موتور سنکرون مغناطیس دائم داخلی به علت ویژگی های ممتازی که دارا می باشد، مورد توجه قرار گرفت. اما کنترل دقیق سرعت این موتورها به علت ماهیت غیرخطی گشتاور تولیدی، مسئله ای پیچیده می باشد. به علاوه، هنگامی که این موتور در ناحیه تضعیف شار کار می کند، ماهیت غیرخطی آن افزایش می یابد. به منظور دستیابی به مشخصه های کنترلی بهینه، هدف اصلی این پروژه طرحی کنترل کننده هوشمند جهت کنترل سرعت موتور سنکرون مغناطیس دائم داخلی در ناحیه تضعیف شار (سرعت های بالاتر از سرعت نامی) می باشد. در این پروژه، عملکرد کنترل کننده سنتی pi، کنترل کننده منطق فازی-ژنتیک و یک کنترل کننده عاطفی بر مبنای مدل محاسباتی یادگیری عواطف و احساست در مغز (belbic) مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. به علاوه، استراتژی های کنترلی نظیر ماکزیمم گشتاور نسبت به جریان، کنترل تضعیف شار و محدودیت های جریان و ولتاژ خروجی اینورتر نیز در نظر گرفته شده اند. به منظور بررسی کارایی درایو موتور سنکرون مغناطیس دائم داخلی، شبیه سازی های متعددی در شرایط کاری مختلف، توسط نرم افزار سیمولینک matlab صورت گرفته است. نتایج حاصل از شبیه سازی ها، حاکی از مشخصه های کنترلی برتر کنترل کننده belbic می باشد مانند پاسخ سریع و هموار سرعت، حداکثر جریان راه اندازی کم، عدم حساسیت نسبت به تغییرات ناگهانی گشتاور و سرعت و مقاوم بودن در برابر نویزو آفست، تغییر پارامترهای موتور و قطع ناگهانی یک فاز استاتور.

در سالیان اخیر، درایوهای ماشین سنکرون مغناطیس دائم نظر به دارا بودن راندمان و چگالی گشتاور بالا، نسبت گشتاور به اینرسی زیاد، و قابلیت اعتماد خوب به صورت روز افزونی در کاربردهای صنعتی، حمل و نقل و وسایل خانگی مورد استفاده قرار گرفته اند. از این رو، در این تحقیق به موضوع کنترل درایو این موتور پرداخته شده است. افزایش راندمان درایو های الکتریکی، به عنوان پر مصرف ترین وسایل الکتریکی، بدلیل محدود بودن منابع انرژی و همچنین مطرح شدن مسائل زیست محیطی بسیار مورد توجه واقع شده است. یکی از روش های افزایش راندمان درایوهای الکتریکی استفاده از روش های کاهش تلفات است. هدف این روش انتخاب مناسب فرمان های کنترلی توسط کنترل کننده است. در سیستم های استفاده کننده از روش کنترل برداری غیر مستقیم، این فرمان های کنترلی جریان های دو محوری در قاب مرجع روتور می باشد. در این پژوهش به منظور تعیین این دو جریان مرجع، مسئله بهینه سازی مقیدی مطرح شده است که با استفاده از روش لاگرانژ ترکیب شده با روش نیوتن حل می شود. به منظور دستیابی به کنترل میدان گرا در موتورهای سنکرون مغناطیس دائم داخلی، اطلاعات موقعیت موتور نیاز است. معمولاً، موقعیت روتور توسط حسگرهای سرعت و موقعیت سنجیده می شود که مشکلاتی را در پی دارد. از این رو، در دوره اخیر روش های بدون حسگر سرعت گوناگونی برای تخمین موقعیت و سرعت موتور ایجاد شده است. اخیراً، روش های کنترل بدون حسگر ترکیبی ارائه شده است که در آنها برای تخمین موقعیت و سرعت های پایین از روش تزریق سیگنال، و برای تخمین در سرعت های متوسط و بالا از روش های مبتنی بر مدل استفاده می شود. در این پژوهش روش تزریق سیگنال ولتاژ متناوب برای تخمین در سرعت های پایین و نزدیک صفر به همراه یک رویتگر حالت مرتبه کامل لیونبرگر تطبیقی برای تخمین در سرعت های متوسط و بالا استفاده شده است. برای ترکیب این دو روش از یک تابع وزن دهی نرم استفاده شده است، که متناسب با سرعت روتور به عبارت خطای حاصل از هر کدام از این دو روش وزنی اختصاص می دهد. استفاده از کنترل برداری و همچنین تخمین سرعت، نیازمند استفاده از پارامترهای ماشین های الکتریکی است. نادرست بودن پارامترهای استفاده شده در سیستم کنترل می تواند منجر به کاهش تولید گشتاور، عملکرد ناصحیح و حتی ناپایداری سیستم شود. از این رو، با توجه به تغییرات پارامترهای الکتریکی با شرایط محیطی، نقطه کار و گذشت زمان، تخمین دقیق این پارامترها در افزایش دقت و عملکرد درایو موتور تاثیر به سزایی دارد. روش های مبتنی بر فیلترهای تطبیقی نظیر الگوریتم حداقل مربعات بازگشتی روشی اثبات شده برای تخمین پارامترهای سیستم است که در این پژوهش برای تخمین به هنگام پارامترهای موتور به کار گرفته شده است. در انتها نیز شبیه سازی های گسترده ای برای ارزیابی سیستم درایو پیشنهاد شده، در محیط نرم افزار matlab/simulink انجام گرفته است.

در ابتدای این پژوهش به معرفی موتور سنکرون خطی مغناطیس دائم و لزوم نیاز به حرکت های خطی سریع و پر شتاب و در عین حال دقیق پرداخته می شود. پس از آشنایی با ساختمان و نحوه ی عملکرد موتور، مدل دقیق و ساده شده ی آن ارائه می گردد. در مدل دقیق موتور، نا ایده آلی ها نیز در نظر گرفته خواهند شد. نیروی دندانه ای بعنوان مهمترین عامل بوجود آورنده ریپل در شبیه سازی ها گنجانده می شود. از آنجایی که محدوده ی سرعت کاری موتور خطی مذکور در حوالی صفر بوده و احتمال توقف و تغییر جهت نیز وجود دارد؛ نمی توان از مدل اصطکاک ساده شده و خطی استفاده کرد. رفتار نیروی اصطکاک در اطراف سرعت صفر بسیار پیچیده و غیرخطی می باشد؛ از این رو با بررسی دقیق تر اصطکاک، مدل واقعی تری که نماینده ی رفتار طبیعی آن باشد، استخراج می گردد. در ادامه با طراحی کنترل کننده مد لغزشی مدل مرجع برای مدل ساده شده و خطی موتور، سرعت آن کنترل می گردد. با اعمال تغییرات ناگهانی در مشخصات سیستم، میزان مقاوم بودن کنترل کننده مورد بررسی قرار می گیرد. برای غلبه بر مشکل چترینگ از روش های متفاوتی استفاده خواهد شد. استفاده از توابع جایگزین دیگر همچون تابع اشباع، تابع سیگموید و تابع نمایی باعث کاهش و حذف چترینگ می گردد. پیچیده ترین روش، ترکیب مد لغزشی با استنتاج فازی و بهینه سازی با الگوریتم ژنتیک می باشد که در آن علیرغم حجم محاسبات، بهبود چندانی در مقایسه با روش های پیشین حاصل نگردیده است. در بخش بعد ملاحظات عملی نیز دخیل می گردند و از مدل غیرخطی موتور و اینورتر استفاده می شود. ابتدا کنترل کننده تناسبی-انتگرالی و سپس کنترل کننده مد لغزشی طراحی و پیاده سازی خواهند گردید. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که زمان استقرار و رفتار حالت گذرا در کنترل کننده مد لغزشی بسیار برتر از کنترل کننده تناسبی-انتگرالی است. علاوه بر این عملکرد کنترل کننده مد لغزشی در مواجهه با اغتشاشات شدید و ناگهانی خارجی، بسیار موفق تر است. از سوی دیگر در طراحی کنترل کننده مد لغزشی، عدم قطعیت های پارامتری نیز دخیل گردیده اند تا هرچه بیشتر به حالت واقعی نزدیک شود. در فصل آخر سرعت مرجع در محدوده ای وسیع تغییر داده شده و توانایی کنترل کننده ها در تعقیب آن بررسی و مقایسه می شود. نتایج حاکی از آن است که کنترل کننده تناسبی-انتگرالی در سرعت های بالاتر از مقدار نامی بهتر از سرعت های پایین عمل می کند. از سوی دیگر کنترل کننده ی مد لغزشی در سرعت های پایین عملکرد خوبی داشته ولی در سرعت های بالا دچار نوسان و خطای حالت مانگار می شود. در ادامه با طراحی کنترل کننده مد لغزشی تطبیقی مشکل برطرف شده و عملکرد کنترل کننده برای محدوده ی وسیعی از سرعت های مرجع تعمیم می یابد.

