عنوان

یک ساختار نوین موتور سوئیچ رلوکتانس شار محوری، با استاتور و روتور سگمنت شده و بدون معکوس شدن شار استاتور

Number

‭۱۷۴۲۷پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

یک ساختار نوین موتور سوئیچ رلوکتانس شار محوری، با استاتور و روتور سگمنت شده و بدون معکوس شدن شار استاتور

First Statement of Responsibility

/یوسف ابراهیمی

Name of Publisher, Distributor, etc.

: مهندسی برق و کامپیوتر

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۶‬

Name of Manufacturer

، افشاری

Text of Note

چاپی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

مهندسی برق گرایش قدرت) ماشین‌صهای الکتریکی و درایو(

Date of degree

‮‭۱۳۹۶/۰۴/۲۶‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

فقدان سیم‌صپیچ و آهن‌صربای دایم در ساختار روتور ماشینهای سوئیچ رلوکتانس، مشخصات برجسته‌صای به این ماشین داده است .سادگی ساختار، قیمت پایین، بازه وسیع سرعت عملکرد، قابلیت اطمینان بالا در مقابل ایرادهای احتمالی و عوامل آسیب‌رسان محیطصهای خشن، برخی از مهمترین مزایای این ماشین‌ها هستند .در این رساله، پس از مطالعه ساختارهای مختلف ماشین‌های سوئیچ رلوکتانس، یک ساختار جدید برای این نوع ماشین‌ها پیشنهاد شده است .ماشین پیشنهادی دارای شار در راستای محور، شار با مسیر کوتاه ، شار یک‌جهته در استاتور، و روتور سگمنت شده است .هرکدام از مشخصات فوق مزایایی را به ماشین سوئیچ رلوکتانس اضافه می‌کنند .این ماشین برخی از مشخصه‌صهای ماشینهای سوئیچ رلوکتانس از جمله، چگالی گشتاور به حجم و چگالی گشتاور به جرم مواد فعال را تا حد چشم‌گیری افزایش داده است .پس از طراحی تحلیلی ماشین به عنوان نقطه شروع طراحی، تاثیر مهم‌ترین متغیرهای هندسی بر روی گشتاور خروجی ماشین، توسط روش المان محدود مطالعه شده و مقادیر بهینه برای یک ماشین ‮‭۴‬ کیلووات با دور نامی ‮‭۱۳۰۰‬ دور در دقیقه انتخاب شده و مشخصات طرح نهایی ارایه شده‌اند .برای مطالعه رفتار حرارتی ماشین، یک مدل پارامتر فشرده حرارتی ارایه شده است .تلفات مس از قانون اهم و تلفات هسته از معادله اشتینمتز بهبود یافته محاسیه می‌شوند .این مدل قادر است علاوه بر دمای قسمت‌های صلب ماشین، دمای هوای داخلی ماشین را به عنوان یک پیش‌نیاز برای تحلیل حرارتی به روش المان محدود سه‌بعدی برآورد کند .نتایج حاصل از دو روش فوق، مطابقت خوبی با یکدیگر دارند .آنالیز حساسیت دمای حالت مانای مدل حرارتی به تغییر برخی ضرایب همرفت، صورت گرفته است .در ضمن نحوه توزیع شار حرارتی ناشی از منابع مختلف، تحلیل شده و مسیرهای اصلی انتقال حرارت شناسایی شده‌اند .برای تایید صحت طراحی و تحلیل‌های صورت گرفته، یک نمونه آزمایشگاهی از ماشین پیشنهادی ساخته شد .مقایسه شبیه‌سازی‌ها و اندازه‌گیری‌ها تطابق خوب نتایج حاصل از دو روش را نشان می‌دهد .نتایج حاکی از این است که ماشین پیشنهادی در مقایسه با ساختارهای پیشرفته موجود، با حفظ بازده، تا حد چشم‌گیری از چگالی گشتاور به جرم مواد فعال بالایی برخوردار است .این ماشین برای کاربردهایی‌که محدودیت‌های فضایی، هندسه ماشین را به سمت قطر زیاد و طول محوری کم سوق می‌دهند، مناسب است .به دلیل ساختار روتور بیرون، برای مثال، ماشین پیشنهادی به عنوان موتور درون چرخی در خودروهای برقی، یا به عنوان محرکه آسانسورهای بدون گیربکس می‌تواند مورد توجه قرار گیرد

Text of Note

Switched Reluctance Machines (SRMs) exhibit outstanding characteristics due to absence of windings and permanent magnets in the rotor structure. Simplicity, low cost, wide speed range, and tolerant structure against faulty conditions and harsh environments are the advantages of the SRMs. The thesis deals with the design and thermal analysis of a novel structure for SRMs. The proposed structure employs the benefits of the axial flux path, short flux path, segmental rotor, and flux reversal free stator motors all together to improve the torque density of the SRMs. Design procedure is initiated by analytical method. As the next step, contribution of each geometric parameter on the machine output torque is derived by using finite element analysis (FEA), and the optimum ones are picked for a 4 Kw and 1300rpm SRM. A thermal lumped parameter model (TLPM) is presented in order to thermal analysis of the proposed machine. In addition to temperature of solid parts, this method is able to estimate the machine inside air temperature as a prerequisite for the 3D-FEA. The model is based on purely dimensional data, material properties, and published heat-transfer characteristics. Copper and core losses are calculated based on Ohm law and modied Steinmetz equation, respectively. The parameters dependent on motor fabrication procedure were derived by stationary test, then the model calibration was performed. Calibrated model was employed to predict the steady state temperature of the motor components at the running condition. Obtained results from both 3D-FEA and TLPM methods are in good agreement. Sensitivity of the estimated steady state temperatures to the variation of some convective coefficients was performed. Heat flow distribution analysis was performed and the main path of heat flow for each thermal source was identified. In order to validate the simulation results, a prototype of the proposed machine was fabricated and was subjected to the static test employed to derive static characteristics alongside with the temperature of different parts of the machine. Experimental results verify the FEA simulation results. Achieved results reveal that, with no degradation in efficiency, the proposed machine delivers about the same torque, albeit employing considerably lower volume and active material mass. Owing to exterior rotating rotor, this structure is quite demanded for traction and propulsion applications demanding high torque density machines, like gearless elevators or in-wheel electric vehicles (EVs) in which spatial constrains lead the machine dimensions to the large diameter and short stack length

ابراهیمی، یوسف

فیضی، محمد رضا، استاد راهنما

معلم، مهدی، استاد مشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی