تحلیل خطای ناهم محوری در ماشین های شارمحوری آهنربای دائم
چکیده
اولین موتورهایی که به دست بشر ساخته شدند موتورهای شار محوری بوده اند که به دلیل مشکلاتی که در ساخت آن ها وجود داشت ماشین های شارشعاعی به زودی جایگزین آن ها شدند. آنچه امروزه سبب مورد توجه قرار گرفتن دوباره این ماشین ها شده ویژگی های خاص آن ها از قبیل چگالی گشتاور و توان بالا، بازده بالا و شکل فیزیکی مناسب است که آن ها را برای کاربردهای مختلفی مثل ژنراتورهای پرسرعت و کم سرعت، نیروگاه های بادی، موتورهای مینیاتوری و .... مناسب می سازد. در میان ماشین های شار محوری، نوع مغناطیس دائم آن ها به دلیل ساختار بدون جاروبک و هم چنین حذف سیم پیچ تحریک از اهمیت بسزایی برخوردار است. خطاهای مکانیکی که حدود 60% خطاهای ماشین های الکتریکی را تشکیل می دهند سبب ایجاد لرزش و سروصدا در موتور، خرابی بلبرینگ ها و در نتیجه کاهش طول عمر ماشین می شوند. در این میان ناهم محوری که حدود 80% خطاهای مکانیکی ماشین ناشی از آن می باشد از اهمیت ویژه ای برای بررسی و مطالعه برخوردار است. این خطا در همه ابعاد آن و برای انواع مختلف ماشین های شارشعاعی مورد بررسی قرارگرفته است ولی در زمینه ماشین های شار محوری اطلاعات چندانی در این زمینه وجود ندارد. از آن جا که در ماشین های شارمحوری نسبت d/l زیاد می باشد کوچکترین انحرافی در محور دوران رتور سبب بروز درصد بزرگی از ناهم محوری در این ماشین ها می شود. ناهم محوری مشخصه های خروجی ماشین از جمله چگالی شار و ولتاژ القایی را تحت تأثیر قرار داده وسبب به وجود آمدن نیروها وگشتاورهای نامطلوب در ماشین می شود. از این رو بررسی خطای ناهم-محوری در این ماشین ها اهمیت ویژه ای پیدا می کند. در این پروژه نوع خاصی از این ماشین ها که یک ساختار مغناطیس دائم دو استاتوره-یک رتوره می باشد برای بررسی خطای ناهم محوری انتخاب شده است و با توجه به دقت روش اجزاء محدود برای حل معادلات الکترومغناطیسی و نیز سه بعدی بودن ماشین های شار محوری از روش اجزاء محدود سه بعدی برای تحلیل ماشین مورد مطالعه استفاده شده است.