تولید فولاد به وسیله کوره های قوس الکتریکی در دهه های اخیر رشد مداومی داشته است به طوری که ظرفیت و قدرت کوره ها نیز دائماً بالاتر رفته است. از این رو همواره نیازی روزافزون به مدلی قابل اطمینان و دقیق از کوره احساس می شود. هدف از این تحقیق توسعه مدل مناسبی از کوره قوس الکتریکی جهت مطالعات کیفیت توان و طراحی کنترل کننده ای برای کاهش تأثیرات منفی آن می باشد. مدل سازی کوره قوس الکتریکی در دو مرحله صورت گرفته است. در مرحله اول مدل استاتیکی کوره قوس با استفاده از مطالعات قبلی صورت گرفته پیاده سازی شده است. در مرحله دوم، مدل دینامیکی کوره با استفاده از نظریه آشوب پیاده سازی شده است. در این مرحله از روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک برای بهینه ساختن پارامترهای مدل استفاده شده است. طراحی کنترل کننده کوره قوس الکتریکی ac با در نظر گرفتن تابع تبدیل ادوات مکانیکی کنترل موقعیت الکترودها انجام شده است. در این کنترل کننده با استفاده از فیدبک جریان و مقایسه آن با یک سیگنال جریان مرجع، طول قوس مناسب محاسبه شده و خروجی کنترل کننده مستقیماً به متغیر طول قوس الکتریکی در مدل ارائه شده اعمال شده است. با استفاده از این روش کنترلی، به دلیل اعمال نشدن تقریب های زیاد در مدل کوره، بهتر می توان میزان اعتبار کنترل کننده طراحی شده را برآورد نمود.

در این تحقیق با کنترل مناسب توان اکتیو تولید شده در توربین بادی، اثر نوسانات فرکانس های بالای باد بر روی شبکه قدرت کاهش می یابد. روش کنترلی استفاده شده در این تحقیق بر اساس فیلترینگ توان باد طراحی می گردد. بدین صورت که یک نسخه فیلتر شده از توان باد به عنوان توان مرجع شبکه تعریف شده و دینامیک توربین باید آن را دنبال کند. در نتیجه، پایداری توربین تحت تأثیر پارامترهای فیلتر قرار می گیرد. برای افزایش کنترل پذیری توربین روشی ارائه می گردد که علاوه بر مجزا کردن دینامیک های آهسته و سریع توربین از هم، وابستگی این دینامیک ها را نسبت به شبکه کاهش می دهد. این روش با استفاده از روش کنترل غیر خطی طراحی می گردد. تنظیم پارامترهای فیلتر طراحی شده مسئله دیگری است که باید برای بهبود عملکرد سیستم مد نظر قرار داد. هر چقدر ثابت زمانی فیلتر بیشتر باشد، توان بیشتری از باد جذب توربین شده و توان داده شده به شبکه هموارتر خواهد شد. بنابراین، باید موازنه ای بین از دست رفتن بخشی از توان باد و کاهش اثر توربین بر شبکه برقرار نمود. همچنین، یک ناحیه مجاز برای ثابت زمانی فیلتر لازم است تا تعیین گردد. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که توربین به عنوان یک فیلتر قابل تنظیم، نوسانات توان باد را جذب کرده و توان هموارتری به شبکه تحویل می دهد. علاوه بر آن، دینامیک های داخلی توربین می توانند مستقل از شبکه کنترل شوند.

