ترجمه فارسی عنوان مقاله
ماشین مغناطیس دائم شار محوری و سیم‌پیچ متمرکز شیار کسری با سیم‌پیچ‌های حول هسته
عنوان انگلیسی
Fractional-Slot Concentrated-Winding Axial-Flux Permanent Magnet Machine with Core-Wound Coils
| کد مقاله | سال انتشار | تعداد صفحات مقاله انگلیسی |
|---|---|---|
| 53150 | 2010 | 8 صفحه PDF |
منبع
Publisher : IEEE (آی تریپل ای)
Journal : Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), Date of Conference: 12-16 Sept. 2010 Page(s): 1066 - 1073 E-ISBN : $tmp} Print ISBN: 978-1-4244-5286-6
فهرست مطالب ترجمه فارسی
چکیده
فهرست اصطلاحات
مقدمه
طراحی ماشین
جدول1: مقادیر نامی نمونه‌ی آزمایشگاهی FSCW AFPM
پیکربندی سیم‌پیچ
شکل1. ماشین FSCW aFPM
شکل2. نمایش ساده‌شده‌ی دور متوسط
تحلیل اجزا محدود
پراکندگی شار
شکل3. FFT پراکندگی شار فاز: الف) تک‌لایه ب) دولایه
شکل4. تغییرات موقت چگالی شار روی سطح مغناطیس دائم در شرایط بی‌باری
تلفات بی باری
تولید گشتاور
شکل5. شکل‌موج‌های گشتاور
تلفات بار نامی
شکل6. تغییر موقت چگالی ار روی سطح مغناطیس دائم در شرایط بار نامی
نتایج آزمایشگاهی
شکل7. نمای باز ماشین FSCW AFPM 24 شیار و 20 قطب.
شکل8. بخش‌های ماشین AFPM FSCW قبل از مونتاژ
شکل9. ماشین FSCW AFPM مونتاژ شده روی میز تست آزمایشگاه.
شکل10. طیف هارمونیکی emf عقبی خط به خط در سرعت نامی.
شکل11. Emf عقبی فاز پایه به عنوان تابعی از سرعت زاویه‌ای.
شکل12. تلفات بی‌باری به عنوان تابعی از سرعت زاویه‌ای.
شکل13. گشتاور دندانه‌ای اندازه‌گیری شده به عنوان تابعی از موقعیت.
شکل14. تلفات اضافی به عنوان تابعی از جریان (بار مقاومتی).
جدول2: پارامترهای اندازه‌گیری شده‌ی ماشین نمونه‌ی FSCW AFPM
نتیجه‌گیری
فهرست اصطلاحات
مقدمه
طراحی ماشین
جدول1: مقادیر نامی نمونه‌ی آزمایشگاهی FSCW AFPM
پیکربندی سیم‌پیچ
شکل1. ماشین FSCW aFPM
شکل2. نمایش ساده‌شده‌ی دور متوسط
تحلیل اجزا محدود
پراکندگی شار
شکل3. FFT پراکندگی شار فاز: الف) تک‌لایه ب) دولایه
شکل4. تغییرات موقت چگالی شار روی سطح مغناطیس دائم در شرایط بی‌باری
تلفات بی باری
تولید گشتاور
شکل5. شکل‌موج‌های گشتاور
تلفات بار نامی
شکل6. تغییر موقت چگالی ار روی سطح مغناطیس دائم در شرایط بار نامی
نتایج آزمایشگاهی
شکل7. نمای باز ماشین FSCW AFPM 24 شیار و 20 قطب.
شکل8. بخش‌های ماشین AFPM FSCW قبل از مونتاژ
شکل9. ماشین FSCW AFPM مونتاژ شده روی میز تست آزمایشگاه.
شکل10. طیف هارمونیکی emf عقبی خط به خط در سرعت نامی.
شکل11. Emf عقبی فاز پایه به عنوان تابعی از سرعت زاویه‌ای.
شکل12. تلفات بی‌باری به عنوان تابعی از سرعت زاویه‌ای.
شکل13. گشتاور دندانه‌ای اندازه‌گیری شده به عنوان تابعی از موقعیت.
شکل14. تلفات اضافی به عنوان تابعی از جریان (بار مقاومتی).
جدول2: پارامترهای اندازه‌گیری شده‌ی ماشین نمونه‌ی FSCW AFPM
نتیجه‌گیری
ترجمه کلمات کلیدی
شار مغناطیسی دائم ماشین - محور، اسلات جزء به جزء متمرکز سیم پیچ، تجزیه و تحلیل المان محدود ، میلز گشتاور، ضرر و زیان -
کلمات کلیدی انگلیسی
—Axial-flux permanent magnet (AFPM)
machine, fractional-slot concentrated-winding, finite element
analysis (FEA), cogging torque, losses.
ترجمه چکیده
- این مقاله طراحی، تحیل اجزا محدود (FEA) و تایید آزمایشگاهی یک ماشین مغناطیس دائم شار محور (AFPM) با سیم‌پیچ متمرکز شیار کسری (FSCW) تک استاتور و دو روتور، با سیم‌پیچ‌های حول هسته را ارائه می‌دهد. مزایای بدست آمده از اتخاذ یک چنین ساختار هسته‌ای را می‌توان اتصالات کوتاه سیم‌پیچ‌های انتهایی، ضریب پرشدگی بزرگتر و استحکام مکانیکی ساختار مغناطیسی بیان کرد. عملکردهای ماشین در هر دو حالت بدون بار و بار نامی از طریق تحلیل اجزا محدود استاتیکی و یک شاخص ساده معرفی می‌شود تا تلفات القا شده در مغناطیس‌های دائم برای پیکربندی‌های گوناگون ماشین مقایسه شوند. ساخت و تست تجربی یک نمونه‌ی آزمایشگاهی مقیاس کامل توصیف می‌شود تا عملکردهای موردانتظار به تایید رسیده و نمونه‌ی آزمایشگاهی برحسب تلفات، گشتاور دندانه‌ای و پارامترهای اصلی ماشین مشخص شود.
ترجمه مقدمه
ماشین‌های مغناطیس دائم با مونتاژ سطحی (SPM) سیم‌پیچ متمرکز شیار کسری (FSCW) موضوع تحقیقات مهم و در عرصه‌ی بین المللی دهه‌های اخیر بوده است [1]. نشان داده شده است که این ماشین‌ها قادرند در مقایسه با ماشین‌های استاندارد SPM که دارای سیم‌پیچ‌های توزیع‌شده و همپوشان هستند مزایای قابل توجهی را ارائه دهند. به خصوص، استفاده از سیم‌پیچ‌های متمرکز و بدون همپوشانی مقدار مس به کار رفته در دورهای انتهایی را کاهش می‌دهد، در نتیجه تلفات ژولی کاهش می‌یابد، در حالی که استفاده از یک SPP کسری می‌تواند قابلیت تشعیف شار را افزایش ، چگالی توان را بیشتر و گشتاور دندانه‌ای را کاهش داده و اجازه‌ی تحمل نقص را بدهد [5]-[2].
سیم‌پیچ‌های ماشین‌های FSCW SPM رامی‌توان به دو دسته‌ی اصلی تقسیم کرد: تک‌لایه (SL) یا سیم‌پیچی دندانه متناوب، و دولایه (DL) یا سیم‌پیچی تمام دندانه. این دو نوع سیم‌پیچی به طور گسترده در نوشتجات فنی برحسی میزان تولید گشتاور، ریپل گشتاور، تلفات روتور ناشی از کاهش آرمیچر، قابلیت تضعیف شار و دوام در مقابل عیب با هم مقایسه شده‌اند. سیم‌پیچ‌های تک‌لایه دارای گشتاور بالاتری هستند و دلیل آن این است که آنها عموما در مقایسه با همتاهای دولایه‌ی خود دارای ضرایب سیم‌پیچی بزرگتری هستند؛ با این حال، این سیم‌پیچ‌ها ریپل گشتاور بزرگتری ایجاد می‌کنند به این خاطر که ضرایب هارمونیکی سیم‌پیچ نیز افزایش یافته است. علاوه بر این، سیم‌پیچ‌های تک‌لایه در مقایسه با سیم‌پیچ‌های دولایه مقادیر هارمونیک‌ها و زیرهامونیک‌های mmf بالاتری تولید می‌کنند؛ این مولفه‌های mmf که به صورت غیرسنکرون با روتور چرخش می‌کنند تلفاتی را در مغناطیس‌های دائم و آهن روتور القا می‌کنند، لذا تلفات روتور کاهش آرمیچر در مورد سیم‌پیچ‌های تک‌لایه بیشتر است. از منظر تضعیف میدان، سیم‌پیچ‌های تک‌لایه ارجحیت دارند چون اندوکتانس خودی بزرگتری را بروز می‌دهند؛ همچنین، اندوکتانس متقابل بسیار کوچکتری دارند، در نتیجه برای کاربردهای تحمل خطا مناسب‌تر هستند.
با اینکه بخش قابل توجهی از تحقیقات انجام شده روی ماشین‌های FSCW روی ماشین‌های SPM با فاصله‌هوایی نوع شعاعی انجام گرفته است، برخی تحقیقات نیز روی ماشین‌های مغناطیس دائم فاصله‌هوایی (یا شار محوری) (AFPM) صورت پذیرفته است. این ماشین‌ها به طرز فزاینده‌ای در انواع کاربردهای صنعتی به کار رفته‌اند، مثلا در سیستم‌های پیشرانه‌ی خودروها [7]-[8]. از بین مهم‌ترین کارهای انجام شده در این زمینه می‌توان به کار آقای جک و همکاران [9] اشاره کرد که یک ماشین AFPM تک روتوره‌ی دوبل استاتور با 9 شیار و 12 قطب را ارائه می‌دهند، یعنی SPP = ¼، و یک سیم‌پیچ دولایه. به منظور ساده‌سازی ساختار ماشین، هسته‌ی استاتور از ورقه‌های نواری فشرده ساخته می‌شود در حالی که دندانه‌ها از SMC فشرده درست می‌شوند. دی گرلاندو و همکاران [10] ماشین AFPM تک استاتور دوبل روتور با 38 قطب را معرفی می‌کنند، یعنی SPP = 6/19 و یک سیم‌پیچی دولایه. ماریگنتی و همکاران [11] ماشین AFPM تک استاتور تک روتور با 24 شیار و 28 قطب را ارائه می‌دهند، یعنی SPP = 2/7 و یک سیم‌پیچی تک‌لایه: در این مقاله، به منظور ساده‌سازی ساختار، هسته‌ی استاتور از SMC ساخته می‌شود؛ علاوه بر این، تلفات روتور به خصوص در شرایط بارداری بالاست. جاسیلیا و همکاران [12] یک ماشین AFPM دوبل استاتور تک روتور با 12 شیار و 10 قطب را ارائه می‌دهند، یعنی SPP = 2/5 و یک سیم‌پیچی دولایه. مغناطیس‌های با پوشش پلاستیکی به کار رفته‌اند تا تلفات جریان گردشی القا شده با هارمونیک‌های mmf و ورودی شیارهای استاتور تقلیل یابد.
در تمامی طرح‌های فوق، سیم‌پیچ‌های آرمیچر دور دندانه‌های استاتور پیچیده می‌شوند (یعنی سیم‌پیچ‌های دور دندانه‌ای). برعکس، این کار تحقیقاتی طراحی یک ماشین FSCW AFPM 10 کیلوواتی را بررسی می‌کند که در آن سیم‌پیچ‌های آرمیچر حول آهن پشتی استاتور پیچیده می‌شوند (یعنی سیم‌پیچ‌های حول هسته)، با اتخاذ چنین ساختاری برای هسته، مزایایی از نظر اتصالات کوتاه‌تر انتهای سیم‌پیچ‌ها، ضریب پرشدگی بالای شیار و استحکام مکانیکی ساختار مغناطیسی حاصل می‌شود. عمکلرد ماشین در دو حالت بدون بار و بار نامی از طریق تحلیل اجزا محدود (FEA) استاتیکی انجام می‌گیرد و یک شاخص ساده معرفی می‌شود تا تلفات القا شده در مغناطیس‌های دائم برای انواع پیکربندی ماشین با هم مقایسه شوند. یک نمونه‌ی آزمایشگاهی مقیاس کامل ساخته شد و تست‌های آزمایشگاهی به اجرا در آمد تا عملکردهای موردانتظار تایید شده و این نمونه‌ی آزمایشگاهی از منظر تلفات، گشتاور دندانه‌ای و پارامترهای اصلی ماشین ارزیابی شود.
پیش نمایش مقاله
