مقایسه آثار خطاهای ناهم محوری بر روی عملکرد چند نوع موتور سنکرون مغناطیس دائم شارمحوری با سیم پیچی حلقوی
|
محمد رجبی سبدانی1 ، احمد دارابی* 1، جواد فیض2 |
1- دانشگاه صنعتی شاهرود 2- دانشگاه تهران |
|
چکیده: (2942 مشاهده) |
خطای ناهم محوری از شایعترین خطاهای ماشین های مغناطیس دائم تخت می باشد که می تواند اثرات مخربی به همراه داشته باشد. بسیاری از مطالعات گذشته به بررسی این نوع خطا و نحوه تشخیص آن در ماشین های با ساختار شیاردار و سیم پیچی های مرسوم معطوف شده است. در این مقاله تأثیر خطاهای ناهم محوری بر روی عملکرد چهار ساختار ماشین های مغناطیس دائم تخت یعنی یکطرفه شیاردار، یکطرفه بدون شیار، دوطرفه شیاردار و دوطرفه بدون شیار مورد مطالعه قرار می گیرد. برای این منظور، این ماشین ها در شرایط عملکرد بی باری و بار کامل و در سه حالت بدون عیب، با خطای ناهم محوری دینامیکی و خطای ناهم محوری استاتیکی در محیط اجزاء محدود مدلسازی میشوند. این مدلسازیهای دینامیکی گذرایی به صورت سه بعدی انجام گرفته است و مشخصه های عملکردی گوناگون، از قبیل جریانهای ورودی، جریانهای گردشی در مسیرهای موازی، شارهای پیوندی، گشتاور و نیروهای محوری وارد بر دیسک های روتور، استخراج شده اند. این مشخصه ها با یکدیگر مقایسه شده و تأثیر خطاهای نا هم محوری بر روی عملکرد هر یک از موتورها مورد ارزیابی قرار گرفته است. طبق نتایج به دست آمده، بدون شیار بودن و دوطرفه بودن ماشین موجب کاهش اثرات نامطلوب این نوع خطاها خواهد شد. همچنین، نشان داده می شود که روش های مرسوم تشخیص خطای ناهم محوری برای برخی از ساختارها کارآمد نیستند. |
|
واژههای کلیدی: تشخیص خطا، خطای ناهم محوری، روش اجزاء محدود، سیم پیچی حلقوی، ماشین مغناطیس دائم شار محوری، مدلسازی گذرایی. |
|
متن کامل [PDF 3742 kb]
(643 دریافت)
|
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
برق و کامپیوتر دریافت: 1398/3/29 | پذیرش: 1398/7/7 | انتشار: 1398/9/6
|
|
|
|
|
فهرست منابع |
1. [1] S. Paul, M. Farshadnia, A. Pouramin, J. Fletcher, and J. Chang, "Comparative analysis of wave winding topologies and performance characteristics in ultra-thin printed circuit board axial-flux permanent magnet machine," IET Electr. Power Appl., vol. 13, no. 5, pp. 694-701, 2019. [ DOI:10.1049/iet-epa.2018.5417] 2. [2] X. Zhu, W. Wu, L. Quan, Z. Xiang, and W. Gu, "Design and Multi-Objective Stratified Optimization of a Less-rare-earth Hybrid Permanent Magnets Motor with High Torque Density and Low Cost," IEEE Trans. Energy Convers., vol. PP, no. c, p. 1, 2018. [ DOI:10.1109/TEC.2018.2886316] 3. [3] Z. Zhang, W. Geng, Y. Liu, and C. Wang, "Feasibility of a New Ironless-stator Axial Flux Permanent Magnet Machine for Aircraft Electric Propulsion Application," China Electrotech. Soc. Trans. Electr. Mach. Syst., vol. 3, no. 1, pp. 30-39, 2019. [ DOI:10.30941/CESTEMS.2019.00005] 4. [4] A. Daghigh, H. Javadi, and H. Torkaman, "Design optimization of direct-coupled ironless axial flux permanent magnet synchronous wind generator with low cost and high annual energy yield," IEEE Trans. Magn., vol. 52, no. 9, pp. 1-10, 2016. [ DOI:10.1109/TMAG.2016.2560143] 5. [5] J. Gieras, "Permanent Magnet Motor Technology Design and Applications," Taylor Fr. Group,LLC, p. 600, 2010. [ DOI:10.1201/9781420064414] 6. [6] J. F. Gieras, R.