مدل‌سازی و تحلیل ماشین ورنیر خطی یک‌طرفه با ساختار مغناطیس دائم سوار شده بر اولیه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه قدرت، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله، ماشین خطی ورنیر مغناطیس دائم نصب‌شده روی دندانه­های اولیه با ابعاد هندسی طراحی­شده ارائه می­شود. ساختار هندسی بهبودیافته اولیه ماشین ورنیر خطی مطالعه شده موجب مطلوب­ترشدن عملکرد آن در مقایسه با ساختار ماشین ورنیر موجود شده است. در ماشین مذکور، سیم­پیچی­های آرمیچر و عناصر مغناطیس دائم هر دو روی اولیه ماشین قرار گرفته­اند که موجب سادگی ساختار ثانویه شامل هسته­ای آهنی قطب برجسته می­شود. این ویژگی باعث مقرون به صرفه شدن ماشین در مصارف با مسافت­های طولانی ریل در عین بهبود ضریب توان و چگالی نیرو می­گردد. بعد از تشریح ساختار ماشین، اساس کار ماشین بیان شده و در ادامه مشخصه­های مغناطیسی مانند شار، ولتاژ بی­باری، نیروی محوری و اندوکتانس­های خودی و متقابل موجود بین فازهای مختلف ماشین پیشنهادی توسط تحلیل اجزای محدود تحلیل شده و همچنین با تجزیه خروجی­های مذکور مشخصه­های الکتریکی ماشین توسط سیمولینک متلب محاسبه می­گردد.

کلیدواژه‌ها


[1]            Oprea, C. A., et al. "Permanent magnet linear generator for renewable energy applications: Tubular vs. four-sided structures." Clean Electrical Power (ICCEP), 2011 International Conference on. IEEE, 2011.##
[2]            Brooking, P.R.M., Mueller, M.A.: ‘Power conditioning of the output from a linear vernier hybrid permanent magnet generator for use in direct drive wave energy converters’, IEE Proc., Gener. Transm.Distrib., 2005, 152, (5), pp. 673–681##
[3]            Fang, Zhuoya, et al. "A primary-permanent-magnet vernier linear machine with improved fault-tolerant capability." Electrical Machines and Systems (ICEMS), 2013 International Conference on. IEEE, 2013.##
[4]            Li, W., Chau, K.T., Jiang, J.Z.: ‘Application of linear magnetic gears for pseudo-direct-drive oceanic wave energy harvesting’, IEEE Trans. Magn., 2011, 47, (10),  pp. 2624–262##
[5]            EL-Refaie, A.M.: ‘Fault-tolerant permanent magnet machines: a review’, IET Electr. Power Appl., 2011, 5, (1), pp. 59–74##
[6]            Du, Yi, et al. "Comparison of linear primary permanent magnet vernier machine and linear vernier hybrid machine." IEEE Transactions on Magnetics 50.11 (2014): 1-4.##
[7]            L. Jian and K. T. Chau, IEEE Trans. Energy Convers., vol. 25, no. 2, pp. 319–328, Jun. 2010.##
[8]            Du, Yi, et al. "Linear primary permanent magnet vernier machine for wave energy conversion." IET Electric Power Applications 9.3 (2015): 203-212.##
[9]            Imada, Takayuki, and Shoji Shimomura. "Magnet arrangement of linear PM vernier machine." Electrical Machines and Systems (ICEMS), 2014 17th International Conference on. IEEE, 2014.##
[10]            Du, Yi, et al. "Design and analysis of linear stator permanent magnet vernier machines." IEEE Transactions on Magnetics 47.10 (2011): 4219-4222.##
[11]            Liu, Xinbo, et al. "A Novel Triple-Permanent-Magnet-Excited Vernier Machine with Double-Stator Structure for Low-Speed and High-Torque Applications." Energies 11.7 (2018): 1713.##
[12]            Shao, Yi, He Zhang, and Baoquan Kou. "Investigation of a novel linear permanent magnet vernier motor." Transportation Electrification Asia-Pacific (ITEC Asia-Pacific), 2017 IEEE Conference and Exp. IEEE, 2017.##
[13]            T. M. Jahns, “The expanding role of PM machines in direct-drive applications,” in proc. ICEMS'2011, Beijing, China, pp. 1-6, 2011.##
[14]            S. U. Chung, H. J. Lee, and S. M. Hwang, “A novel design of linear synchronous motor using FRM Topology,” IEEE Trans. Magn., vol. 44, no. 6, pp. 1514-1517, 2008.##
[15]            Du, Yi, et al. "A linear stator permanent magnet vernier HTS machine for wave energy conversion." IEEE Transactions on Applied Superconductivity 22.3 (2012): 5202505-5202505.##
[16]            J. Duncan, “Linear induction motor—Equivalent circuit model,” Proc. Inst. Elec. Eng., pt. B, vol. 130, no. 1, 1983.##
[17]            C. Wang and J. Shen, “A method to segregate detent force components inpermanent-magnet flux-switching linear machines,” IEEE Trans. Magn. vol. 48, no. 5,  pp. 1948–1955, May 2012.##
[18]            Almoraya, A. A., et al. "Development of a double-sided consequent pole linear Vernier hybrid permanent-magnet machine for wave energy converters." Electric Machines and Drives Conference (IEMDC), 2017 IEEE International. IEEE, 2017.##