با توجه به اهمیت ترانسفورماتورها در سیستمهای قدرت و لزوم وجود حفاظت مناسب در حین کار بر روی آنها، در این پایان نامه به بیان روش حفاظت از ترانسفورماتورهای قدرت با استفاده از تلفیق روش اجزاء محدود و سیستمهای هوش مصنوعی پرداخته شده است. با انتخاب یک ترانسفورماتور نمونه، ابتدا تحلیل اجزاء محدود بر روی آن صورت گرفته است و پارامترهای مغناطیسی و الکتریکی آن شبیه سازی شده است. سپس با انتخاب دو خطای فاز به زمین و فاز به فاز و اعمال آنها به ترانسفورماتور، تحلیل اجزاء محدود بر روی این خرابی ها صورت گرفته است. با استخراج جریانهای اولیه سه فاز در هر حالت به عنوان پارامترهای خروجی سیستم اجزاء محدود؛ تحلیل موجک بر روی سیگنالهای جریان انجام گرفته است تا اطلاعات دقیق ترانسفورماتورها در حوزه زمان و فرکانس با توجه به هارمونیکها و وقوع خرابی استخراج شود. چهار موجک مناسب انتخاب شده و مقدار متوسط آنها به عنوان پارامترهای ورودی به سیستم هوش مصنوعی داده شده است. سپس با انتخاب دو سیستم هوشمند شبکه عصبی پرسپترون چند لایه با یک لایه مخفی و شبکه فازی-عصبی، شبکه های هوشمند طراحی و مدل شده اند. با آموزش مناسب این دو شبکه با داده های کافی و مناسب که از ایجاد تغییرات در پارامترهای منبع ورودی ترانسفورماتور و مشخصه مغناطیسی هسته صورت گرفته است، شبکه عصبی و همین طور فازی-عصبی کامل شده اند و نهایتاً با استفاده از سیگنالهای تست مقدار خطا در هر حالت برای تشخیص وضعیت کار ترانسفورماتور به دست آمده است.

به منظور کاهش تلفات و افزایش کارایی وسایل نقلیه دریایی،امروزه استفاده از دو پروانه هم محور که در خلاف جهت یکدیگر می چرخند(crp)، به عنوان یک راهکار موثر مورد توجه قرار دارد. در حال حاضر استفاده از موتورهای الکتریکی معکوس گرد(که امکان چرخش همزمان استاتورشان نیز فراهم شده)، به جای موتورهای مکانیکی در حال افزایش است.موتورهای معکوس گرد نیز همانند موتورهای خطی به منظور حذف چرخ دنده ها و متعاقبا، افزایش راندمان و قابلیت اطمینان سیستم محرک وسایل نقلیه، طراحی می شوند. در این پایان نامه، یک موتور القایی قفس سنجابی سه فاز، 190 کیلووات، 11 کیلوولت،120 هرتز وبا اتصال ستاره، به منظور جایگزینی با یک موتور dc سری طراحی شده است. علاوه بر ساختار ساده و قابلیت اطمینان بالا، موتور القایی قفس سنجابی به دلیل نداشتن سیستم کموتاسیون و سیستم مجزای تحریک، مزیت قابل ملاحظه ای برای قرار گرفتن به جای موتور dc،به منظور تولید نیرومحرکه crp را دارد. روش کار در این پایان نامه بدین صورت است که در ابتدا برخی از پارامترها به صورت اولیه و در رنج مناسبی مقداردهی شده اند، سپس موتور توسط روابط تقریبی حاکم بر حالت دائمی طراحی شده است، پس از آن بوسیله شبیه سازی توسط نرم افزارansoft maxwell ، مقادیر دقیق پارامترها و متغیرها بدست آورده شده اند. در ادامه با استفاده از این مقادیر و تکرار عملیات گفته شده، یک طرح درست تر بدست آمده و این عملیات تا یافتن یک طرح کارآمد ادامه یافته است. در مرحله بعد، الگوریتم ژنتیک به عنوان روشی با قابلیت بهینه سازی چندمنظوره، برای یافتن طرح بهینه انتخاب شده است. قبل از شرکت هر طرح در عملیات بهینه سازی، لازم است تا یک مجموعه از ارزیابی ها و آماده سازی ها بر روی طرح مورد نظر انجام پذیرد. عملیات آماده سازی دنباله ها در این پایان نامه در چهار مرحله انجام شده و در محیط نرم افزار matlab برنامه نویسی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی طرح بهینه، نشان دهنده کاهش قابل ملاحظه ای در وزن و تلفات موتور است.

