ارائه یک روش جامع برای طراحی ماشین رلوکتانس سنکرون

ساختار روتور ماشین رلوکتانس سنکرون دارای پیچیدگی زیادی در طراحی می‌باشد. این پیچیدگی‌ها باعث عدم ارائه یک روش طراحی جامع برای این ماشین با تعداد شیارهای مختلف روتور و استاتور شده است. درواقع محققان با آزمون‌وخطا و یا الگوریتم‌های بهینه‌سازی زمان‌بر و پیچیده، حالت بهینه را جهت حصول بیشینه گشتاور و کمینه ریپل آن به دست می‌آورند. یکی از مشکلات این موتور ریپل بالای گشتاور آن می‌باشد که نیاز است در فرآیند طراحی با انتخاب مناسب پارامترهای طراحی روتور، دامنه آن کاهش یابد که این امر فرآیند طراحی را پیچیده می‌نماید. در این مقاله روش تحلیل جدیدی، جهت طراحی روتور ماشین رلوکتانس سنکرون با هدف کاهش ریپل گشتاور با حفظ مقدار متوسط گشتاور ارائه می‌شود. بدین منظور روش ارائه‌شده برای طراحی روتور یک استاتور 24 شیار، با روتورهای 2، 3 و 4 سد شاری موردمطالعه قرار می گیرد. پارامترهای به دست‌آمده با این روش بسیار نزدیک به مقادیر حاصل از مراجع قبلی روش‌های بهینه‌سازی به همراه روش اجزای محدود می‌شود. در ادامه برای ارزیابی موتور طراحی‌شده با این روش، عملکرد الکترومغناطیسی آن با استفاده از روش اجزای محدود شبیه‌سازی و نتایج آن بررسی می گردد. مشاهده می‌شود که گشتاور تولیدی و ریپل آن نیز بسیار نزدیک به مقادیر مطلوب به دست‌آمده از روش‌های زمان‌بر و پیچیده قبلی است.

Presentation of a Generalized Method for Rotor Design of Synchronous Reluctance Machine

The rotor structure of a synchronous reluctance machine (SynRM) engages some design complexities. These complexities have made it impossible to employ a generalized design method valid for all machine topologies with various number of rotor and stator slots till now. However, using trial and error and optimization algorithms such as genetic algorithms, etc., an optimal design is obtained which is both time consuming and complicated. Indeed, high amount of ripple in the developed torque is a serious problem of SynRMs, which could be reduced by employing an effective design method. This paper presents a new SynRM rotor analytical design method with the aim of reducing torque ripple while maintaining average torque. To this end, the proposed method is applied to a SynRM with 24 stator slots and 2, 3, and 4 rotor flux barriers. In order to evaluate the proposed method’s effectiveness, three designed SynRMs’ electromagnetic performances are simulated using finite elements method (FEM). It has been shown that the design parameters resulted by the proposed analytical method is close to the optimal state obtained by preceding timeconsuming complicated methods.