طراحی و بهینه سازی مقاوم موتور Bldc برای کاربرد در Jet-Board

در سال های اخیر جایگزینی ماشین های الکتریکی با موتورهای دیزلی-بنزینی به عنوان پیشران الکتریکی در کاربردهای دریایی بسیار متداول بوده و تحقیقات زیادی در این زمینه انجام شده است. در کاربردهای پیشران دریایی توان پایین موتور آهنربای دائم بدون جاروبک (bldc) با توجه به مشخصات عملکردی مناسب دارای محبوبیت و کاربرد فراوانی است. از این رو ارائه یک فرآیند بهینه سازی سریع و کارا برای طراحی این موتورها از اهمیت بسزایی برخوردار است. در طراحی ماشین های الکتریکی در نظر گرفتن تلرانس های ساخت برای ارائه یک طرح بهینه و مقاوم لازم و ضروری می باشد. ترکیب فرآیند بهینه سازی و درنظر گرفتن تلرانس های ساخت منجر به پیچیدگی فرآیند طراحی ماشین های الکتریکی می شود. از این رو لازم است تا با استفاده از روش های جدید از قبیل طراحی آزمون (doe) که نیازمند تعداد شبیه سازی های کم است، از پیچیدگی فرآیند بهینه سازی و زمان محاسباتی آن کاست. روش های مبتنی بر doe دارای دو عیب تعداد محدود سطوح درنظرگرفته شده برای پارامترهای طراحی و عدم قابلیت بهینه سازی چندهدفه می باشند. برای غلبه بر این مشکلات به ترتیب می توان از روش های کاهش فضا و بهینه سازی مبتنی بر شبکه فازی استفاده کرد. در این مقاله ابتدا یک الگوریتم بهینه سازی چندفیزیکه، چندمرحله ای با درنظر گرفتن تلرانس های ساخت برای ماشین های الکتریکی ارائه خواهد شد. سپس طراحی نمونه برای کاربرد jet-board انجام خواهد شد. در نهایت مشخصات عملکردی طراحی بهینه با استفاده از تحلیل الکترومغناطیسی-حرارتی دو طرفه انجام خواهد شد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که در یک ابعاد و حجم آهنربای مشخص، میانگین گشتاور الکترومغناطیسی از 4.47 به 5.27 نیوتن-متر افزایش یافته است. همچنین ریپل گشتاور نیز از 21% به 18.2% کاهش یافته است.