موتورهای سنکرون مغناطیس دائم داخلی یکی از انواع موتورها هستند که امروزه در صنایع مختلف نظیر لوازم خانگی، خودروهای برقی و هیبریدی، کمپرسورها و دمنده ها مورد استفاده قرار می گیرند. از مزایای این موتورها می توان به چگالی گشتاور زیاد، بازده و ضریب توان بالا، قابلیت کارکرد در رنج وسیع سرعت (از سرعت های نزدیک به صفر تا چند صد هزار دور در دقیقه) و عملکرد مطلوب در کنترل بدون سنسور اشاره نمود. عیب عمده این موتورها وجود ضربان زیاد در گشتاور الکترومغناطیسی تولیدی می باشد که بیشتر ناشی از ساختار ناهمگون روتور آن است. تا کنون روش های متنوعی جهت مرتفع نمودن این عیب صورت پذیرفته است که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. در این پایان نامه هدف این است که ضربان گشتاور در یک موتور سنکرون مغناطیس دائم داخلی طراحی و ساخته شده، با تغییر ساختار روتور، کاهش داده می شود. برای این منظور ابتدا ساختار و عملکرد موتور با استفاده از مدار معادل الکتریکی تشریح می شود؛ این گونه بررسی از آنجا اهمیت دارد که می توان نقطه ی کار موتور را با توجه به نوع کاربرد آن تعیین نمود که در چگونگی تولید گشتاور موتور اثر گذار است. تحلیل اجزای محدود جهت بررسی دقیق گشتاور و نوسانات آن بسیار ضروری به نظر می رسد، چرا که اشباع مغناطیسی و برجستگی روتور تأثیر زیادی در نوسانات گشتاور دارند و فقط روش اجزای محدود است که می تواند این موارد را با دقت بالا تحلیل کند. تحلیل هارمونیکی گشتاور و وابستگی آن به پارامترهایی نظیر زاویه ی سدکننده های شار می تواند کمک زیادی در حذف یا کاهش هارمونیک های خاصی نماید. سپس با استفاده از یک الگوی نامتقارن در ساختار روتور به نام ماچائون، جبران سازی هارمونیکی در گشتاور انجام شده و در نهایت با استفاده از یک نوع روش بهبود کیفیت (تاگوچی) تا جای ممکن ضربان گشتاور مستهلک می گردد. در مقایسه با روش های قبلی انجام شده بر روی موتور مورد نظر، روش ترکیبی مورد استفاده در این پایان نامه به کاهش بیشتری در ضربان گشتاور منجر می شود.

جعبه دنده ها کاربردهای گسترده ای به منظور انتقال گشتاور و تنظیم سرعت در صنایع مختلف دارند. با پیدایش آهن رباهای قوی مفهوم انتقال گشتاور بواسطه ی اتصال دنده ها از طریق برهم کنش میدان های مغناطیسی ایجاد شده توسط آهن ربای دائم مطرح شد. به این نوع جعبه دنده ها، جعبه دنده های مغناطیسی گفته می شود. جعبه دنده های مغناطیسی نسل اول شباهت بسیاری به جعبه دنده های مکانیکی داشتند و حاوی آهن ربای دائمی بودند که بر روی دو شفت به صورت جداگانه نصب می شدند. چگالی گشتاور انتقالی توسط این نسل از جعبه دنده ها کم بود. به دلیل چگالی گشتاور کم و بازده پایین این نوع جعبه دنده ها مورد توجه قرار نگرفتند. نسل دوم جعبه دنده های مغناطیسی جعبه دنده های هم محور بودند. در این نسل برای انتقال گشتاور، تمام آهن رباهای جعبه دنده به طور همزمان مورد استفاده قرار می گرفتند و به همین دلیل در مقایسه با جعبه دنده های مکانیکی دارای مزایای خاصی بودند. حداقل میزان نویز، حفظ و نگهداری ساده، قابلیت اطمینان بالا، حفاظت اضافه بار به صورت طبیعی و جدابودن شفت ورودی از شفت خروجی از مزایای جعبه دنده های مغناطیسی نسل دوم هستند. هدف از این پایان نامه ارائه ی مدل جدیدی از جعبه دنده های مغناطیسی با قابلیت دارابودن نسبت دور متغیر می باشد. از اینرو ابتدا به معرفی جعبه دنده های مغناطیسی و اصول بنیادی آنها پرداخته شده است. مدل پیشنهادی برای اولین بار ارائه و به روش مدار معادل مغناطیسی تحلیل و همچنین به روش اجزاء محدود در نرم افزار ansys شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از هر دو روش صحت طراحی را اثبات می نماید.

