طراحی موتور جریان مستقیم بدون جاروبک دو فاز به روش اجزای محدود و بررسی اثر ساختار شیارهای استاتور برروی عملکرد موتور

محورهای موضوعی : طراحی و کنترل ماشین الکتریکی

مهرداد جعفربلند ¹ , عبدالامیر نکوبین ²

1 - دانشگاه صنعتی مالک اشتر
2 - عضو باشگاه پژوهشگران و نخبگان جوان، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نجف آباد

تاریخ دریافت : 1392/10/07 تاریخ پذیرش : 1393/02/07 تاریخ انتشار : 1393/03/11

کلید واژه: روش اجزای محدود, موتور بدون جاروبک, ساختار شیارها,

چکیده مقاله :

هدف این مقاله طراحی موتور جریان مستقیم بدون جاروبک مغناطیس دایم دو فاز و بررسی اثر ساختار شیارها بر روی عملکرد موتور برای تعیین بهترین ساختار می‌باشد. در ابتدا با استفاده از نرم افزار کامپیوتری RMxprt موتور جریان مستقیم بدون جاروبک با شیارهای متفاوت طراحی شده و نتایج هرکدام از طراحی‌ها در حالت بار کامل ارایه شده است، سپس برای مقایسه روش عددی و روش تحلیلی در شبیه‌سازی، موتور جریان مستقیم بدون جاروبک در شرایط متفاوت با استفاده از نرم افزار Maxwell3D طراحی و به روش اجزای محدود مورد تحلیل الکترومغناطیسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازى نشان می‌دهد که با تغییر ساختار شیارهای استاتور راندمان و عملکرد موتور تغییر قابل توجهی یافته است. بنابراین با انتخاب صحیح ساختار شیارهای استاتور می‌توان به عملکرد مطلوب موتور دست یافت.

چکیده انگلیسی:

Designing a two-phase brushless direct current motor (BLDC) and analyzing effects of stator slots structure on the motor operation are main objectives of this paper. At first BLDC motor with three different structures for stator slots is designed by using RMxprt software and efficiency of BLDC motor for different structures in full-load condition has been presented, then the BLDC motor in different conditions by using Maxwell 3D software is designed and with finite element method is analyzed electromagnetically. The results of simulations show that by varying stator slots structure efficieny and operation of motor have changed significantly therefore with correct choosing of stator slots structure intersted operation can be found.

منابع و مأخذ:

[1] R.P. Praveen, M.H. Ravichandran, V.T. Sadasivan Achari, R. Jagathy," Design and analysis of zero cogging Brushless DC motor for spacecraft applications", Electrical Engineering/Electronics Computer Conference, Vol. 21, pp. 254- 258, 21-22 May 2010.                                                                  

[2] D. Shak, N.A.A. Manap, M.S. Ahmad, M.R. Arshad, "Electrically actuated thrusters for autonomous underwater vehicle", Advanced Motion Control, 11th IEEE Int. Workshop, Vol. 32, pp. 619- 624, 21-24March2010. 

[3] J.H. Choi, J.H. Kim, D.H. Kim, "Design and parametric analysis of axial flux PM motors with minimizedcogging torque", IEEE Trans. on Mag., Vol. 45, pp. 2855 - 2858 19 May 2009.          

[4] F. Zhang, G. Liu, Y. Shen, "Characteristic study on a novel PMSM with opposite-rotation dual rotors", Proc. of Int. Con. on Elec. Mach. and Sys., Vol. 50, No. 5, pp. 920–935 8-11 Oct. 2007.

[5] G. Peng, "Research on energy conversion control for small-scaled brushless DC wind power system", IEEE Trans. Cont. Sys., Vol. 9, No. 4, pp. 629–636, July 2004.

[6] F. Zhang, N. Neuberger, E. Nolle, P. Gruenberger, F. Wang, "A new type of induction machine with inner and outer double rotors", IEEE Int. Con. on Power Elec. and Motion Control, Vol. 1, pp. 286-289, Jan. 2004.

[7] K.T. Chau, Y.B. Li, J.Z. Jiang, S.X. Niu, "Design and control of a PM brushless hybrid generator for wind power application", IEEE Trans. on Mag., Vol. 42, No. 10, pp.349−356,6-8 Sept. 2006.

[8] D. Zhang, K.T. Chau, S. Niu, J.Z. Jiang, "Design and analysis of a double-stator cup-rotor PM integrated-starter-generator", IEEE IASAnnual Meeting, pp. 20-26, Feb.2006.

[9] Y. Zhang, K.T. Chau, J.Z. Jiang, D. Zhang, "A finite element analytical method for electromagnetic field analysis of electric machines with free rotation", IEEE Trans. on Mag., Vol. 42, No. 10, pp. 303−309, Jan. 2006.