تعداد نشریات | 39 |
تعداد شمارهها | 1,170 |
تعداد مقالات | 8,437 |
تعداد مشاهده مقاله | 6,313,961 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,561,345 |
تحلیل حرارتی و ارتعاشی یک ماشین Vernier PM دو استاتوری Consequent-Pole با چگالی گشتاور بالا جهت کاربرد در خودروهای الکتریکی | ||
الکترومغناطیس کاربردی | ||
دوره 10، شماره 2 - شماره پیاپی 25، آبان 1401، صفحه 93-104 اصل مقاله (1.65 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
مظفر والی1؛ طاهر نیکنام2؛ حامد گرگین پور* 3؛ بهمن بهمنی فیروزی4 | ||
1دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی برق، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران | ||
2- استاد، دانشکده مهندسی برق و الکترونیک، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران | ||
3نویسنده مسئول: استادیار، دانشکده مهندسی سامانههای هوشمند و علوم داده، گروه مهندسی برق، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران | ||
4استادیار، دانشکده مهندسی برق، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران | ||
تاریخ دریافت: 01 مهر 1400، تاریخ بازنگری: 30 دی 1400، تاریخ پذیرش: 15 تیر 1401 | ||
چکیده | ||
ماشین Vernier PM1 به عنوان یک ماشین با گشتاور بالا و سرعت پایین شناخته میشود که دارای مزایای مختلفی از جمله چگالی گشتاور بالاتر، حجم ماده PM کمتر، گشتاور دندانهای پایینتر، بهبود کارایی و ساختار سادهتر و مقاومتر در مقایسه با سایر ساختارهای ارائه شده بر مبنای مغناطیس دائم میباشد. این ماشینها گزینه مناسبی برای استفاده در خودروهای الکتریکی هستند. یکی از ساختارهای ارائه شده که برای این منظور مناسب است، ساختار ماشین Dual-Stator Consequent-Pole Vernier PM است که چگالی گشتاور بالا، مشخصات کارکردی مطلوب و حجم آهنربای مصرفی کمتری دارد. اما برای طراحی کامل این ساختار باید مطالعات مکانیکی شامل مطالعات حرارتی و ارتعاشی نیز روی ساختار الکترومغناطیسی طراحی شده صورت گیرد. اهمیت این مسئله به دلیل هندسه متفاوت ماشینهای شار شعاعی معمولی، نیروهای مغناطیسی نامتعادل و محدودیتهای مکانیکی و حرارتی میباشد. در این مقاله، طراحی سیستم انتقال حرارت و ساختار مکانیکی ماشین DS-CP-VPM صورت گرفته و مطالعات حرارتی و ارتعاشی انجام شده است. متغیرهای طراحی بر اساس آنالیز حساسیت با استفاده از روش اجزای محدود انتخاب شدهاند. چندین محدودیت طراحی در ابعاد هندسی، چگالی جریان و چگالی شار مغناطیسی در مناطق مختلف و نیروهای مکانیکی درنظر گرفته شده است. نتایج حاصل برای یک ماشین 10 کیلو وات با گشتاور 2 کیلو نیوتن متر برای کاربرد وسیله نقلیه الکتریکی با استفاده از روش اجزای محدود سه بعدی تأیید میشود. در این مقاله تجزیه و تحلیل حرارتی – مکانیکی موتور مورد نظر را انجام داده و نتایج شبیهسازی در نرم افزار Comsol مورد ارزیابی قرار میگیرد. | ||
کلیدواژهها | ||
ماشین Vernier PM؛ تجزیه و تحلیل حرارتی &ndash؛ مکانیکی؛ روش اجزای محدود؛ نرمافزار Comsol | ||
مراجع | ||
[1] H. Gorginpour, “Dual-stator Consequent-pole Vernier PM Motor with Improved Power Factor,” IET Electric Power Applications, vol. 13pp. 652-661, 2019. [2] D.Li, R. Qu, and T. A Lipo, “High-Power-Factor Vernier Permanent-Magnet Machines,” IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 50, pp. 3664-3674, 2014. [3] C. Sadarangani, “Electrical Machines– Design and Analysis of Induction and Permanent Magnet Motors,” IREE-EME 2000:018, KTH, 2000. [4] J. Faiz and A. Dadgari, “Heat Distribution and Thermal Calculations for a Switched Reluctance Motor,” Journal of Electrical and Electronics Engineering, Australia, IE Aust. & IREE Aust., vol. 12, pp. 349-361, 1992. [5] J. Faiz and M. B. B. Sharifian, “Core Losses Estimation in a Multiple Teeth Per Stator Pole Switched Reluctance Motor,” IEEE Transactions on Magnetics, vol. 30, pp. 189-195, 1994. [6] S. E. Wood and D. Greenwood, “Force Ventilated Motors Advantages in Fixed Variable Speed Application,” 5th International Conference on Electrical Machines and Drives, pp. 276-280, 1991. [7] F. Marignetti, V. D. Colli, and Y. Coia, “Design of Axial Flux PM Synchronous Machines Through 3-D Coupled Electromagnetic Thermal and Fluiddynamic Finite-element Analysis,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 55, pp. 3591–3601, Octobr 2008. [8] S. J. Salon, “Finite Element Analysis of Electrical Machines,” Norwell, MA, Kluwer, 1995. [9] X. Sun and M. Cheng,“Thermal Analysis and Cooling System Design of Dual Mechanical Port Machine for Wind Power Application,”IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 60, pp. 1724–1733, May 2013. [10] D. A. Staton and A. Cavagnino, “Convection Heat Transfer and Flow Calculations Suitable for Electric Machines Thermal Models,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 55, pp. 3509-3516, September 2008. [11] L. J. Wu, Z. Q. Zhu, Fellow, IEEE, D. Staton, M. Popescu, and D. Hawkins, “Analytical Prediction of Electromagnetic Performance of SurfaceMounted Permanent Magnet Machines Based on Subdomain Model Accounting for Tooth-Tips,” IET Electric Power Applications, pp.1-11, August 2011. [12] D. Li, R. Qu, and T. A. Lipo, “High-Power-Factor Vernier Permanent-Magnet Machines,” IEEE Transactions on Industry Applications, 50, pp. 3664-3674, 2014. [13] X. Qin and Q. Wang and Pierre-Daniel Pfister, “Torque Density Optimization of Spoke Array Vernier Permanent-Magnet Machines,” International Conference on Electrical Machines (ICEM), pp.2323-2329, September 2018. [14] M. Dranc, M. Chirca, and T. Breban, “Thermal and Demagnetization Analysis of an Axial-Flux Permanent Magnet Synchronous Machine,” Electrical and Power Engineering, pp.200-204, 2020. [15] B. Kim and T. A. Lipo, “Analysis of a PM Vernier Motor With Spoke Structure,” IEEE Transactions on Industry Applications, 52, pp. 217-225, 2016. [16] M. Vali, T. Niknam, H. Gorginpour, and B. Bahmani‑Firouzi, “Optimal Design Procedure of a High‑torque‑density Dual‑stator Consequent‑pole Vernier PM Machine,” Electrical Engineering, vol. 102, pp. 2637-2657, 2020. [17] F.P. Incropera and D.P. Dewitt, “Introduction to Heat Transfer,” John Wiley & Sons, New York, 2002. [18] P. H. Mellor, D. Roberts, and D. R. Turner, “Lumped Parameter Thermal Model for Electrical [19] J. Faiz, R. Iranpour, and P. Pillay, “Thermal Model for a Switched Reluctance Motor of TEFC During [20] V. S. Sharma, G. R. Singh, and K.Sørby. “A Review on Minimum Quantity Lubrication for Machining Processes,” Materials and Manufacturing Processes vol. 30, pp. 935-953, 2015. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 7,045 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 3,700 |