بهينه سازي ژنراتور القايي تغذيه دوگانه توسط روش اجزاي محدود جهت بهبود عملكرد توربين بادي سرعت متغير

Comprehensive Design and Fabrication of Permanent Magnet Synchronous Motor to Reach Minimum Cogging Torqu

در اين مقاله يك ژنراتور القايي تغذيه دوگانه، جهت استفاده در نيروگاه بادي مورد بررسي قرار گرفته است. در ابتدا معادلات مربوط به طراحي بهينه اين ژنراتور مورد بررسي قرار گرفته و سپس مدلي جهت بررسي عملكرد ژنراتور ارائه شده است. سپس با استفاده از روش اجزاي محدود (FEM) ژنراتور طراحي شده بهينه گرديده است. هدف از بهينه سازي ژنراتور، بهبود مشخصه هاي ولتاژ و جريان خروجي و شكل موج هاي مربوطه است كه درنهايت منجر به بهينه سازي توان خروجي ژنراتور مورد مطالعه مي گردد. پارامترهاي مكانيكي ژنراتور شامل ابعاد، تعداد شيارها در هر فاز هر قطب، وزن ماشين نيز بهينه شده است. نتايج اين بهينه سازي نشان مي دهد كه با يك بهينه سازي صحيح مي توان هزينه هاي استفاده از اين ژنراتورها، شامل هزينه مواد استفاده شده و هزينه تلفات را به ميزان قابل توجهي كاهش داد. در پايان نيز نتايج بدست آمده از روش اجزاي محدود با روش هاي تحليلي مقايسه گرديده و مشخص شده است كه روش اجزاي محدود به عنوان يك ابزار قدرتمند جهت بهينه سازي ژنراتورهاي القايي مي تواند مورد استفاده قرار گيرد. همچنين اين مطالعه نشان مي دهد كه بهينه سازي عملكرد اين ژنراتور مي تواند به بهبود عملكرد مجموعه نيروگاه بادي كمك شاياني نمايد.

Permanent magnet synchronous motors (PMSMs) are used in many applications including the control systems due to their high efficiency، high power density، good dynamic behavior، high precision and excellent controllability. One of the PMSM problems is the cogging torque which is made by interaction between PMs and stator teeth. This leads to some noise and vibration of the motor that in control applications leads to fluctuation of the motor from its trajectory when tracking the target point. Hence، the motor should be designed in such a way to have very low cogging torque. In this research to reach this purpose، at first a suitable combination of slot/pole has been selected for the motor. Then، the optimum shape of the magnet has been obtained by using 2D finite element method. For the magnet shape، two important parameters of the magnet are optimized simultaneously. The designed motor has been fabricated and tested. The experimental results validate the simulation results and show that by the presented design the motor has very low cogging torque.