توصيفگر ها :
موتور سنكرون رلوكتانسي , موتور سنكرون رلوكتانسي تقويت شده با آهنرباي دائم , موتور سنكرون رلوكتانسي خود راه انداز , موتور سينكرل , سد كننده هاي شار , موتور سنكرون رلوكتانسي خود راه انداز تقويت شده با آهنرباي دائم , پل هاي شعاعي و مماسي
چكيده فارسي :
امروزه به دليل مشكلات مرتبط با تامين انرژي پاك و آلودگي‌هاي زيست محيطي ناشي از مصرف سوخت‌هاي فسيلي، جامعه جهاني اهميت بيشتري نسبت به حوزه مصرف انرژي قائل شده است. از اين رو موتورهاي الكتريكي كه مصرف عمده‌ي انرژي الكتريكي را بر عهده دارند، از اهميت بيشتري در اين زمينه برخوردار شده‌اند. در اين ميان موتور سنكرون رلوكتانسي به دلايل ساختار ساده و مستحكم، بازده بالاتر ناشي از حذف تلفات قفس سنجابي و پيشرفت سيستم درايو، جايگزين مناسبي براي موتور القايي در كاربردهاي سرعت متغيير شده است. همچنين موتورهاي سنكرون رلوكتانسي خود راه‌انداز، به دليل كاركرد در سرعت سنكرون كه منجر به كاهش قابل توجه‌ي تلفات قفس سنجابي مي‌شود، رقيب مناسبي براي موتورهاي القايي در كاربردهاي سرعت ثابت مانند پمپ و فن مي‌باشد. يكي از مشكلات عمده موتورهاي سنكرون رلوكتانسي، بالا بودن ريپل گشتاور مي‌باشد. پيدا كردن حالت بهينه‌اي كه موتور كمترين ريپل گشتاور و در عين حال بيشترين متوسط گشتاور ممكن را داشته باشد، از چالش‌هاي اصلي طراحي آن است. همچنين در طراحي موتور سينكرل خود راه‌انداز، چالش اصلي برقراري يك مصالحه بين حالت گذرا و دائمي موتور به علت وجود قفس سنجابي مي‌باشد.
در اين پايان‌نامه، روش‌هاي مختلف طراحي بهينه موتور سنكرون رلوكتانسي به منظور كاهش گشتاور ضرباني، بررسي شده است. در اين بين با توجه به اينكه بخش عمده‌ي گشتاور ضرباني ناشي از ريپل گشتاور مي‌باشد، به وسيلهي تركيب روش آناليز المان محدود و الگوريتم بهينه‌سازي ژنتيك سعي شده است كه طرح روتور بهينه‌اي با بيشترين متوسط گشتاور و در عين حال كمترين ريپل گشتاور ممكن، حاصل شود. به منظور دستيابي به اين اهداف، در ابتدا يك موتور سنكرون رلوكتانسي طراحي شده و به وسيلهي الگوريتم ژنتيك، بهينه‌سازي شده است؛ همچنين آناليزهاي لازم به منظور صحت‌سنجي عملكرد موتور بر روي آن صورت گرفته است. سپس به منظور بهبود بيشتر مشخصات خروجي اين موتور، با اضاقه نمودن مقداري آهنرباي دائم فريتي، موتور سنكرون رلوكتانسي تقويت شده با آهنرباي دائم طراحي و بهينه‌سازي شده است. همچنين در اين موتور نيز آناليزهاي لازم جهت صحت‌سنجي عملكرد موتور صورت گرفته است. در بخش دوم اين پايان‌نامه، يك موتور سنكرون رلوكتانسي خود راه‌انداز، طراحي و به وسيلهي الگوريتم ژنتيك، بهينه‌سازي شده است. همچنين در اين موتور نيز آناليزهاي لازم جهت صحت‌سنجي عملكرد مناسب موتور صورت گرفته است. سپس به منظور كاهش ريپل گشتاور موتور، توزيع سيم‌پيچ در شيارهاي استاتور تغيير داده شده است. در پايان براي بهبود مشخصه‌هاي خروجي موتور، مقداري اندك آهنرباي دائم فريتي به تركيب روتور اضافه شده است. در اين موتور نيز آناليزهاي لازم جهت صحت‌سنجي عملكرد موتور صورت گرفته است.
چكيده انگليسي :
Nowadays, due to the problems related to the supply of clean energy and environmental pollution caused by the consumption of fossil fuels, the field of energy conservation has gained more attention. Therefore, electric motors, which are responsible for the significant consumption of electrical energy, have become more important in this field. In the mean time, synchronous reluctance motor is a suitable alternative for induction motor in variable speed applications due to their robust structure, higher efficiency due to elimination of squirrel cage losses, and the advancement of drive systems. Also, in design of Line-Start synchronous reluctance motors are suitable competitors for induction motors in constant-speed applications such as pumps and fans due to their operation at synchronous speed, which leads to a significant reduction in squirrel cage losses. One of the major problems of synchronous reluctance motors is high torque ripple. Finding the optimal, design which the motor has lowest torque ripple and the higher average torque at the same time is one of the main challenges for SynRM. Also, the Line-Start synchronous reluctance motor, the main challenge is to establish a compromise between the transient and steady state of the motor due to existence of the squirrel cage.
In this thesis, different methods of optimal design of synchronous reluctance motors have been
investigated to reduce pulsating torque. In the meantime, considering that the main part of the pulsating
torque is caused by the torque ripple, combining the finite element analysis method and the Genetic Algorithm, the aim is to find an optimal rotor design with the highest average torque and the lowest possible torque ripple at the same time. To achieve these goals, at first, a synchronous reluctance motor was designed and optimized by a Genetic Algorithm; Also, necessary analysis have been applied to verify the performance of the designed motor. Then, to further improve the output characteristics of this motor, some ferrite permanent magnet is added in rotor. The permanent magnet-assisted synchronous reluctance motor has been designed and optimized; Also, in this motor, the necessary analysis have been done to verify the performance of the motor. In the second part of this thesis, a Line-Start synchronous reluctance motor has been designed and optimized by a Genetic Algorithm. Also, for this motor, the necessary analysis have been done to verify the performance of the motor. Then, to reduce the motor torque ripple, the winding distribution on stator has been changed. Finally, to further improve the output characteristics of the motor, a small amount of ferrite permanent magnet is added to the rotor structure. Finally, the necessary analysis have been done to verify the performance of this motor too.
