محاسبه ولتاژ ضدمحرکه در موتورهای سنکرون مغناطیس دائم بدون جاروبک با استفاده از معادلات ماکسول

Abstract

در این مقاله یک روش تحلیلی برای محاسبه ولتاژ ضدمحرکه در موتور سنکرون مغناطیس دائم بدون جاروبک (BLDC) ارائه شده است. روش تحلیلی با استفاده از معادلات ماکسول و حل معادله لاپلاس در نواحی مختلف موتور انجام شده است. معادله لاپلاس در دستگاه مختصات دکارتی با استفاده از سری های فوریه و روش جداسازی متغیرها حل شده تا پتانسیل مغناطیسی اسکالر به دست آید، سپس با استفاده از پتانسیل مغناطیسی اسکالر، چگالی شار مغناطیسی محاسبه شده است. چگالی شار مغناطیسی متوسط برای بدست آوردن ولتاژ ضدمحرکه معرفی شده است. اثر شارهای نشتی در شعاع داخلی و شعاع خارجی با استفاده از نسبت پرمانس ها در نظر گرفته شده است. با استفاده از روش تحلیلی پیشنهادی، هارمونیک های مختلف ولتاژ ضدمحرکه برای یک نمونه موتور BLDC محاسبه و ارائه شده است. روش تحلیلی ارائه شده، دارای زمان محاسباتی بسیار کمتری نسبت به نرم افزارهای المان محدود می‌باشد که استفاده از آن را برای مقاصد طراحی و بهینه-سازی ماشین‌های الکتریکی بسیار سودمند می‌سازد. صحت روش تحلیلی ارائه شده با استفاده از نرم‌افزار المان محدود سه بعدی تأیید شده است.