بهینه‌سازی گشتاور دندانه در موتورهای آهنربایی سطحی به روش چند تکه کردن قطب‌های آهنربا

Abstract

در این مقاله از روش چند تکه­کردن آهنربا برای کاهش گشتاور دندانه موتورهای آهنربای سطحی استفاده شده است. در این روش هر قطب مغناطیسی با چند تکه­کردن به چند بلوک تقسیم می­شود. چند تکه­کردن به دو طریق، یکی با اندازه تکه­های برابر و دیگری با اندازه تکه­های نابرابر انجام شده است. در هر دو روش تقارن نیم موج فرد در قطب­های آهنربایی ماشین لحاظ شده است. با انتخاب مناسب طول هر بلوک آهنربایی و موقعیت آن می­توان چگالی شار فاصله هوایی را تغییر و به تبع آن گشتاور دندانه را به مقدار قابل ملاحظه­ای کاهش داد. طول و موقعیت مناسب هر تکه آهنربا با استفاده از الگوریتم ژنتیک به­دست آمده­است. در این مقاله یک مدل تحلیلی برای در نظر گرفتن اثر شکل آهنربا در چگالی شار فاصله هوایی ماشین آهنربایی شیاردار و گشتاور دندانه ارایه شده است. در این مدل چگالی شار فاصله­ هوایی از حل رابطه‌ پواسون با در نظرگرفتن جریان‌های مجازی دیواره‌های دندانه‌های استاتور و گشتاور دندانه از رابطه تنش ماکسول به دست آمده است. از این مدل به­عنوان ابزار محاسباتی در تمامی مراحل بهینه‌سازی استفاده شده است. درستی مدل تحلیلی ارایه شده توسط روش اجزای محدود تایید شده است.