Skip to main content
SUPERVISOR
مهدی معلم (استاد مشاور) احمد سوهان کا راصفهانی (استاد مشاور) سیدمرتضی سقائیان نژاداصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Jamalifard
علی جمالی فرد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Calculation of Iron Loss and Thermal Analysis of Switched Reluctance Motor
ecause of non-sinusoidal and non-linear operation of switched reluctance motor accurate calculation of iron loss in this motor is not an easy task. Calculation of iron loss with the aid of fully dynamic simulation is very time-consuming. Therefore, in the process of design this procedure is not be well used. Topic of calculation of losses in an electric motor is closely related to its thermal analysis. Thus, for a more accurate design electromagnetic-thermal interaction should be examined. The thermal conductivity of the various parts of an electric motor is non-isotropic. Therefore, due to presence of non-isotropic materials, for a more accurate thermal analysis of an electric motor it is necessary to be done three-dimensional simulations. In this thesis, calculation of iron loss and thermal analysis of switched reluctance motor has been studied using finite element method. For this purpose, during this thesis three finite element solver were developed (in MATLAB). The first solver is related to solving two dimensional non-linear magneto-static equation. Second solver is for solving two dimensional steady state heat transfer equation. Third solver is for solving three dimensional non-isotropic steady state heat transfer equation. Each of these solvers can be easily coupled to each other and the information can be exchange between them. To verify the validity of obtained results corresponding electromagnetic and thermal simulations were performed in Maxwell and Ansys. The results of these simulations are presented and compared with the results obtained from the developed programs. In this thesis an algorithm for the calculation of iron losses in switched reluctance motor is provided that only uses static simulations. So, total simulation time is low and this method can be well used in the design. Also, based on this algorithm an adaptive method for the calculation of iron losses is presented. In this thesis, coupled electromagnetic-thermal analysis of switched reluctance motor has been studied and an automatic program for it was written. In this program electromagnetic-thermal simulations are done sequentiallyuntil solutions converge. Also, three-dimensional thermal analysis of switched reluctance motor has been studied and the results were compared with two-dimensional simulations. Keywords: 1- Switched Reluctance Motor , 2- Iron Loss , 3- Thermal Analysis, 4- Finite Element Method, 5- Coupled Electromagnetic-Thermal Analysis.
به دلیل عملکرد غیر سینوسی و غیر خطی موتور سوئیچ رلکتانس، محاسبه دقیق تلفات آهنی در این موتور کار دشواری است. محاسبه تلفات آهن به کمک شبیه سازی‌های زمانی بسیار وقت‌~گیر است. بنابراین در فرآیند طراحی از این رویه به خوبی نمی‌توان بهره برد. مبحث محاسبه تلفات در یک موتور الکتریکی ارتباط نزدیکی با تحلیل حرارتی آن دارد. بنابراین برای یک طراحی دقیق‌تر باید برهمکنش الکترومغناطیسی-حرارتی مورد بررسی قرار گیرد. رسانندگی حرارتی قسمت‌های مختلف یک موتور الکتریکی در جهت‌های مختلف متفاوت است. بنابراین با توجه به ناهمسانگرد بودن رسانندگی حرارتی، برای تحلیل حرارتی دقیق‌تر یک موتور الکتریکی لازم است که شبیه سازی‌های سه بعدی نیز صورت گیرد. در این پایان نامه چگونگی محاسبه تلفات آهن و تحلیل حرارتی موتور سوئیچ رلکتانس به کمک روش المان محدود مورد بررسی قرار گرفته شده‌ است. بدین منظور سه هسته حل‌کننده المان محدود در طول این پایان نامه توسعه داده شد(در متلب). هسته حل‌کننده اول مربوط به حل معادله مگنتواستاتیک دوبعدی به صورت غیر خطی است. هسته حل‌کننده دوم مربوط به حل معادله انتقال حرارت هدایتی دو بعدی است. هسته حل‌کننده سوم مربوط به حل معادله انتقال حرارت هدایتی سه بعدی به صورت ناهمسانگرد است. هر کدام از این هسته‌ها را می‌توان به راحتی به هسته دیگر کوپل کرده و اطلاعات را بین آنها تبادل کرد. برای اطمینان از صحت جواب های بدست آمده شبیه سازی‌های الکترومغناطیسی و حرارتی متناظری در نرم افزارهای ماکسول و انسیس صورت گرفت. نتایج حاصل از این شبیه سازی‌ها نیز آورده شده و با نتایج حاصل از برنامه های نوشته شده مقایسه شده‌اند. در این پایان نامه برای محاسبه تلفات آهن در موتور سوئیچ رلکتانس یک الگوریتم ارائه شده‌است که تنها از شبیه سازی‌های استاتیکی استفاده می‌کند. بنابراین زمان شبیه سازی کم بوده و به خوبی می‌توان در امر طراحی از آن استفاده کرد. همچنین بر مبنای این الگوریتم یک روش تطبیقی برای محاسبه تلفات آهن نیز ارائه شد. در این پایان نامه تحلیل کوپله الکترومغناطیسی-حرارتی موتور سوئیچ رلکتانس مورد بررسی قرار گرفته و یک برنامه اتوماتیک برای آن نوشته شد. در این برنامه شبیه سازی‌های الکترومغناطیسی-حرارتی به صورت متوالی صورت می‌گیرد تا همگرایی حاصل شود. همچنین شبیه سازی حرارتی موتور سوئیچ رلکتانس به صورت سه بعدی مورد بررسی قرار گرفته و نتایج با شبیه سازی‌های دو بعدی مقایسه شده است. کلید واژه ها: -?موتور سوئیچ رلکتانس، -?تلفات آهن، -?تحلیل حرارتی، -?روش المان محدود، -?تحلیل کوپله الکترومغناطیسی-حرارتی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی