ساختار بهينه موتورهاي مغناطيس دايم شار محور پيشران الكتريكي زيردريايي با هدف كاهش ريپل گشتاور

Optimized Structure of Axial Flux Permanent Magnet Motors used as Submarinesʹʹ Propulsion in Order to Reduce Torque Ripple

امروزه موتورهاي مغناطيس دايم بهدليل خصوصيات بارزي از قبيل راندمان بالا، وزن كم و چگالي انرژي بالا كاربرد گسترده اي در صن ايع مختلف خصوصاً صنايع نظامي پيدا كرده اند. ريپل گشتاور يكي از خصوصيات ذاتي اين نوع موتورها بوده كه هارموني كهاي زما ني ناش ي از دراي و و هارمونيك هاي مكاني ناشي از ساختار هندسي، ازجمله دلايل ايجاد آن در اين نوع موتورها م يباشن د. ساختار هندس ي مغنا طيسها ي دايم و شيارهاي استاتور ازجمله عوامل ايجاد گشتاور دندانه اي (يكي از عوامل ايجاد ريپل گشتاور) در اين موتورها ميباشند. اين گشتاور ناخواسته س بب ايجاد نويز، لرزش و راه اندازي نامناسب مي شود. همچنين سبب ايجاد حباب در كاربري اين موتور بهعنوان پيشران زيردريايي ه ا در خط اثر آ نها ميگردد. شايان ذكر است حبابهاي خط اثر زيردريايي از عوامل شناسايي اين وسيله ميباشد. در اين مقاله سعي شده تا با ارايه رواب ط تحليل ي و راستيآزمايي به كمك شبيه سازي سهبعدي مبتني بر تحليل اجزاي محدود، گشتاور ناخواسته فوق كاهش ياب د تا گا مي مهم در تحقق اهد اف سازمان صنايع دريايي كشور برداشته شود

Today, the permanent magnet motors are widely used in various industries especially military applications due to such characteristics as high efficiency, low weight and high energy density. Torque ripple is an inherent characteristic of this type of motors. Time and space harmonics produced by the motor drive and the motor structure itself give rise to torque ripples in these motors. Geometric structure of the magnets and stator slots lead to cogging torque (one of the causes of torque ripple) in these motors. This unwanted torque component causes noise, vibration and motor starting issues. It also creates bubbles in the application of these motors as the submarinesʹ propulsion. It should be noted that bubbles could lead to submarine detection which is undesirable in military application. This paper provides analytical formulations and validation by threedimensional finite element analysis to reduce this unwanted torque. This is an important step in achieving the goals of the countryʹs marine industries organization.