با دقت قا بل قبولی تایید می کند.