توصيفگر ها :
موتورهاي سوييچ رلكتانس , موتورهاي سرعت بالا , تحليل چند فيزيكه , تحليل لرزش , تحليل حرارتي , تحليل تنش
چكيده فارسي :
با رشد ادوات الكترونيك قدرت، ساخت و استفاده از موتورهاي سوئيچ‌‌‌رلكتانس در انواع سرعت‌ها، از جمله سرعت‌هاي بالا با استقبال مواجه شده است. اين موتور داراي ساختاري ساده و محكم بوده و مغناطيس‌دائم يا هرگونه سيم‌پيچ روي روتور آن وجود ندارد؛ همچنين اين موتور از بين موتورهاي الكتريكي دوار داراي بيشترين بازه سرعت به ازاي كاركرد در توان ثابت است. قابليت اطمينان بالاي ذاتي ناشي از استقلال تحريك فازها در اين موتور از ديگر مزاياي آن به حساب مي‌آيد. همه اين مزايا استفاده از موتور سوييچرلكتانس را در سرعت‌هاي بالا توجيه‌پذير مي‌نمايد. از طرفي بدليل آنكه در سرعت‌هاي بالا ميزان نيروي گريز از مركز وارده به ورقه‌هاي روتور و تلفات هسته موتور مخصوصا تلفات جريان گردابي افزايش مي‌يابند، سطح تنش وارده به ورقه‌هاي روتور و همچنين دماي موتور بالا مي‌رود. افزايش تنش وارده به ورقه‌ها و نيز بالا رفتن دماي آن‌ها بخصوص در سرعت‌هاي بالا روي عملكرد الكترومغناطيسي و حرارتي موتور تاثير جدي مي‌گذارد. از طرفي ديگر به دليل بالا بودن ذاتي اندازه بارگذاري الكتريكي در موتور سوييچرلكتانس، ضعف در بالانس نيروهاي مغناطيسي توليد شده توسط سيم‌پيچ استاتور و ماهيت قطب برجسته آن، اندازه نيروهاي شعاعي وارد بر قطب‌هاي استاتور نسبت به ساير موتورهاي الكتريكي بالاتر است؛ اين موضوع از معايب موتور سوييچرلكتانس است كه به لرزش و نويز صوتي زياد در مقايسه با ساير موتورهاي الكتريكي دوار در آن مي‌انجامد. اين ارتعاشات مكانيكي، با افزايش فركانس و دامنه نيروهاي شعاعي در سرعت‌هاي بالا مي‌‌تواند به رزونانس مكانيكي و تقويت نويز صوتي در موتور منجر شود. با توجه به آنكه افزايش سرعت، افزايش فركانس را به همراه دارد، تحليل مباحث مكانيكي پيرامون موتور سوييچرلكتانس در سرعت بالا اهميت دوچنداني پيدا مي‌كند. بعبارتي بعد از طراحي اوليه اين موتور براي سرعت‌بالا علاوه بر تحليل الكترومغناطيسي كه در آن عمدتا مشخصه گشتاور و بازده موتور مورد بررسي قرار مي‌گيرد، لازم است تا از لحاظ مكانيكي هم تحليل‌هاي مختلفي روي آن انجام شود. در تحليل و طراحي موتورهاي الكتريكي به مجموعه تحليل‌هايي كه بيش از يك جنبه فيزيكي موتور را مورد بررسي قرار دهد، تحليل چند فيزيكه گويند. در اين پايان‌نامه پس از طراحي يك موتور سوييچرلكتانس با كاربري اسپيندل، روي آن تحليل چند فيزيكه انجام شده است. اين تحليل‌ها شامل تحليل تنش، ارتعاشات و آكوستيك و تحليل حرارتي مي‌باشند. با استفاده از اين تحليل‌ها نقاط قوت و ضعف موتور طراحي شده به لحاظ ويژگي‌هاي فوق‌الذكر مشخص و مورد تجزيه و تحليل قرار گرفتند و با استفاده از اين نتايج مي‌توان ساختار فيزيكي موتور را بهبود بخشيد.
چكيده انگليسي :
With the advancement in power electronic devices, the manufacture and use of switched reluctances Motors at a variety of speeds, including high speeds, has been welcomed .This Motor has a simple and strong structure and there is no permanent magnet or any coil on its rotor; Also, this Motor has the widest constant power-speed range among rotary electrical Motors .The inherent high reliability due to the independence of the phase excitation in this Motor is another advantage. All these advantages justify the use of switched reluctances Motors at high speeds. On the one hand, as at high speeds the amount of centrifugal force applied to the rotor laminations and the losses of the Motor core, especially eddy current losses, increase, the stress level applied to the rotor laminations as well as the Motor temperature increases. Increasing the stress on the laminated core and also rising Motor temperature, especially at high speeds, has a serious impact on the electromagnetic and thermal performance of it. On the other hand, due to the inherently high electrical loading in the switched reluctances Motors, poor balance of magnetic forces generated by the stator winding and the salient pole nature of this Motor, the magnitude of the radial forces on the stator poles is higher than other electrical Motors; This is one of the defect of switched reluctances Motors, which leads to high vibration and acoustic noise compared to other rotating electrical Motors. These mechanical vibrations, by increasing the frequency and amplitude of radial forces at high speeds, can lead to mechanical resonance and amplification of acoustic noise. Due to the fact that increasing the speed increases the frequency, the analysis of the mechanical issues surrounding the high speed switched reluctances Motors is more important. In other words, after the initial design of this Motor for high speed, in addition to electromagnetic analysis, in which mainly the torque and efficiency characteristics of the Motor are examined, it is necessary to perform various mechanical analyzes on it. In the analysis and design of electric Motors, a set of analyzes that examine more than one physical aspect of a Motor is called multiphysics analysis. In this thesis, after designing a switched reluctances Motor with spindle usage, several physics analyzes have been performed on it. These analyzes include stress, vibration, acoustic and thermal analysis. Using these analyzes, the strengths and weaknesses of the designed electrical Motor were identified and analyzed in terms of the above-mentioned physics, and using these results, the physical structure of the motor can be improved.
