Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Moallem
مهدی معلم (استاد راهنما)
 
STUDENT
Moein Farhadian
معین فرهادیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Optimal Design of Synchronous Reluctance Motor Rotor for Torque Characteristic Improvement
Rising price of rare earth permanent magnets and increased demand for electrical machines with high efficiency are two major reasons that synchronous reluctance motors have attracted increasing attention in recent years. The outstanding feature of these motors is the complex structure of the rotor which involves a lot of degree of freedom in design. However, many efforts have been made to simplify the design of these machines, but the torque ripple calculation using analytical methods for these machines remains an ongoing challenge. In this thesis, electromagnetic characteristics of the synchronous reluctance motor field are obtained using conformal mapping and magnetic equivalent circuit methods, taking into account both the stator and rotor slots. Specifying the field components, they are used to calculate the torque. The accuracy of the proposed model is examined through finite element analysis. After obtaining the right model for calculating torque, at the initial stage of design, the proposed model is used to determine the location of rotor flux barriers which play a decisive role in the performance of the synchronous reluctance motors. This task is done by using particle swarm optimization algorithms and proposed model. Then the average torque is optimized by considering the saturation effect for the motor. Finally, the optimum motor geometry with the proposed method is compared with one of the commonly used methods in the references. The results indicate further improvement in the torque characteristic using the proposed method. Keywords : Synchronous Reluctance Motor, Design Optimization, Torque Characteristic, Conformal Mapping, Magnetic Equivalent Circuit
افزایش قیمت آهنرباهای دائم با عناصر کمیاب زمینی و افزایش تقاضا برای ماشین‌های الکتریکی با بازده بالاتر دو دلیل عمده‌ای هستند که باعث افزایش توجه به موتورهای سنکرون رلوکتانسی در سال‌های اخیر شده است. ویژگی بارز این موتورها ساختار رتور پیچیده است که شامل درجه‌های آزادی زیاد در طراحی است. اگر چه تلاش‌های زیادی برای ساده کردن طراحی این موتورها صورت گرفته است؛ اما همچنان محاسبه ریپل گشتاور این موتورها با روش‌های تحلیلی یک چالش پابرجاست. در این پایان‌نامه مشخصه‌ الکترومغناطیسی میدان موتور سنکرون رلوکتانسی با استفاده از روش‌های نگاشت همدیسی و مدارمعادل مغناطیسی با در نظر گرفتن اثر شیارهای استاتور و رتور به دست می‌آید. با مشخص شدن مولفه‌های میدان از آن برای محاسبه گشتاور استفاده می‌شود. دقت روش ارائه شده به وسیله آنالیز المان محدود مورد بررسی قرار می‌گیرد. پس از به دست آمدن مدل مناسب برای محاسبه ریپل گشتاور، در مرحله اولیه طراحی از مدل به دست آمده برای تعیین محل قرار گرفتن سدکننده‌های شار رتور که نقش تعیین کننده‌ای در عملکرد موتور سنکرون رلوکتانسی دارند؛ استفاده می‌شود. این کار با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات و مدل پیشنهادی صورت می‌گیرد. سپس بهینه‌سازی متوسط گشتاور با در نظر گرفتن اثر اشباع برای موتور صورت می‌گیرد. در نهایت موتور بهینه با روش پیشنهادی با یکی از روش‌های متداول بهینه‌سازی در مراجع مورد مقایسه قرار می‌گیرد. نتایج به دست آمده حاکی از بهبود بیش‌تر مشخصه گشتاور با روش پیشنهادی است. کلمات کلیدی: 1- موتور سنکرون رلوکتانسی 2- بهینه‌سازی طراحی 3- مشخصه گشتاور 4- نگاشت همدیسی 5- مدار معادل مغناطیسی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی