طراحی جامع و ساخت موتور سنکرون آهنربای دایم با هدف دستیابی به کمترین گشتاور دندانه

موتورهای سنکرون آهنربای دایم، با توجه به بازدهی بالا، چگالی توان زیاد، رفتار دینامیکی مناسب و کنترل پذیری خوب، گزینه بسیار مناسبی برای کاربردهای صنعتی و از جمله کاربردهای کنترلی هستند. یکی از مشکلات این موتورها وجود گشتاور دندانه است که از برهمکنش بین آهنرباهای روتور و دندانه های استاتور به وجود می آید. این گشتاور باعث ایجاد لرزش و صدا در حرکت موتور می گردد. در کاربردهای کنترلی نیز وجود گشتاور دندانه باعث بروز نوساناتی در حرکت موتور شده و ردیابی دقیق هدف را با مشکل مواجه می کند. بنابراین لازم است موتور به گونه ای طراحی شود که کمترین مقدار گشتاور دندانه را داشته باشد. در این مقاله برای دستیابی به کمترین گشتاور دندانه، ابتدا ساختار کلی موتور از نظر ترکیب شیار/قطب مناسب تعیین می شود و سپس به بهینه سازی شکل آهنربا که مهم ترین عامل در میزان گشتاور دندانه است پرداخته می شود. در این بهینه سازی با استفاده از تحلیل اجزا محدود دو بعدی به طور همزمان دو پارامتر ابعادی آهنربا بهینه می گردند. موتور طراحی شده، ساخته شده و تست های مربوطه بر روی آن انجام شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی و عملی به یکدیگر نزدیک بوده و نشان می دهد با طراحی انجام شده موتور گشتاور دندانه بسیار ناچیزی دارد.

کلیدواژه ها:

موتور سنکرون آهنربای دایم ، گشتاور دندانه ، کنترل موقعیت دقیق ، ترکیب قطب/شیار ، بهینه سازی شکل آهنربا