-J. Wang, and M. J. Kamper, "Axial Flux Permanent Magnet Brushless Machines," Springer Publ., pp. 1-364, 2008. [ DOI:10.1007/978-1-4020-8227-6] 7. [7] H. Vansompel, P. Sergeant, L. Dupr, and A. Van Den Bossche, "Axial Flux PM Machines with a Variable Airgap," IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 61, no. 2, pp. 730-737, Feb. 2014. [ DOI:10.1109/TIE.2013.2253068] 8. [8] Y. Chen, P. Pillay, and A. Khan, "PM wind generator topologies," Ind. Appl. IEEE, vol. 41, no. 6, pp. 1619-1626, 2005. [ DOI:10.1109/TIA.2005.858261] 9. [9] B. M. Ebrahimi, J. Faiz, and M. J. Roshtkhari, "Static-, dynamic-, and mixed-eccentricity fault diagnoses in permanent-magnet synchronous motors," IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 56, no. 11, pp. 4727-4739, 2009. [ DOI:10.1109/TIE.2009.2029577] 10. [10] S. M. Mirimani, A. Vahedi, F. Marignetti, and E. De Santis, "Static Eccentricity Fault Detection in Single Stator-Single Rotor Axial Flux Permanent Magnet Machines," IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 48, no. 6, pp. 1838-1845, 2012. [ DOI:10.1109/TIA.2012.2221673] 11. [11] B. M. Ebrahimi and J. Faiz, "Diagnosis and performance analysis of three-phase permanent magnet synchronous motors with static, dynamic and mixed eccentricity," IET Electr. Power Appl., vol. 4, no. 1, pp. 53-65, 2010. [ DOI:10.1049/iet-epa.2008.0308] 12. [12] S. M. Mirimani, A. Vahedi, and F. Marignetti, "Effect of Inclined Static Eccentricity Fault in Single Stator-Single Rotor Axial Flux Permanent Magnet Machines," IEEE Trans. Magn., vol. 48, no. 1, pp. 143-149, 2011. [ DOI:10.1109/TMAG.2011.2161876] 13. [13] E. Ajily, M. Ardebili, and K. Abbaszadeh, "Magnet Defect and Rotor Eccentricity Modeling in Axial-Flux Permanent-Magnet Machines via 3-D Field Reconstruction Method," IEEE Trans. Energy Convers., vol. 31, no. 2, pp. 486-495, 2016. [ DOI:10.1109/TEC.2015.2506819] 14. [14] A. Di Gerlando, G. M. Foglia, M. F. Iacchetti, and R. Perini, "Evaluation of manufacturing dissymmetry effects in axial flux permanent-magnet machines: Analysis method based on field functions," IEEE Trans. Magn., vol. 48, no. 6, pp. 1995-2008, 2012. [ DOI:10.1109/TMAG.2011.2180919] 15. [15] J. De Bisschop, P. Sergeant, A. Hemeida, H. Vansompel, and L. Dupré, "Analytical Model for Combined Study of Magnet Demagnetization and Eccentricity Defects in Axial Flux Permanent Magnet Synchronous Machines," IEEE Trans. Magn., vol. 53, no. 9, pp. 1-12, 2017. [ DOI:10.1109/TMAG.2017.2709267] 16. [16] Z. Shabahang, M. Shahnazari, and A. Sedighi, "Analysis of dynamic eccentricity in a coreless axial flux permanent magnet machine," 30th Power Syst. Conf. PSC 2015, no. November, pp. 358-362, 2017. [ DOI:10.1109/IPSC.2015.7827773] 17. [17] S. M. Mirimani, A. Vahedi, F. Marignetti, and roberto Di Stefano, "An Online Method for Static Eccentricity Fault Detection in Axial Flux Machines," IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 62, no. 3, pp. 1931-1942, 2015. [ DOI:10.1109/TIE.2014.2360070] 18. [18] O. O. Ogidi, P. S. Barendse, and M. A. Khan, "Detection of static eccentricities in axial-flux permanent-magnet machines with concentrated windings using vibration analysis," IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 51, no. 6, pp. 4425-4434, 2015. [ DOI:10.1109/TIA.2015.2448672] 19. [19] O. O. Ogidi, P. S. Barendse, and M. A. Khan, "Fault diagnosis and condition monitoring of axial-flux permanent magnet wind generators," Electr. Power Syst. Res., vol. 136, pp. 1-7, 2016. [ DOI:10.1016/j.epsr.2016.01.018]
|
|
Rajabi-Sebdani M, Darabi A, Faiz J. Comparison of the Eccentricity Faults Effects on the Performance of several Toroidal Wounded Axial Flux Permanent Magnet Motors. ieijqp 2019; 8 (2) :28-39 URL: http://ieijqp.ir/article-1-641-fa.html
رجبی سبدانی محمد، دارابی احمد، فیض جواد. مقایسه آثار خطاهای ناهم محوری بر روی عملکرد چند نوع موتور سنکرون مغناطیس دائم شارمحوری با سیم پیچی حلقوی. نشریه کیفیت و بهره وری صنعت برق ایران. 1398; 8 (2) :28-39 URL: http://ieijqp.ir/article-1-641-fa.html
|