چکیده:
موتورهای سنکرون مغناطیس دائم با آهنربای دائم داخلی در مقایسه با موتورهایی دارای آهنربای دائم خارجی به دلیل گشتاور رلوکتانسی حاصل از برجستگی قطب جمع شونده با گشتاور الکترومغناطیسی مورد توجه محققان واقع شدند. زیرا راندمان بالاتر، استفاده از حجم کمتر آهنربای دائم و استحکام مکانیکی بهتر داشتند. طراحی بهینه مستلزم انجام حلقه تکرار طراحی – تحلیل – اصلاح – طراحی می باشد. طراحی توسط روابط پایه انجام می گیرد. اصلاح توسط الگوریتم بهینه سازی صورت می پذیرد. تحلیل هم در حالت ماندگار و هم دینامیکی با استفاده از روش های حل دقیق عددی (مانند روش اجزای محدود) بسیار زمانبر می باشد. روش تقریبی مدار معادل مغناطیسی در عین سرعت بالا در مقایسه با روش های تحلیل دقیق عددی تقریب خوبی از جواب ها ارائه می دهند. لذا برای کاهش زمان اجرای حلقه طراحی بهینه، تحلیل در حالت ماندگار با استفاده از این روش انجام می شود. اصولاً در طراحی بهینه ماشین می توان کلیه پارامترها را به عنوان متغیرهای طراحی فرض کرد و محدوده تغییرات آنها را براساس روابط پایه و تجربه طراح تعیین نمود. بدین ترتیب یک فضای جستجوی چند بعدی به وجود خواهد آمد که بعد آن تعداد پارامترهای طراحی می باشد. بدیهیست که جستجو در چنین فضای چند بعدی وسیعی بسیار زمانگیر خواهد بود. زیرا بسیاری از نقاط این فضا قیود طراحی مانند گشتاور معین در سرعت معین را برآورده نمی کند. لذا زمان زیادی صرف تحلیل نقاطی از فضا می شود که خواست های اولیه طراحی را برآورده نمی کنند. لذا مناسب است قبل از تحلیل طرح ها قابلیت ارضای قیدها توسط بلوکی که به حلقه طراحی بهینه اضافه می شود بررسی گردد. این بلوک الگوریتم سنتز نام دارد که با کاهش دسته ای از پارامترهای طراحی (متغیرهای وابسته) با انجام حلقه های داخلی قیود را ارضا می کند. لذا بعد فضای جستجو کاهش یافته و سرعت حلقه طراحی بهینه نیز افزایش می یابد. به دلیل استاتور کاملا مشابه موتور القایی سه فاز، قید خاص مد نظر، ارائه گشتاور معین در سرعت معین در بازه ای از سرعت (چند نقطه کار) می باشد که با شبیه سازی ابتدا تأثیر پارامترهای موتور بر آن بررسی می شود. آنگاه با در نظر گرفتن تمامی قیود، الگوریتم سنتز مناسب ارائه می گردد. با استفاده از پارامترهای متغیر باقیمانده طراحی (متغیرهای مستقل) روش بهینه سازی جستجوی تابو با استفاده از حافظه از بررسی طرح های تکراری اجتناب می کند و سرعت بهینه سازی را می افزاید و با استفاده از تکنیک های شدت بخشی و تغییر مسیر به ترتیب به جواب بهینه نزدیک شده و از جواب بهینه محلی رهایی می یابد. لذا حلقه طراحی بهینه به صورت طراحی – ارضای قیود توسط الگوریتم سنتز با کمک متغیرهای وابسته – تحلیل توسط روش مدار معادل مغناطیسی – اصلاح متغیرهای مستقل برای بهینه سازی میانگین راندمان یک بازه گشتاور سرعت توسط روش جستجوی تابو – طراحی، تعیین و اجرا می شود.
فرمت PDF
تعداد صفحات 133
