ساختار بهینه موتورهای مغناطیس دائم شار محور پیشران‌ الکتریکی زیر‌دریایی با هدف کاهش ریپل گشتاور

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

امروزه موتورهای مغناطیس دائم به­دلیل خصوصیات بارزی از قبیل راندمان بالا­، وزن کم و چگالی انرژی بالا کاربرد گسترده‌ای در صنایع مختلف خصوصاً صنایع نظامی پیدا کرده‌اند. ریپل گشتاور یکی از خصوصیات ذاتی این نوع موتورها بوده که هارمونیک‌های زمانی ناشی از درایو و هارمونیک‌های مکانی ناشی از ساختار هندسی، ازجمله دلایل ایجاد آن در این نوع موتورها می­باشند. ساختار هندسی مغناطیس­های دائم و شیارهای استاتور ازجمله عوامل ایجاد گشتاور دندانه‌ای (یکی از عوامل ایجاد ریپل گشتاور) در این موتورها می­باشند. این گشتاور ناخواسته سبب ایجاد نویز، لرزش و راه‌اندازی نامناسب می‌شود. همچنین سبب ایجاد حباب در کاربری این موتور به­عنوان پیشران زیر­دریایی‌ها در خط اثر آن‌ها می­گردد. شایان‌ذکر است حباب­های خط اثر زیردریایی از عوامل شناسایی این وسیله می­باشد. در این مقاله سعی شده تا با ارائه روابط تحلیلی و راستی­آزمایی به کمک شبیه‌سازی سه­بعدی مبتنی بر تحلیل اجزای محدود، گشتاور ناخواسته فوق کاهش یابد تا گامی مهم در تحقق اهداف سازمان صنایع دریایی کشور برداشته شود.

کلیدواژه‌ها


[1]  T. J. Woolmer, M. D. McCulloch, “Axial Flux Permanent
Magnet Machines: A New Topology For High Performance
Applications,” in Hybrid Vehicle Conference: IET The
Institution of Engineering and Technology, Coventry, pp.
27-42, 2006. ##
[2]  F. Sahin, “Design and development of a high-speed axial-flux permanent Machine,” in Technische Universities
Eindhoven, 2001. ##
[3]  J. F. Gieras, “Axial Flux Permanent Magnet Brushless
Machines,” in Springer Science, Kluwer Academic
Publishers, 2005. ##
[4]  J. F. Gieras and M. Wing, “Permanent Magnet Motor
Technology: Design and Applications,” Boca Raton: CRC
Press, 3rd ed, 2010. ##
[5]  M .  Gulec and M .   Aydin, “Influence of Magnet Grouping
in Reduction of Cogging Torque for A Slotted Double-Rotor
Axial-Flux PM Motor,” International Symposium on Power
Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion,
Sorrento, pp. 812-817, 2012. ##
[6]  M. Aydin, “Magnet Skew in Cogging Torque Minimization
of Axial Gap Permanent Magnet Motors,” International
Conference on Electrical Machines, Vilamoura, pp. 1-6,
2008. ##
[7]  J. H. Choi, J. H. Kim, D. H. Kim, and Y. S. Baek, “Design
and Parametric Analysis of Axial Flux PM Motors With
Minimized Cogging Torque,” IEEE Trans. vol. 45, pp. 2855
- 2858, June 2009. ##
[8]  M. Hsieh, D. G. Dorrell, Y. Yeh, and S. Ekram, “Cogging
Torque Reduction in Axial Flux Machines for Small Wind
Turbines,” 35th Annual Conference of IEEE Industrial
Electronics, pp. 4435  –  4439, 2009. ##
[9]  W.  Fei and P. C. K.  Luk, “Cogging Torque Reduction
Techniques for Axial-Flux Surface-Mounted Permanent-Magnet Segmented-Armature-Torus Machines,” IEEE
International Symposium on Industrial Electronics,
Cambridge, pp. 485-490, 2008. ##
[10]   M. Aydin, Z. Q. Zhu, T. A. Lipo, and D. Howe,
“Minimization of Cogging Torque in Axial -Flux Permanent-Magnet Machines: Design Concepts,” IEEE Transactions On
Magnetics, vol. 43, pp. 3614-3622, September 2007. ##
[11]   A. Parviainen, “Design of axial-flux  permanent-magnet     
low-speed machines and performance comparison between
radial-flux and axial- flux machines,” Phd. thesis,
Lappeenranta University of Technology, Lappeenranta,
Finland, 2005##