طراحی، مدلسازی و بهینه سازی موتور سنکرون خطی آهنربای دائم
چکیده
مدلسازی توزیع چگالی شار در فاصله هوایی ناشی از آهنرباهای دائم؛ به منظور تحلیل و طراحی موتورهای سنکرون خطی آهنربای دائم امری ضروری است، زیرا نیرو و نوسانات ناشی از آن همچنین طراحی بهینه این موتورها، وابسته به دقت بالا در مدلسازی توزیع چگالی شار در فاصله هوایی می باشد. در این پایان نامه، ابتدا توزیع چگالی شار در فاصله هوایی با استفاده از حل تحلیلی معادلات ماکسول بدست می آید. روش تحلیلی مبتنی بر معادلات ماکسول به سبب دقت بالا و ارائه روابط بسته برای پارامترهای مختلف موتور، مناسب برای فرآیند طراحی و بهینه سازی می باشد. سپس به منظور در نظر گرفتن تاثیر شیارها در مدلسازی و بالا بردن دقت مدل پیشنهادی از تابع پرمیانس نسبی استفاده می شود و نتایج با نتایج حاصل از روش اجزاء محدود مقایسه می گردد. از آنجایی که روش تحلیلی حل معادلات ماکسول قادر به در نظر گرفتن طبیعت غیر خطی مواد مغناطیسی و در نتیجه بروز اشباع در یوغ و دندانه های موتور نیست، از روش مدار معادل غیر خطی مغناطیسی بهبود یافته نیز برای تحلیل عملکرد موتور استفاده شده و چگالی شار در نواحی مختلف موتور محاسبه شده و با نتایج بدست آمده با روش اجزاء محدود مقایسه می گردد. مدل دقیق پیشنهادی مبتنی بر معادلات ماکسول که صحت آن با روش اجزاء محدود تایید شده است در طراحی یک موتور سنکرون خطی آهنربای دائم بکار گرفته می شود. طراحی بهینه یک موتور سنکرون خطی آهنربای دائم با انتخاب تعدادی از ابعاد موتور شامل ارتفاع آهنربا، طول فاصله هوایی، ارتفاع دندانه، عرض دندانه، ارتفاع یوغ اولیه و ارتفاع یوغ ثانویه به عنوان متغیرهای بهینه سازی، با استفاده از الگوریتم ژنتیک، به منظور دستیابی به بازده بالا انجام می گیرد.