ژنراتورهای سنکرون مغناطیس دائم، نقش برجسته ای در سیستم های تولید توان از طریق توربین های بادی ایفا می کنند. به طوری که با استفاده از این ژنراتورها در توربین های محور مستقیم، امکان استخراج و تولید انرژی در رنج وسیع تری از باد فراهم شده است. اما از آن جا که در اکثر اوقات سرعت باد پایین بوده به منظور استخراج حداکثر توان ممکن از طریق انرژی باد و کم شدن دوره ی برگشت سرمایه گذاری بهتر است که توربین توانایی آن را داشته باشد که در سرعت های پایین باد نیز راه اندازی شده و توان تولید نماید. این بیانگر آن است که سرعت cut in یک توربین به طور قابل توجهی بر روی جنبه های اقتصادی سیستم تولید توان از انرژی باد اثرگذار خواهد بود. گشتاور اثر دندانه به عنوان یکی از پارامترهای ذاتی ژنراتور مغناطیس دائم، بر این سرعت اثرگذار بوده به طوری که برای هر چه اقتصادی تر شدن سیستم، سعی بر آن است که این گشتاور را تا حد ممکن برطرف شود. به این منظور در این پایان نامه ابتدا مختصری درباره ی انرژی باد و دلایل استفاده ی روزافزون از توربین های بادی در تأمین انرژی الکتریکی بیان شده است. انواع مختلف توربین ها معرفی و ویژگی های هر کدام مورد بررسی قرارگرفته و روابط حاکم بر آن ها نیز بیان شده است. با ارزیابی و مقایسه ی توربین های رایج، یک توربین 20 کیلووات انتخاب و با کوپل آن به صورت محور مستقیم، پارامترهای لازم جهت طراحی ژنراتور استخراج شده است. پس از آن در فصل دوم انواع ماشین های مغناطیس دائم معرفی و به بررسی ساختار، مزایا و معایب آن ها پرداخته و به این نتیجه رسیده شد که نوع مغناطیس دائم سطحی روتور خارجی بیش ترین سازگاری به منظور استفاده در توربین های عمودی محور مستقیم را داراست. در فصل سوم با تحلیل ویژگی های طراحی ماشین های مغناطیس دائم، محدودیت ها و عوامل موثر در انتخاب پارامترهایی از قبیل نوع و تعداد لایه ی سیم بندی و تعداد قطب و شیار به تفصیل بیان شده است. با استفاده از یک روش تحلیلی، مبتنی بر تئوری ماشین های الکتریکی و با بهره-گیری از مدارهای معادل مغناطیسی و الکتریکی 4 ژنراتور با تعداد قطب متفاوت طراحی و پارامترهای آن استخراج شده است؛ در نهایت در فصل چهارم ابتدا به معرفی ساختار و ویژگی های روش المان محدود پرداخته شده و مختصری از توانایی این روش در حل بردار پتانسیل مغناطیسی در یک مساله ی مگنتو استاتیک دوبعدی عنوان شده است. پس از آن عملکرد ژنراتورهای طراحی شده توسط نرم افزار ansoft maxwell از جنبه های متفاوت مورد ارزیابی قرار گرفته است و ژنراتور با عملکرد مناسب تر انتخاب شده؛ و با بهره گیری از تحلیل اجزای محدود توزیع شار در حالت بی باری و بار کامل مقایسه شده است. در انتها اثر پارامترهای طراحی از قبیل پهنای مغناطیس دائم و بازشدگی شیار بر روی گشتاور اثر دندانه، ریپل گشتاور و گشتاور متوسط بررسی شده و یک روش کارامد به منظور تخمین پهنای مغناطیس دائم و بازشدگی شیار مناسب به منظور بهینه سازی گشتاور اثر دندانه در ماشین های pm شیار کسری با سیم بندی متمرکز نیز ارائه شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی، کارآمدی و صحت روش پیشنهادی را بیان می کند. با بررسی تغییرات پارامترهای اثرگذار بر روی گشتاور اثر دندانه، یک طراحی بهینه از ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم با حداقل گشتاور اثر دندانه حاصل شده است.

