پیش‌بینی و ارزیابی رفتار لرزشی موتور سوئیچ رلوکتانس به روش تحلیل مودال

در پژوهش پیش رو، یک روش تحلیلی برای ارزیابی رفتار لرزشی ماشین سوئیچ رلوکتانس ارائه شده است. هندسه ی ماشین، ضریب سختی، آرایش سیم پیچی و شکل موج جریان فازها به‌عنوان ورودی مدل در نظر گرفته شده اند. در گام نخست با استفاده از یک مدل ساده تحلیلی مکانیکی، فرکانس های طبیعی مودهای لرزشی استاتور به دست آمده‌اند. در گام دوم با حل معادلات مشتق جزئی پواسون و لاپلاس حاکم بر ماشین و استفاده از روش زیر دامنه، مولفه‌های شعاعی و مماسی چگالی شار فاصله هوایی محاسبه شده و با استفاده از روابط تنش ماکسول، توزیع مکان-زمان موج فشار مغناطیسی اعمال شده به سطح درونی استاتور به‌دست‌آمده است. سپس با استفاده از تبدیل فوریه سریع، طیف فرکانسی فشار مغناطیسی به‌دست‌آمده در هریک از مودهای مکانیکی مشخص شده و فاصله آنها با فرکانس‌های طبیعی محاسبه شده از مدل مکانیکی تعیین می شود. از این معیار به‌عنوان یک نمایه از کارکرد بدون لرزش ماشین استفاده شده است. مدل های الکترومغناطیسی و مکانیکی ارائه شده، توسط روش اجزای محدود تایید شده‌اند. با استفاده از مدل ارائه شده می‌توان به‌سادگی سرعت  بحرانی که در آن لرزش‌های مکانیکی دچار تشدید می‌شوند را به دست آورد. همچنین با استفاده از مدل ارائه شده چگونگی اثرگذاری بار ماشین در لرزش ایجاد شده بررسی شده است.

analytical investigation of vibration in switched reluctance machines using modeal analysis

in the presented work، a procedure is proposed for vibration analysis in the switched reluctance machines. the machine geometry، mechanical properties of the used materials، stator winding configuration، and the current waveforms are considered as the model input variables. the mechanical natural frequencies are computed using a simple mechanical model. the stator bore magnetic stress is obtained as a function of time and space by using maxwell's stress tensor. the required flux density components are obtained by developing an analytical model based on sub-domain analysis. applying fast fourier transformation on the computed magnetic stress function، the spectrums of the mechanical modes are obtained and it is found that how they are far from the obtained natural mechanical frequencies. this index is used as a criterion for electromagnetic vibrations. the mechanical and electromagnetic models are verified by means of finite element analysis. using the developed model، the critical speed values with mechanical resonance are obtained. in addition، using the developed model the effect of the machine load on the mechanical vibrations is investigated.