كاهش نويز در ماشين سوئيچ رلوكتانس با تغيير ساختار هندسي ماشين به كمك روش طراحي آزمايش‌ها

Noise Reduction in Switched Reluctance Machine Using Shape Optimization and Design of Experiment Algorithm

در مقاله حاضر، روندي براي بهينه‌سازي شكل استاتور موتور سوئيچ رلوكتانس به‌منظور كاهش ارتعاش و نويز صوتي در اين موتور معرفي شده است. نيروي شعاعي اعمال‌شده بر روي قطب استاتور سبب جابه‌جايي استاتور و ارتعاش ماشين و باعث توليد نويز صوتي مي‌شود. با استفاده از نرم‌افزار المان محدود ANSYS، الگوي شبيه‌سازي براي موتور سوئيچ رلوكتانس معرفي شده است كه در آن با انجام تحليل‌هاي الكترومغناطيسي و مودال نيروي شعاعي لحظه‌اي وارد بر قطب استاتور و فركانس‌هاي طبيعي استاتور با دقت زيادي پيش‌بيني مي‌شوند. با اعمال الگوي شبيه‌سازي ايجاد‌شده به يك موتور سوئيچ رلوكتانس 6/4، نتايج شبيه‌سازي، ارائه و براي اطمينان از صحت نتايج با داده‌هاي اندازه‌گيري مقايسه شده‌اند. همچنين، براي كاهش نويز موتور مزبور سوئيچ رلوكتانس، يك ساختار متفاوت براي استاتور پيشنهاد شده است و پارامترهاي طراحي بهينه موتور به كمك الگوي شبيه‌سازي ايجاد شده و الگوريتم‌هاي مختلف مطرح در روش طراحي آزمايش‌ها تعيين شده‌اند.

In the present paper, the shape optimization is done for the switched reluctance machine to decrease the noise and vibration of this motor. The main reason for noise and vibration in the switched reluctance machine is the instantaneous radial force which is applied on the stator poles of the machine. Using the ANSYS finite element package, an electromagnetic simulation model has been developed for the switched reluctance motor by which the instantaneous radial force applied to stator poles and the natural frequencies are obtained precisely from the done electromagnetic and modal analyses. Applying the developed simulation model to a 6/4 switched reluctance motor, the simulation results are presented and they are validated using the given experimental results. To reduce the noise of the considered switched reluctance motor, a different structure is suggested for the stator and the optimal design parameters are determined using the developed simulation model and different algorithms are proposed in the design of experiment method.