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

۱ چکیده

مقدمه ۳
فصل اول : روش های موجود برای کاهش گشتاور دندانه ای
۱٫۱٫ مقدمه ۶
۱٫۲٫ گشتاوردندانه ای در موتورهای مغناطیس دائم ۷
۱٫۳٫ روش های عملی برای کاهش گشتاو دندانه ای ۸
۱٫۳٫۱٫ شکل آهنربا و روش مغناطیس کردن آن ۹
۱٫۳٫۲٫ دهانه شیار ورق های استاتور ۱۱
۱٫۳٫۳٫ یکنواخت بودن ورق های استاتور ۱۲
۱٫۳٫۴٫ استفاده از آهن نرم در بدنه موتور ۱۳
۱٫۳٫۵٫ نامتقارن بودن رتور و تغییر فاصله هوایی ۱۳
۱٫۴٫ استفاده از شیارهای مصنوعی برای کاهش گشتاور دندانه ای ۱۴
۱٫۵٫ انحراف آهنرباهای رتور ۱۶
۱٫۵٫۱٫ انحراف پله ای آهنرباهای رتور ۱۸
۱٫۶٫ بررسی اثر ابعاد شیار و آهنربا بر کاهش گشتاور دندانه ای ۱۹
۱٫۶٫۱٫ اثر عرض قطب ۲۱
۱٫۶٫۲٫ تأثیر نسبت عرض دندانه به شیار ۲۲
۱٫۶٫۳٫ تأثیر جایگذاری آهنربا ۲۳
۱٫۷٫ بهینه سازی ضریب قوس قطب برای کاهش گشتاور دندانه ای ۲۴
۱٫۷٫۱٫ تعیین محدوده جواب برای ضریب قوس قطب ۲۵
۱٫۷٫۲٫ بهینه سازی ضریب قوس قطب با استفاده از الگوریتم کاهش دامنه ۲۶
۱٫۸٫ تأثیر قطعه قطعه کردن آهنربا بر گشتاور دندانه ای ۲۹
۱٫۹٫ روش دهانه شیار مورب ۳۳
۱٫۱۰٫ جمع بندی ۳۵
فصل دوم : مدل سازی ماشین مغناطیس دائم و روش های بهینه سازی گشتاور دندانه ای
۲٫۱٫ مدل سازی ماشین مغناطیس دائم(PM)در روش اجزاء محدود(FEM)ص ۳۷
۲٫۱٫۱٫ مشخصات فنی موتور ۳۷
۲٫۲٫ روش های بهینه سازی گشتاور دندانه ای و روش DOEص ۴۰
۲٫۲٫۱٫ طراحی آزمایشات ۴۱
۴۴ DOE روش .۲٫۲٫۲
۴۶ RSM روش .۲٫۲٫۳
۲٫۲٫۴٫ نرم افزارهای DOEص ۴۹

فصل سوم : دو روش جدید برای کاهش گشتاور دندانه ای
۳٫۱٫ مقدمه ۵۲
۳٫۲٫ بهینه سازی نسبت دهانه شیار به زاویه کمان قطب ۵۲
۳٫۳٫ بهینه سازی میزان جابجایی دهانه شیارها ۵۷

نتیجه گیری ۶۲

پیشنهادات ۶۳

منابع و ماخذ ۶۴

چکیده انگلیسی ۶۶

چکیده:
در موتور های جریان مستقیم بدون جاروبک گشتاور دندانه ای در اثر عکس العمل بین آهنرباهای رتـور و دندانـه های استاتور ایجاد می شود. این گشتاور در موتورهای جریان مستقیم بدون جاروبک باعـث ایجـاد نـویز و لـرزش می شود. از آنجا که در بارهای حساس به یک گشتاور صاف نیاز است، بنابراین باید این ریپـل گشـتاور را کـاهش دهیم. گشتاور دندانه ای را می توان به روش های مختلفی از جمله انحـراف دندانـه هـای اسـتاتور، قطعـه قطعـه کردن آهنربای دائم، استفاده از شیارهای مصنوعی و … کاهش داد. بعضـی از ایـن روش هـا عملـی نمـی باشـند و برخی پر هزینه هستند اما تعدادی از آنها ساده، ارزان و مؤثر می باشند.  علاوه بر ایجاد روش های جدید برای کاهش گشـتاور دندانـه ای مـی تـوان بـه منظـور کـاهش گشـتاور مـذکور پارامترهای موتور را بهینه نمود. روش های مختلفی بـرای بهینـه سـازی وجـود دارد کـه از جملـه مـی تـوان بـه الگوریتم ژنتیک ، کلونی مورچه ها ، شبکه های عصبی ، الگـوریتم کـاهش دامنـه و طراحـی آزمایشـات (DOE)  اشاره کرد. هر یک از این روش ها دارای مزایا و معایبی می باشند و در موارد خاصی کاربرد دارنـد . در ایـن پـروژه به منظور کاهش گشتاور دندانه ای از روش طراحی آزمایشات استفاده شده است. یکی از مهمتـرین مزایـای روش  طراحی آزمایشات امکان استفاده از آن در مواردی است که رابطه ریاضـی دقیقـی بـین متغییرهـا و هـدف وجـود ندارد، می باشد. انتخاب این روش برای انجام این پروژه نیـز بـه همـین دلیـل مـی باشـد.در ایـن پـروژه دو روش  کاهش گشتاور دندانه ای به وسیله روش طراحی آزمایشات بهینه سازی 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 سازی شده است. بعد از انجام بهینه سازی ها نتایج حاصله بـر روی مـدل شـبیه سازی شده یک موتور مغناطیس دائم به روش اجزاء محدود مورد آزمایش قرار داده شده اسـت تـا مشـاهده شـود که آیا نتایج شبیه سازی ، نتایج بدست آمده از بهینه سازی را تائید می کند. که بررسی نتایج بدست آمده حـاکیاز درستی بهینه سازی می باشد. می توان مشاهده کرد که هر کدام از این روش ها می توانـد گشـتاور دندانـه ای به میزان ۴۰ تا ۷۰ درصد کاهش دهند.

مقدمه:
موتورهای جریان مستقیم بدون جاروبک BLDC به علت ویژگی های ارزنده ای 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 مواردی که نیاز به ریپل گشتاور کمی دارند مانند صنایع رباتیک ، کنترل توان  الکتریکی و… مورد استفاده قرار می گیرند، کاهش گشتاوردندانه ای در این موتورها مورد توجه قرار گرفته است.  کاهش رپیل گشتاور تنها شامل کاهش گشتاور دندانه ای نمی باشند وتمامی انواع ریپل های گشتاور را شامل می  شود.این کاهش ریپل باید به گونه ای صورت گیرد که متوسط گشتاور مفید کاهش قابل توجهی پیدا نکند و  همچنین شکل موج و اندازه Back Emf نیز دچار تغییر زیادی نشود  واکنش بین دندانه های استاتور و آهنربای دائم سبب ایجاد گشتاور دندانه ای می شود. روش های متفاوتی برای  کاهش این گشتاور ارائه شده است. طراحی قوس قطب های مغناطیسی، انحراف آهنرباهای دائم رتور و یا شیار  های استاتور، انحراف پله ای آهنرباها، استفاده از شیارهای مصنوعی، جابجایی مغناطیس های دائم، استفاده از  دهانه شیار مورب و … از جمله روش های مؤثر در این زمینه می باشند.  تمامی این روش ها باعث کاهش گشتاور دندانه ای 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 تعدادی از  این روش ها باعث تأثیر معکوس برروی اندازه back Emf می شوند و مؤلفه های هارمونیکی مختلفی درآن  ایجاد می کنند.  در فصل اول این مجموعه انواع روش هایی که تا کنون برای محاسبه و کاهش گشتاور دندانه ای ارائه شـده اسـت مورد بررسی قرار گرفته و مزایا و معایب هر یک توضیح داده شده است. در انتها نیز به مقایسه و جمعبندی آنها   پرداخته شده است. در بخش اول از فصل دوم به بررسی مراحل شبیه سازی یک موتـور مغنـاطیس دائـم در نـرم افزار Maxwell پرداخته شده و نتایج حاصل از شبیه سازی برای یک موتور نمونه ارائه شده است . در ادامه ایـن فصل روش بهینه سازی ۱DOE مورد بررسی قرار گرفته است. این بخش به بررسی این روش و ارائـه مـدل هـای مختلف آن و همچنین معرفی چند نمونـه از نـرم افـزار هـای 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 ای به همراه نتایج حاصل از آنها در فصل سوم آمده است. یکی از ایـن دو روش بهینه سازی نسبت اندازه کمان قطب به اندازه دهانـه شـیارها مـی باشـد و روش دیگـر جابجـایی بهینـه دهانه شیار ها نسبت به هم برای کاهش گشتاور دندانه ای می باشد.

نتیجه گیری:
استفاده از موتورهای مغناطیس دائم در صنعت روز به روز رو به افزایش است. اما یکی از عمده ترین مشکلات این موتورها گشتاور دندانه ای آنها می باشد که استفاده از آنها را در مصارف دقیق مانند روباتیک، موشک و…. محدود می کند. تلاش های زیادی برای 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 دیگری بهینه سازی میزان جابجایی دهانه شیارها به منظور کاهش گشتاور دندانه ای می باشد. برای بهینه سازی این دو روش از DOE استفاده شده است. نتایج حاصل از این دو روش بهبود ۴۰ تا ۷۰ در صدی گشتاور دندانه ای را نشان می دهد. در این دو روش سعی شده از پیچیدگی های ساختاری که در بعضی روش های 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

آخرین مطالب

مطالب مرتبط