طراحی و شبیه سازی ماشین الکتریکی آهنربای دائم دوتحریکه با هدف کاهش نوسان های گشتاور

استفاده از آهنربای دائم در ساختار ماشین های الکتریکی علاوه بر ساده تر شدن طراحی و ساخت، با کاهش تلفات منجر به افزایش بازدهی می شود. با این وجود استفاده از آهنرباهای دائم بدون اشکال نبوده و مسائل جانبی خود را به همراه خواهد آورد. نوسان گشتاور بالا که به طور عمده ناشی از حضور آهنربای دائم در ساختار ماشین است، از جمله معایب کاربرد آهنربای دائم می باشد. این گشتاور نوسانی اضافی که در اغلب مقالات و مراجع با نام گشتاور دندانه ای شناخته میشود، ناشی از برهم کنش بین دندانه ها و آهنرباها بوده و به صورت نوسانی با فرکانس بالا خود را نشان میدهد. به منظور کاهش گشتاور دندانه ای در موتورهای الکتریکی روشهای گوناگونی ارائه شده است؛ مورب سازی شیارهای استاتور و یا آهنرباها، استفاده از کمان قطب مناسب، به کارگیری شیارهای اضافی در ساختار دندانه ها و کنترل تغذیه تنها نمونه هایی از انواع روش هاست که در سالیان اخیر معرفی شده اند. در تمامی این روشها کاهش حداکثری نوسان گشتاور به عنوان هدف اصلی مدنظر قرار داشته، با این حال اجرای هریک از این روشها مشکلاتی را نیز به همراه خواهد داشت. در این پایان نامه روشی جدید برای کاهش گشتاور دندانه ای معرفی میگردد. این روش بر مبنای استفاده از نوسانهای حاصل از یک سیم پیچی کمکی است که به ساختار موتور سنکرون آهنربای دائم طراحیشده، اضافه می شود. سیم پیچی کمکی یادشده، به صورت تکفاز بوده و تغذیه ی آن به نحوی انتخاب می گردد که بتواند گشتاور دندانه ای موتور را تا حد امکان از نظر دامنه کاهش دهد. ابتدا موتور سنکرون آهنربای دائم با استفاده از روش های تحلیلی، طراحی میگردد. سپس با استفاده از نرم افزار اجزای محدود maxwell شبیه سازی شده و پس از آن با استفاده از روش مدار معادل مغناطیسی مدلسازی میگردد. در فصل چهارم، روش معرفی شده در این پایان نامه که همان استفاده از سیم پیچی کمکی است، معرفی شده و این سیم پیچی به هر دو مدل اجزای محدود و مدار معادل مغناطیسی اضافه شده و اثر آن بررسی میگردد. محاسبات نشان می دهد که با استفاده از این سیم پیچی، گشتاور نوسانی در حدود 60 درصد نسبت به حالت اولیه (موتور بدون تحریک اضافی) کاهش می یابد. در عین حال نتایج اجزای محدود و روش مدار معادل مغناطیسی نیز با یکدیگر مطابقت خوبی دارند.