‌طراحی بهینه یک موتور سنکرون مغناطیس دائم پنج فاز جهت کاربرد در سامانه های دریایی با استفاده از الگوریتم زنبور

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

چکیده

با توجه به مزایای زیاد موتورهای چند فاز نسبت به موتورهای سه فاز از قبیل: کاهش جریان هر فاز استاتور بدون نیاز به کاهش ولتاژ، کاهش هارمونیک جریان لینک DC و همچنین افزایش قابلیت اطمینان آن، استفاده از این موتورها در سامانه ­هایی از قبیل سامانه­ هایی رانش دریایی، خودروهای الکتریکی، سامانه­ های فضایی و ... رو به افزایش می­باشد. این مقاله به تحلیل و طراحی بهینه موتور سنکرون مغناطیس دائم پنج فاز جهت کاربرد در زیر دریایی می­پردازد. برای این منظور، موتور مزبور توسط الگوریتم بهینه ­سازی زنبور بهینه می­­گردد تا کمترین حجم و وزن و همچنین بهترین مشخصات عملکردی را داشته باشد. سپس توسط نرم­ افزار Ansoft Maxwell که بر مبنای تحلیل اجزای محدود می­باشد، موتور مزبور مجدداً طراحی، شبیه ­سازی کامپیوتری و اعتبارسنجی می­گردد، به صورتی که اطلاعات لازم در مورد کمیت و مشخصات عملکردی موتور را ارائه می­دهد. با انجام بهینه ­سازی در مقایسه با موتور طراحی ­شده به روش معمولی، تلفات کل بیش از 3 درصد کاهش و گشتاور بیش از 13 درصد افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Optimum Design of a Five-Phase Permanent Magnet Synchronous Motor for Naval Applications using Bees Algorithm *

چکیده [English]

Multi-phase  motors  are  increasingly  used  in  electrical  systems  due  to  their  benefits  such  as  decreased  current
without  decreasing  voltage,  decrease  of  DC  link  current  and  improved  reliability.  Major  applications  of  such
motors are naval systems, electric vehicles, spacecrafts and etc. besides, permanent magnet motors has gained
researchers’ attention due to their simple design, high efficiency and power density, low volume and weight and
minimum  loss  and  noise.However,  electrical  motors  companies  are  under  pressure  and  they  have  to  present
devices with minimum financial charges. The first and the most important aspect in electrical machines design is
to decrease the volume and weight and consequently improve their power density and efficiency. In other word,
improvement is done by optimizing machines’ dimensions.This thesis presents design optimization of five-phase
permanent magnet synchronous motors to use in underwater vehicles. For this purpose, motor is optimized using
optimization  Bees  algorithm  (BA)  to  have  less  volume  and  weight  and  best  operational  characteristics.  Then,
motor is simulated using Ansoft Maxwell which is based on finite element analysis. This software gives required
information about performance of the motor. Finite element analysis is an accurate and valid method which is
used extensively in analyzing such problems. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Permanent magnet synchronous motor
  • five-phase
  • motor design
  • Bees algorithm

مراجع

[1]      Permanent Magnet Linear Synchronous Motor With Low Cogging Force, IEEE  Transactions on Magnetics, Vol. 48, NO. 2, February 2012.##
[2]      K. C. Kim, J. Lee, H. J. Kim, D. H. Koo, Multiobjective Optimal Design for Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IEEE  Transactions on Magnetics, Vol. 45, NO. 3, March 2009.##
[3]      S. Sadeghi, L. Parsa, Multiobjective Design Optimization of Five-Phase Halbach Array Permanent-Magnet Machine, IEEE  Transactions on Magnetics, Vol. 47, NO. 6, June 2011.##
[4]      Y. Fujishima, S. Wakao, M. Kondo, N. Terauchi, An Optimal Design of Interior Permanent Magnet Synchronous Motor for the Next Generation Commuter Train, IEEE Transactions on Applied Superconductivity, Vol. 14, NO. 2, June 2004.##
[5]      D. Y. Lee, C. G. Jung, K. J. Yoon, G. T. Kim, A Study on the Efficiency Optimum Design of a Permanent Magnet Type Linear Synchronous Motor, IEEE  Transactions on Magnetics, Vol. 41, NO. 5, May 2005.##
[6]      A. Kioumarsi, M. Moallem, B. Fahimi, Mitigation of Torque Ripple in Interior Permanent Magnet Motors by Optimal Shape Design, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 42, NO. 11, November 2006.##
[7]      C. Candela, M. Morin, F. Blazquez, C. A. Platero, Optimal Design of a Salient Poles Permanent Magnet Synchronous Motor Using Geometric Programming and Finite Element Method, Proceedings of the 2008 International Conference on Electrical Machines.##
[8]      D. H. Cho, H. K. Jung, D. S. Sim, Multiobjective Optimal Design of Interior Permanent Magnet Synchronous Motors Considering Improved Core Loss Formula, IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 14, No. 4, December 1999.##
[9]      Y. Li, J. Zou, Y. Lu, Optimum Design of Magnet Shape in Permanent-Magnet Synchronous Motors, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 39, NO. 6, November 2003.##
[10]   A. Rahideh, T. Korakianitis, P. Ruiz, T. Keeble, M.T. Rothman , Optimal brushless DC motor design using genetic algorithms, Journal of Magnetism and Magnetic Materials  322 (2010) 3680–3687.##
[11]   M. Markovic, P. Ragot, Y. Perriard, Design optimization of a BLDC motor: a comparative analysis, in: Proceedings of the IEEE International Electric Machines and Drives Conference, Turkey, 2007, pp. 1520-1523.##
[12]   S. Vivier, F. Gillon, P. Brochet, Optimization techniques derived from experimental design method and their application to the design of a brushless direct current motor, IEEE Transactions on Magnetics 37 (5) (2001) 3622–3626.##
[13]   P.R. Upadhyay, K.R. Rajagopal, Genetic algorithm based design optimization of a permanent magnet brushless DC motor, Journal of Applied Physics 97 (10) (2005) Article No. Q516.##
[14]   N. Bianchi, S. Bolognani, Brushless DC motor design: an optimisation procedure based on genetic algorithms, in: Proceedings of the International Conference on Electrical Machines and Drives, UK, 1997, pp. 16-20.##
[15]   Z. Ren, X. Fang, S. Wang, J. Qiu, J. G. Zhu, Y. Guo, Design Optimization of an Interior-type Permanent Magnet BLDC Motor using PSO and Improved MEC, Proceeding of International Conference on Electrical Machines and Systems 2007, Oct. 8~11, Seoul, Korea.##
Reza Ilka, S.Asghar Gholamian, sepide valiollahi,  Optimal design of brushless permanent magnet motor using Bees##

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 25 آبان 1395
  • تاریخ بازنگری: 15 اسفند 1397
  • تاریخ پذیرش: 28 شهریور 1397
  • تاریخ انتشار: 01 خرداد 1394

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار