بررسی ساختارهای مختلف ماشین‌های سنکرون خطی مغناطیس دائم

ماشین‌های سنکرون خطی مغناطیس دائم به دلیل مزایایی چون بازده بالا، چگالی نیروی زیاد و کنترل دقیق، جایگزینی مناسب برای ماشین‌های دوار در کاربردهای خطی هستند. این مقاله به ارائه یک مرور جامع و دسته‌بندی ساختارهای مختلف این ماشین‌ها می‌پردازد. ابتدا مبانی اولیه عملکرد این ماشین‌ها که مشابه همتای دوارشان است، مرور شده و سپس معیارهای مختلف برای طبقه‌بندی آن‌ها به طور مفصل مورد بحث قرار گرفته است. این دسته‌بندی بر اساس مواردی از قبیل آرایش آهنربای دائم (سطحی و درونی)، ساختار هندسی (مسطح و لوله‌ای)، پیکربندی اولیه و ثانویه (بلند-کوتاه و کوتاه-بلند)، تعداد طرف های فعال (یک‌طرفه و دوطرفه)، ساختار هسته (هوایی و آهنی)، طرح سیم‌پیچی (شیاردار و بدون شیار) و مسیر عبور شار (عرضی و طولی) انجام شده است. برای هر دسته، مزایا، معایب و کاربردهای خاص آن ارائه گردیده است. همچنین، گونه‌های خاصی مانند ماشین‌های هموپولار و ترکیبی (هیبرید) برای غلبه بر چالش‌هایی مانند هزینه بالای آهنربا و نیروی دندانه‌ای معرفی شده‌اند. این مطالعه با جمع‌بندی ویژگی‌های هر توپولوژی، راهنمایی برای انتخاب ساختار بهینه بر اساس نیازمندی‌های مختلف را فراهم می‌آورد.

review of different structures of permanent magnet linear synchronous machines

permanent magnet linear synchronous machines (pmlsms), due to advantages such as high efficiency, high force density, and precise control, are a suitable replacement for rotary machines in linear applications. this paper provides a comprehensive review and classification of the various structures of these machines. first, the fundamental operational principles of these machines, which are similar to their rotary counterparts, are reviewed. subsequently, various criteria for their classification are discussed in detail. this classification is based on factors such as permanent magnet arrangement (surface-mounted and interior), geometric structure (flat and tubular), primary and secondary configuration (long-short and short-long), number of active sides (single-sided and double-sided), core structure (air-core and iron-core), winding layout (slotted and slotless), and flux path (transverse and longitudinal). for each category, the advantages, disadvantages, and specific applications are presented. furthermore, specific types such as homopolar and hybrid machines, introduced to overcome challenges like high magnet cost and cogging force, are described. by summarizing the characteristics of each topology, this study provides guidance for selecting the optimal structure based on different application requirements.