محاسبه چگالي شار مغناطيسي بي باري در ماشين شارمحور آهن رباي دايم با استفاده از روش تحليلي شبه سه بعدي

Computation of the No-Load Magnetic Flux Density in an Axial Flux Permanent-Magnet Machine Using Semi-3D Analytical Method

در اين مقاله يك روش تحليلي شبه سه بعدي براي محاسبه چگالي شار مغناطيسي بي باري ماشين شارمحور آهن رباي دايم ارائه شده است. اين روش به صورت تركيبي از حل تحليلي دوبعدي ميدان مغناطيسي و استفاده از يك تابع اصلاح براي لحاظ اثر شعاعي ماشين بر روي توزيع ميدان مغناطيسي مي باشد. تابع اصلاح به صورت تحليلي و با استفاده از پرمانس هاي فاصله هوايي و پرمانس هاي نشتي به دست آمده است. اين روش تحليلي داراي زمان محاسباتي بسيار كمتري نسبت به نرم افزارهاي المان محدود مي باشد و از اين رو مي تواند در طراحي و بهينه سازي ماشين هاي الكتريكي مورد استفاده قرار گيرد. در نهايت اعتبارسنجي نتايج روش تحليلي ارائه شده با استفاده از تحليل افزار المان محدود انجام شده است.

This paper presents a semi-3D analytical method for calculation of the no-load magnetic flux density in an axial flux permanent-magnet machine. This method is based on a 2-D analytical solution of magnetic field and using modulation function for considering machine’s radial effect on magnetic field distribution. Modulation function is obtained analytical and by use of airgap and leakage permeances. This analytical method takes much less computational time than 3-D finite element method (FEM) does، and is، thus، useful for designing and optimization purposes. Finally، the accuracy of the presented analytical model is validated by comparing its results to corresponding finite-element analysis.