مدلسازی تحلیلی ۳ بعدی ماشین های شار محوری تحت شرایط بی باری و با در نظر داشتن شکل های مختلف برای آهنربا

در این مقاله، یک مدل تحلیلی ۳ بعدی بر پایه سری فوریه – بسل برای مدلسازی عملکرد الکترومغناطیسی ماشین های شار محوری بدون شیار با آهنربای دائم (AFPM) ارائه می شود. هندسه ماشین به نواحی مختلف شامل ناحیه آهنربای دائم (PM)، فاصله هوایی و غیره تقسیم می شود. در هر ناحیه معادله لاپلاس بر حسب پتانسیل مغناطیسی اسکالر حل می شود و به منظور دقیق در نظر گرفتن تغییرات شعاعی میدان مغناطیسی در فاصله هوایی، جواب های معادله لاپلاس بر حسب سری فوریه – بسل بیان می شوند. یک تابع هندسی ۲ بعدی بر حسب سری فوریه – بسل برای در نظر گرفتن شکل های مختلف برای قطب های آهنربایی معرفی می شود. از شرایط مرزی برای تعیین ثابت های مجهول در جواب های عمومی معادله لاپلاس استفاده می شود. از این مدل تحلیلی ۳ بعدی به منظور محاسبه شار پیوندی با فازهای استاتور در حالت بی باری استفاده می شود مادامی که شکل های مختلف برای قطب های آهنربایی و اثر مورب سازی در نظر گرفته خواهد شد. از دامنه مولفه اصلی شار پیوندی و اعوجاج هارمونیکی کل (THD) به عنوان شاخص های ارزیابی شار پیوندی با فاز استاتور استفاده می شود. قابلیت و توانایی این مدل تحلیلی ۳ بعدی برای محاسبه میدان مغناطیسی فاصله هوایی ناشی از تحریک فازهای استاتور به منظور محاسبه ماتریس اندوکتانس ارائه می شود. در نهایت، دقت مدل تحلیلی ۳ بعدی پیشنهادی از طریق مقایسه نتایج حاصل از آن با نتایج متناظر حاصل از روش اجزاء محدود (FEM) و نتایج عملی تایید می شود.

کلیدواژه ها:

ماشین شار محوری با آهنربای دائم (AFPM) ، شار پیوندی ، سری فوریه - بسل ، شکل آهنربا ، مورب سازی