بحران تأمین انرژی و نیز آلودگی زیست محیطی ناشی از سوخت های فسیلی، بسیاری از کشورها را به استفاده موثر از انرژی باد برای تولید الکتریسیته سوق داده است. بدین منظور در این پایان نامه ابتدا توربین های بادی موجود، از لحاظ نوع کارایی، ساختار و نحوه اتصال آن ها به ژنراتور معرفی و مزایا و معایب هر کدام بیان شده است. با ارزیابی های صورت گرفته، یک توربین بادی محور افقی 2050 کیلووات محور مستقیم به یک ژنراتور مغناطیس دائم کوپل شده و بر اساس منحنی های ?-c_p و گشتاور-سرعت به دست آمده از توربین، یک نقطه کار بهینه برای طراحی ژنراتور استخراج شده است. با بهره گیری از پارامتر های اولیه حاصل از اتصال مستقیم توربین به ژنراتور، با استفاده از روش تحلیلی مبتنی بر نظریه ماشین های الکتریکی یک ژنراتور سنکرون مغناطیس دائم سطحی با توان نامی 2000 کیلووات طراحی و پارامترهای الکتریکی و مغناطیسی آن محاسبه شده است. از آنجا که در ژنراتورهای مغناطیس-دائم محور مستقیم با قابلیت استفاده در توربین های بادی ضربان گشتاور از اهمیت بسزایی برخوردار می-باشد، در این پایان نامه سعی شده است که گشتاور اثر دندانه، توسط یک روش تحلیلی با در نظر گرفتن انحنای شیارها و آهنرباها محاسبه شود. نتایج به دست آمده از روش های تحلیلی و المان محدود با یکدیگر مقایسه شده است. بر مبنای این روش، حساسیت گشتاور اثر دندانه نسبت به پارامترهای موثر نشان داده شده است. در نهایت با در نظر گرفتن اثر تغییرات پارامترهای مورد نظر، یک طراحی بهینه حاصل شده است.

امروزه مساله کیفیت توان نقش مهمی را در سیستم قدرت ایفا می کند. یکی از مشکلات کیفیت توان که اخیراً به آن توجه شده است، مواجهه با میان هارمونیک ها می باشد. متأسفانه میان هارمونیک ها اثرات مضری بر تجهیزات الکتریکی و مصرف کننده ها دارند. میان هارمونیک ها نوسانات ولتاژ و یا تغییراتی را در پوش ولتاژ تغذیه باعث می شوند. نمونه ای از اثرات نوسانات ولتاژ، فلیکر لامپ می باشد. هنگامی که نوسانات ولتاژ منجر به ایجاد چشمک زدن نور لامپ می شود، به این نوسانات، فلیکر ولتاژ گویند. چشمک زدن نور لامپ، به عنوان اثر نوسان روشنایی یا رنگ شناخته می شود و هنگامی به وجود می آید که فرکانس مشاهده آن در محدوده فرکانس پایین تا فرکانس ترکیب تصاویر تغییر کند. چشمک زدن نور لامپ، یک مشکل ادراکی است اما این مساله از نوسانات ولتاژ در سیگنالی که برای روشن کردن لامپ استفاده می شود، ناشی می شود. قسمتی از این پایان نامه، عملکرد یک لامپ رشته ای و سیگنال فراهم شده برای آن را ارائه می دهد. روش های اندازه گیری شدت فلیکر تخمین اثرات فلیکر بر روی مصرف کننده ها و سیستم قدرت را تسهیل خواهد کرد، همچنین اطلاعاتی را در مورد انتخاب یک تکنیک مناسب جهت کاهش فلیکر در اختیار قرار خواهد داد. در این پایان نامه، به ارزیابی روش های متداول و غیر متداول در اندازه گیری میان هارمونیک ها و فلیکر ولتاژ پرداخته شده و سپس دو روش متداول اندازه گیری فلیکر یعنی ?v10 و فلیکرمتر iec61000-4-15 به طور مفصل مورد بحث قرار گرفته و مشکلات و کمبود های این دو روش متداول بررسی شده است. در پیاده سازی روش ?v10 معمولا از تبدیل fft استفاده می شود که به خاطر خطای نشتی فرکانسی این تبدیل، نتایج حاصل از این روش مشکوک به نظر می رسد. فلیکرمتر iec دارای سه ضعف است: عدم توانایی اندازه گیری اثر فلیکر ناشی از میان هارمونیک های فرکانس بالا، عدم توانایی اندازه گیری اثر فلیکر در انواع دیگر لامپ و عدم توانایی تعیین جهت فلیکر انتشار یافته در نقطه اندازه گیری. برای هر کدام از روشهای ذکر شده، اصلاحاتی پیشنهاد شده و عملکرد آنها در یک سیستم شبیه سازی، مورد ارزیابی قرار گرفته است. در پایان، نمونه عملی هر کدام از این روش های پیشنهاد شده، پیاده سازی شده و عملکرد آنها در عمل مورد ارزیابی قرار گرفته است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.