بخشی از مقاله
چکیده:
موتورهای الکتریکی که کاربرد وسیعی در بخش های مختلف صنایع پیدا نموده اند باید از ویژگی های منحصر بفردی مانند قابلیت اطمینان بالا ،راندمان بالا، شتابگیری سریع و ابعاد کوچک برخوردار باشند. موتور های DC بدون جاروبک به خوبی نیاز های فوق را برآورده می سازند.
در این پژوهش طراحی یک موتور DC بدون جاروبک برای کاربردی خاص که بتواند در سرعت مجاز 1800دور بر دقیقه توانی معادل 140 وات در خروجی داشته باشد ارائه گردیده است در ابتدا مدل عددی و روابط حاکم در طراحی این موتور مورد بررسی قرار گرفته و سپس به روش نرم افزاری طراحی بهینه با هدف افزایش چگالی توان ، بازده و کاهش وزن موتور با استفاده از روش اجزاء محدود ارائه شده است.
-1مقدمه :
باتوجه به نیاز جامعه و کاهش قیمت آهن رباهای دائمی، مصرف کنندگان درصدد جایگزینی موتور های آهن ربای دائم با دیگر انواع موتور ها می باشند.وزن، ابعاد، راندمان و قابلیت اطمینان عوامل مهمی در انتخاب موتور های الکتریکی مورد نیاز در صنعت می باشند.توان خروجی این موتور ها مستقیما با حجم مواد مغناطیسی فعال ماشین و سرعت آن متناسب است . بنابراین افزایش سرعت موتور منجر به کاهش وزن و ابعاد آن خواهد شد. طراحی موتور های الکتریکی معمولا شامل 2مرحله اصلی می باشد:
-1 محاسبه ابعاد اصلی موتور و پارامتر های مربوطه -2 پیش بینی کارایی موتور
در مرحله اول، ابعاد موتور از قبیل طول هسته و قطر خارجی استاتور بایستی انتخاب شوند تعدادی از کمیت های مربوطه به کارایی موتور مانند گشتاور سکون و قدرت خروجی نیز بایستی یا با استاندارد های بین المللی و یا با احتیاجات درخواست کننده موتور الکتریکی مطابقت داشته باشند.
در این پژوهش طراحی یک موتور DC بدون جاروبک را برای کاربردی خاص که بتواند در سرعت مجاز 1800دور بر دقیقه توانی معادل 140 وات خروجی داشته باشد ارائه گردیده است در ابتدا مدل عددی و روابط حاکم در طراحی این موتور مورد بررسی قرار گرفته و سپس باتوجه به معادلات حاکم ،فلوچارتی برای طراحی موتور ارائه گشته است .موتور از نوع رتور خارجی بوده که آهن ربا ها بر روی سطح رتور قرار داده شده اند که اصطلاحا به آنها موتور SMPM اطلاق می گردد. طراحی موتور بر اساس معیار آنالیز میدان الکترومغناطیسی انجام گرفته که معیار حد نهایی در این طراحی ،از بین رفتن خاصیت مغناطیسی آهن رباها می باشد، هدف این پژوهش طراحی موتوری با وزن کم که بتواند به طور مستقیم و بدون نیاز به گیربکس به بار متصل شود.
در این مقاله در ابتدا روش طراحی موتور و روابط حاکم بر آن مورد بررسی قرار گرفته است و سپس با استفاده از نرم افزار Maxwell2D که یک نرم افزار تجاری آنالیز المان محدود است رفتار دینامیکی موتور مورد بررسی قرار گرفته ونتایج حاصل از شبیه سازی با یک موتور نمونه مورد تست و مقایسه قرار گرفته است که در بخش انتهایی در مورد آن بحث خواهد شد .
-3 طراحی موتور :
در این بخش به توضیح مشخصات هندسی ، مغناطیسی و الکتریکی مورد نیاز در طراحی موتور پرداخته می شود
مشخصات هندسی:
با توجه با شکل - - 1 می توان پارامتر های هندسی را تعیین نمود
شکل:1توپولوژی موتور شار شعاعی به همراه ابعاد هندسی
در یک بار الکتریکی و مغناطیسی معین با قطر روتور مشخص، قطر نهائی ماشین میتواند با افزایش در تعداد قطبها، کاهش یابد
