خوب اول مقدمه ایبگیم در مورد موتور موردنظر:
موتور سنکرونرلوکتانسی از ساده ترین موتورهای سنکرون است که می تواند یک جایگزین مناسب برایموتورهای القایی در صنعت – خصوصاً در کاربردهای درایو سرعت متغیر – باشد. بعلت عدموجود سیم پیچ یا قفس در روتور، در مقایسه با موتورهای القایی تلفات مسی در روتوروجود ندارد و همین امر موجب بازده بالاتر این موتورها شده و ساخت آنها را ساده ترمی کند. همچنین در مقایسه با موتورهای آهنربا دائم، بعلت حضور نداشتن آهنربا درروتور، فرآیند کنترل درایو و راه اندازی با الکترونیک قدرتی انجام می شود کهساده تر است و این موجب کاهش هزینه ساخت آنها می شود.
در کنار مزیتهایذکر شده، این موتور دارای معایبی چون ضریب توان کم و ریپل گشتاور است که اولی بانسبت برجستگی موتور (نسبت اندوکتانس مغناطیس کنندگی محور d به محور q ) رابطه مستقیم دارد و دومی که بعلت فعل و انفعال بین هارمونیکهایفضایی بارگیری الکتریکی و هندسه ناهمگون روتور ایجاد می شود، با شکل و ابعادحصارها و حمل کننده های شار در روتورارتباط تنگاتنگی دارد. در شکل زیر ساختار ربعی از یک موتور چهار حصاره که در پروژه حاضر استفاده شده، نشان دادهشده است.
هدف این پروژهشبیه سازی یک موتور 7.5 کیلووات سنکرون رلوکتانسی با ساختار حصار شار جدید در هر قطب بوده، بهصورتیکه با طراحی و شبیه سازی اولیه و سپس بهینه سازی ساختار حصارهای شار درروتور، کمترین ریپل گشتاور بدست آورده شود.
برای اینکار ماابتدا بوسیله متد برنامه نویسی در نرمافزار متلب،پارامترهای لازم برای شبیه سازی ساختار اولیه ای از موتور را بدست آوردیم . سپسبا استفاده از پارامترهای اولیه، ساختار موتور در محیط دوبعدی نرم افزار المانمحدود ماکسول طراحی وشبیه سازی شده است. جهت بهبود مشخصات موتور وکاهش ریپلگشتاور، یک فرآیند بهینه سازی سه مرحله ای مؤثر بر روی ساختار روتور و سپساستاتور موتور سنکرون رلوکتانسی انجام شده است.
فرآیند بهینه سازی موتور با استفاده از تحلیل پارامتری در محیط دوبعدی نرم افزار ماکسول انجام شده است. در ادامه شکلموجهای خروجی مربوط به این موتور در نرم افزار ماکسول نشان داده شده است.
گشتاور خروجی:
ولتاژ سیم پیچهای فاز موتور:
جریان سیم پیچی های فاز موتور:
نتایج حاصل نشان می دهد که ساختار بهینه انتخاب شده دارای ریپل گشتاور کمی است، ضمناینکه مشخصه جریان آن به حالت سینوسی نزدیک و ضریب توان خوبی دارد.
توجه می کنیم کهساختار اولیه موتور دارای توان خروجی 7.5 کیلووات بوده که بعد از بهبودسازی، میزانتوان خروجی به مقدار 8.6 کیلووات افزایشپیدا کرده است. با محاسبات انجام شده توان خروجی موتور با توجه به سرعت عملکردی1500 و متوسط گشتاور 41 نیوتنبر متر برابر با 6437 وات و بازده آن با توجه به تلفات هسته 48.3 وات و تلفات مسی595 وات برابر با 91.4 درصد می باشد. ضمن اینکه ریپل گشتاور با توجه به پیک تو پیک6.46 و متوسط 41 برابر با 15.75 درصد است. این سطح ریپل گشتاور، کمترین مقدار برای ساختار بهینه شده می باشد که بدست آمده است.
برای دریافت فایلهای شبیه سازی این موتور و گزارش کار مربوط به آن می توانید از طریق آدرس ایمیل زیر اقدام کنید:
ar.sahafi66@yahoo.com
نرم افزار ماکسول یکی از بهترین نرم افزارهای شبیه سازیمیدانهای الکترومغناطیسی است که در طراحی و آنالیز ساختارهای الکترومکانیکی دوبعدیو سه بعدی نظیر موتورهای الکتریکی، راه اندازها، ترانسفورماتورها و سایر دستگاههایالکتریکی و الکترومغناطیسی که در صنایع خودروسازی، نظامی، فضایی و سیستمهای صنعتیمشترک است، کاربرد دارد. پایه این نرم افزار مبتنی بر روش المان محدود (FEM) است. این نرم افزار به دقت قادر به حل مسائل مربوط بهحوزه استاتیک، حوزه های فرکانس و حوزه تغییرات زمان در میدانهای الکتریکی والکترومغناطیسی می باشد.
تصویری از محیط دوبعدی نرم افزار ماکسول
درباره این سایت