طراحي بهينه ترانسفورماتورهاي قدرت با كمك الگوريتم ابتكاري جديد جهت كمينه كردن هزينه و نيروهاي الكترومغناطيسي وارد بر سيم‌پيچ

Optimal Design of Power Transformers with the Help of a New Innovative Algorithm to Minimize the Cost and Electromagnetic Forces Applied to the Coil

طراحي ترانسفورماتور يك مسئله تركيبي غيرخطي و پيچيده است. دقت در جواب‌هاي به‌دست‌آمده و سرعت رسيدن به جواب‌ها، دو معيار اساسي در فرآيند طراحي ترانسفورماتور مي‌باشند. روش‌هاي مختلف بهينه‌سازي كه تاكنون ارائه شده داراي مشكلاتي از قبيل ناديده گرفتن برخي از محدوديت‌هاي طراحي، رسيدن به پاسخ حداقل محلي، در نظر نگرفتن تمامي متغيرهايي كه در بهينه‌سازي دخيل هستند و يا به دليل خاصيت تصادفي بودن قادر به جستجوي تمام فضا نيستند. مطمئن‌ترين روش براي رسيدن به نقطه بهينه مطلق استفاده از الگوريتم‌هاي جستجوي تمام فضا مي‌باشد. اما لازمه روش‌هاي جستجوي تمام فضا براي رسيدن به نقطه بهينه مطلق اين است كه فضاي جستجو گسسته و محدود باشد و لذا كاربر هوشمند نياز است. از آنجايي‌كه مسئله بهينه‌سازي ترانسفورماتور قدرت داراي تعداد متغيرهاي مستقل زياد و فضاي جستجوي گسترده مي‌باشد لذا روش جستجوي تمام فضا با مشكل كمبود حافظه كامپيوتري و سرعت اجراي پايين برنامه مواجه خواهد شد. در اين مقاله براي از بين بردن اين نقطه‌ضعف و رسيدن به نقطه بهينه مطلق، با اصلاح فرآيند طراحي ترانسفورماتور قدرت و ارائه الگوريتم ابتكاري جديدي به نام الگوريتم درخت هرس شده براي حل مسئله طراحي بهينه اقتصادي ترانسفورماتورهاي قدرت و كاهش نيروهاي الكترومغناطيسي، به سمت نقطه بهينه مطلق حركت مي‌كنيم. از نرم افزارهاي JMAG-designer و ماكسول براي تحليل روش المان محدود در اين پژوهش استفاده گرديده است.

Abstract: Transformer design is an issue it is a non-linear and complex combination. Accuracy in the answers obtained and the speed of reaching the answers are the two basic criteria in the process of transformer design. The various optimization methods presented so far have had problems such as ignoring some design limitations, reaching a minimum local response, not considering all the variables involved in optimization, or being unable to search the entire space due to their random nature. The surest way to reach the absolute optimal point is to use search algorithms He is all space. But the requirement for all-space search methods to reach the absolute optimal point is that the search space is discrete and limited, and therefore a smart user is needed. Since the problem of optimizing the power transformer has a large number of independent variables and extensive search space, the full space search method will face the problem of lack of computer memory and low program execution speed. In this article, to eliminate this weakness and reach the absolute optimal point, by modifying the Power transformer design process and presenting a new innovative algorithm called pruned tree algorithm to solve the problem of optimal economic design of power transformers and reduce electromagnetic forces, to the optimal point we move absolutely. JMAG‐Designer and Ansys Maxwell software is used for the finite element analysis in this research.