طراحی بهینه موتور جریان مستقیم بدون جاروبک به منظور کاهش گشتاور دندانه ای – برق

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی برق
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:108
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

طراحی بهینه موتور جریان مستقیم بدون جاروبک به منظور کاهش گشتاور دندانه ای – برق

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب

1 چکیده

مقدمه 3
فصل اول : روش هاي موجود براي کاهش گشتاور دندانه اي
1.1. مقدمه 6
1.2. گشتاوردندانه اي در موتورهاي مغناطیس دائم 7
1.3. روش هاي عملی براي کاهش گشتاو دندانه اي 8
1.3.1. شکل آهنربا و روش مغناطیس کردن آن 9
1.3.2. دهانه شیار ورق هاي استاتور 11
1.3.3. یکنواخت بودن ورق هاي استاتور 12
1.3.4. استفاده از آهن نرم در بدنه موتور 13
1.3.5. نامتقارن بودن رتور و تغییر فاصله هوایی 13
1.4. استفاده از شیارهاي مصنوعی براي کاهش گشتاور دندانه اي 14
1.5. انحراف آهنرباهاي رتور 16
1.5.1. انحراف پله اي آهنرباهاي رتور 18
1.6. بررسی اثر ابعاد شیار و آهنربا بر کاهش گشتاور دندانه اي 19
1.6.1. اثر عرض قطب 21
1.6.2. تأثیر نسبت عرض دندانه به شیار 22
1.6.3. تأثیر جایگذاري آهنربا 23
1.7. بهینه سازي ضریب قوس قطب براي کاهش گشتاور دندانه اي 24
1.7.1. تعیین محدوده جواب براي ضریب قوس قطب 25
1.7.2. بهینه سازي ضریب قوس قطب با استفاده از الگوریتم کاهش دامنه 26
1.8. تأثیر قطعه قطعه کردن آهنربا بر گشتاور دندانه اي 29
1.9. روش دهانه شیار مورب 33
1.10. جمع بندي 35
فصل دوم : مدل سازي ماشین مغناطیس دائم و روش هاي بهینه سازي گشتاور دندانه اي
2.1. مدل سازي ماشین مغناطیس دائم(PM)در روش اجزاء محدود(FEM)ص 37
2.1.1. مشخصات فنی موتور 37
2.2. روش هاي بهینه سازي گشتاور دندانه اي و روش DOEص 40
2.2.1. طراحی آزمایشات 41
44 DOE روش .2.2.2
46 RSM روش .2.2.3
2.2.4. نرم افزارهاي DOEص 49

فصل سوم : دو روش جدید براي کاهش گشتاور دندانه اي
3.1. مقدمه 52
3.2. بهینه سازي نسبت دهانه شیار به زاویه کمان قطب 52
3.3. بهینه سازي میزان جابجایی دهانه شیارها 57

نتیجه گیري 62

پیشنهادات 63

منابع و ماخذ 64

چکیده انگلیسی 66

چکیده:
در موتور هاي جریان مستقیم بدون جاروبک گشتاور دندانه اي در اثر عکس العمل بین آهنرباهاي رتـور و دندانـه هاي استاتور ایجاد می شود. این گشتاور در موتورهاي جریان مستقیم بدون جاروبک باعـث ایجـاد نـویز و لـرزش می شود. از آنجا که در بارهاي حساس به یک گشتاور صاف نیاز است، بنابراین باید این ریپـل گشـتاور را کـاهش دهیم. گشتاور دندانه اي را می توان به روش هاي مختلفی از جمله انحـراف دندانـه هـاي اسـتاتور، قطعـه قطعـه کردن آهنرباي دائم، استفاده از شیارهاي مصنوعی و … کاهش داد. بعضـی از ایـن روش هـا عملـی نمـی باشـند و برخی پر هزینه هستند اما تعدادي از آنها ساده، ارزان و مؤثر می باشند.  علاوه بر ایجاد روش هاي جدید براي کاهش گشـتاور دندانـه اي مـی تـوان بـه منظـور کـاهش گشـتاور مـذکور پارامترهاي موتور را بهینه نمود. روش هاي مختلفی بـراي بهینـه سـازي وجـود دارد کـه از جملـه مـی تـوان بـه الگوریتم ژنتیک ، کلونی مورچه ها ، شبکه هاي عصبی ، الگـوریتم کـاهش دامنـه و طراحـی آزمایشـات (DOE)  اشاره کرد. هر یک از این روش ها داراي مزایا و معایبی می باشند و در موارد خاصی کاربرد دارنـد . در ایـن پـروژه به منظور کاهش گشتاور دندانه اي از روش طراحی آزمایشات استفاده شده است. یکی از مهمتـرین مزایـاي روش  طراحی آزمایشات امکان استفاده از آن در مواردي است که رابطه ریاضـی دقیقـی بـین متغییرهـا و هـدف وجـود ندارد، می باشد. انتخاب این روش براي انجام این پروژه نیـز بـه همـین دلیـل مـی باشـد.در ایـن پـروژه دو روش  کاهش گشتاور دندانه اي به وسیله روش طراحی آزمایشات بهینه سازي شده اند. در روش اول اندازه زاویه کمـان قطب و اندازه دهانه شیارها به صورت همزمان بهینه شده انـد و در روش دوم میـزان جابجـایی دهانـه شـیارها در روش جابجایی دهانه شیار، بهینه سازي شده است. بعد از انجام بهینه سازي ها نتایج حاصله بـر روي مـدل شـبیه سازي شده یک موتور مغناطیس دائم به روش اجزاء محدود مورد آزمایش قرار داده شده اسـت تـا مشـاهده شـود که آیا نتایج شبیه سازي ، نتایج بدست آمده از بهینه سازي را تائید می کند. که بررسی نتایج بدست آمده حـاکیاز درستی بهینه سازي می باشد. می توان مشاهده کرد که هر کدام از این روش ها می توانـد گشـتاور دندانـه اي به میزان 40 تا 70 درصد کاهش دهند.

مقدمه:
موتورهاي جریان مستقیم بدون جاروبک BLDC به علت ویژگی هاي ارزنده اي که دارند، از جمله چگالی  گشتاور بالا، میزان صدا کم و … به صورت گسترده در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند. از آنجا که این  موتورها به صورت گسترده در مواردي که نیاز به ریپل گشتاور کمی دارند مانند صنایع رباتیک ، کنترل توان  الکتریکی و… مورد استفاده قرار می گیرند، کاهش گشتاوردندانه اي در این موتورها مورد توجه قرار گرفته است.  کاهش رپیل گشتاور تنها شامل کاهش گشتاور دندانه اي نمی باشند وتمامی انواع ریپل هاي گشتاور را شامل می  شود.این کاهش ریپل باید به گونه اي صورت گیرد که متوسط گشتاور مفید کاهش قابل توجهی پیدا نکند و  همچنین شکل موج و اندازه Back Emf نیز دچار تغییر زیادي نشود  واکنش بین دندانه هاي استاتور و آهنرباي دائم سبب ایجاد گشتاور دندانه اي می شود. روش هاي متفاوتی براي  کاهش این گشتاور ارائه شده است. طراحی قوس قطب هاي مغناطیسی، انحراف آهنرباهاي دائم رتور و یا شیار  هاي استاتور، انحراف پله اي آهنرباها، استفاده از شیارهاي مصنوعی، جابجایی مغناطیس هاي دائم، استفاده از  دهانه شیار مورب و … از جمله روش هاي مؤثر در این زمینه می باشند.  تمامی این روش ها باعث کاهش گشتاور دندانه اي می شوند اما بعضی از این روش ها گشتاور اصلی را نیز  کاهش می دهندو برخی باعث پیچیده شدن ساختار مغناطیسی استاتور و رتور می شود . همچنین تعدادي از  این روش ها باعث تأثیر معکوس برروي اندازه back Emf می شوند و مؤلفه هاي هارمونیکی مختلفی درآن  ایجاد می کنند.  در فصل اول این مجموعه انواع روش هایی که تا کنون براي محاسبه و کاهش گشتاور دندانه اي ارائه شـده اسـت مورد بررسی قرار گرفته و مزایا و معایب هر یک توضیح داده شده است. در انتها نیز به مقایسه و جمعبندي آنها   پرداخته شده است. در بخش اول از فصل دوم به بررسی مراحل شبیه سازي یک موتـور مغنـاطیس دائـم در نـرم افزار Maxwell پرداخته شده و نتایج حاصل از شبیه سازي براي یک موتور نمونه ارائه شده است . در ادامه ایـن فصل روش بهینه سازي 1DOE مورد بررسی قرار گرفته است. این بخش به بررسی این روش و ارائـه مـدل هـاي مختلف آن و همچنین معرفی چند نمونـه از نـرم افـزار هـاي ارائـه دهنـده ایـن روش اختصـاص دارد .نـرم افـزارMiniTab که در انجام این پروژه از آن بهره گرفته شده است در این قسـمت بـه صـورت مختصـر بررسـی مـی شود. دو روش جدید کاهش گشتاور دندانه اي به همراه نتایج حاصل از آنها در فصل سوم آمده است. یکی از ایـن دو روش بهینه سازي نسبت اندازه کمان قطب به اندازه دهانـه شـیارها مـی باشـد و روش دیگـر جابجـایی بهینـه دهانه شیار ها نسبت به هم براي کاهش گشتاور دندانه اي می باشد.

نتیجه گیري:
استفاده از موتورهاي مغناطیس دائم در صنعت روز به روز رو به افزایش است. اما یکی از عمده ترین مشکلات این موتورها گشتاور دندانه اي آنها می باشد که استفاده از آنها را در مصارف دقیق مانند روباتیک، موشک و…. محدود می کند. تلاش هاي زیادي براي کاهش این گشتاور صورت گرفته است. در این پروژه سعی شده است که به دو روش این گشتاور کاهش داده شود. یکی از این روش ها بهینه کردن همزمان اندازه دهانه شیار و زاویه  کمان قطب و دیگري بهینه سازي میزان جابجایی دهانه شیارها به منظور کاهش گشتاور دندانه اي می باشد. براي بهینه سازي این دو روش از DOE استفاده شده است. نتایج حاصل از این دو روش بهبود 40 تا 70 در صدي گشتاور دندانه اي را نشان می دهد. در این دو روش سعی شده از پیچیدگی هاي ساختاري که در بعضی روش هاي قبلی موجود بود اجتناب شود تا بتوان از این دو طرح در تولید انبوه نیز استفاده کرد.

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت