طراحی و بهینه‌سازی موتور القایی خطی جهت بهبود عملکرد و شرایط راه‌اندازی

امروزه موتورهای القایی خطی در صنایع مختلف و در کاربردهایی که نیاز به حرکت خطی دارند، به عنوان یک وسیلۀ تبدیل انرژی الکتریکی به کار مکانیکی مورد استفاده قرار می گیرند. دسته بندی های مختلفی می توان برای موتورهای خطی در نظر گرفت که یکی از آن ها، دسته بندی بر اساس ساختار ثانویۀ این موتورها است. موتورهای القایی خطی دارای دو نوع ثانویه هستند: صفحه ای و نردبانی. در این مقاله ابتدا به تحلیل و مدل سازی موتور القایی خطی با ثانویۀ صفحه ای و نردبانی پرداخته شده و روابط مربوط به آن ها بیان شده است. سپس این دو نوع موتور با در نظر گرفتن تاثیر پدیده اثر انتهایی، طراحی شده و با استفاده از الگوریتم بهینه سازی گروه ذرات و با انتخاب بازده، ضریب توان، وزن موتور و نیروی ناشی از اثر انتهایی به عنوان تابع هدف، بهینه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که تابع هدف، بهبود قابل توجهی یافته است. برای تایید نتایج حاصل از طراحی از روش اجزای محدود استفاده شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، مشاهده می شود که موتور القایی خطی با ثانویۀ نردبانی، نیروی بیشتری نسبت به موتور با ثانویۀ صفحه ای تولید می کند که از آن برای بهبود شرایط راه اندازی و عملکرد بهتر موتور استفاده شده است.

Design and optimization of linear induction motor to improve performance and starting conditions

Nowadays, linear induction motors have been employed in different industries and in applications with linear motion. Different topologies can be considered for these motors; one of them is based on their secondary construction. Linear induction motors have two secondary types: sheet and ladder. In this paper, first, the analysis and modeling of the sheet and laddersecondary linear induction motor are discussed and their formulation is expressed. Then, considering the effect of the endeffect phenomenon, these two types of motors have been designed and optimized by using the particle swarm optimization algorithm and choosing the efficiency, power factor, weight and endeffect braking force as the objective function. The results show significantly improvements of the objective function. To confirm the results of the design, Finite Element Method has been used. According to the results, it can be seen that the laddersecondary linear induction motor produces more thrust than sheetsecondary linear induction motor, which can be used to improve starting conditions and motor performance.