دانلود پروژه:بهینه سازی موتور سنکرون آهنربای دائم خطی یک طرفه

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                            صفحه

چکیده: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 1

فصل اول: کلیات تحقیق……………………………………………………………………………………………………………………………………. 2

1-1مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 3

1-2 پیشینه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4

1-3 ساختار پایان نامه…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5

فصل دوم: معرفی موتور سنکرون خطی…………………………………………………………………………………………………………… 6

2-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 7

2-2 مقایسه بین موتورهای دوار و موتورهای خطی……………………………………………………………………………………………….. 8

2-3 تفاوت ماشین سنکرون خطی و القایی خطی……………………………………………………………………………………………….. 13

2-3-1 ساختار رتور…………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 13

2-3-2 منابع تغذیه…………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 13

2-3-3 اثرات انتهایی جریان گردابی……………………………………………………………………………………………………………………. 13

2-3-4 نیروی نرمال……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 14

فصل سوم: ساختار موتور سنکرون خطی……………………………………………………………………………………………………… 15

3-1 پیکربندی موتور سنکرون خطی…………………………………………………………………………………………………………………… 16

3-1-1 موتورهای مغناطیس دائم با ریل واکنشی اکتیو……………………………………………………………………………………….. 16

3-1-2 موتورهای مغناطیس دائم با ریل واکنشی پسیو……………………………………………………………………………………….. 26

3-1-3 موتورهای با تحریک الکترومغنایسی………………………………………………………………………………………………………… 26

3-1-4 موتورهای با سیستم تحریک ابررسانا……………………………………………………………………………………………………….. 27

3-1-5- موتورهای رلوکتانس متغیر……………………………………………………………………………………………………………………. 29

3-1-6 موتورهای پله ای…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 31

3-1-7  موتورهای سوئیچ رلوکتانس……………………………………………………………………………………………………………………. 33

فصل چهارم: مدل سازی و بهینه سازی…………………………………………………………………………………………………………. 39

4-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 40

4-2روش مدار معادل مغناطیسی با عناصر فشرده……………………………………………………………………………………………….. 40

4-3 روش جریان مغناطیس کنندگی معادل……………………………………………………………………………………………………….. 41

4-4روش بارهای مغناطیسی فرضی معادل………………………………………………………………………………………………………….. 41

4-5 بهینه سازی موتور سنکرون خطی یک طرفه……………………………………………………………………………………………….. 42

4-5-1 بهینه سازی موتور سنکرون خطی آهنربای دائم بدون شیار به منظور بهبود نیروی رانش و حجم کم مس

و آهنربای مصرفی……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 45

4-5-2 بهبود چگالی نیروی رانش در موتور سنکرون خطی آهنربای دائم شیاردار……………………………………………….. 45

4-4-5-1- ارزیابی نتایج…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 49

فصل پنجم: جمع بندی و پیشنهادها……………………………………………………………………………………………………………… 50

5-1 نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 51

5-2- پیشنهادات………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 52

منابع و مأخذ:……………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 53

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                      صفحه

جدول (2-1) مقایسه تولید حرکت خطی به وسیله موتور دوار و تولید حرکت خطی به وسیله موتور خطی[4]………. 9

جدول (3-1): مقایسه بین ساختار شیاردار و بدون شیار موتور سنکرون خطی [3]……………………………………………… 21

جدول (3-2): مقایسه بین بعضی خواص ساختار بدون شیار یا هسته آهنی و هسته هوایی و ساختار شیاردار موتور سنکرون خطی [13]……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 22

جدول ( 3-3): مقایسه موتورهای خطی با ساختارهای متفاوت [19]…………………………………………………………………… 25

جدول ( 3-4): مقایسه موتورهای خطی با چیدمان آهنربای متنوع [19]…………………………………………………………….. 25

جدول ( 3-5): مقایسه موتورهای خطی شار محوری و شار عرضی [19]……………………………………………………………… 26

جدول (4-1) مشخصات مدل اصلی…………………………………………………………………………………………………………………….. 42

جدول (4-2) قیود طراحی………………………………………………………………………………………………………………………………….. 43

جدول(4-3) پارامترهای الگوریتم ژنتیک…………………………………………………………………………………………………………….. 44

جدول (4-4) پارامترها و ابعاد بهینه موتور…………………………………………………………………………………………………………… 45

جدول (4-5) مشخصات مدل اصلی و بهینه سازی شده………………………………………………………………………………………. 45

جدول (4-6) مشخصات مدل اصلی……………………………………………………………………………………………………………………… 46

جدول (4-7) قیود طراحی………………………………………………………………………………………………………………………………….. 47

جدول(4-8) پارامترهای الگوریتم ژنتیک…………………………………………………………………………………………………………….. 48

جدول (4-9) ابعاد بهینه موتور……………………………………………………………………………………………………………………………. 48

جدول (4-10) نتایج حاصل از بررسی موتورها…………………………………………………………………………………………………….. 49

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                                                      صفحه

شکل (2-1) ایجاد حرکت خطی به وسیله موتورهای خطی بدون واسطه های مکانیکی [2]…………………………………… 8

شکل (2-2) : بریدن و بازکردن موتور الکتریکی دوار [2]…………………………………………………………………………………….. 10

شکل (2-3) : دو نیم کردن و فشردن یک موتور الکتریکی دوار [2]…………………………………………………………………….. 10

شکل (2-4): دوباره لوله کردن برای رسیدن به پیکربندی موتور خطی لوله ای [2]……………………………………………… 11

شکل (2-5): موتور سنکرون آهنربای دائم خطی [2]………………………………………………………………………………………….. 11

شکل (3-1): موتورهای سنکرون خطی تخت یک طرفه با هسته آرمیچری شیاردار و ( a) آهنربای سطحی،

 (b) آهنربای درونی. 1- آهنربا ، 2- فولاد، 3- یوغ [7]……………………………………………………………………………………….. 17

شکل (3-2):توزیع شار مغناطیسی در بخش های طولی موتورهای سنکرون خطی از نوع آهنربای دائم درونی:(a)

 یوغ غیرفرومغناطیس ، (b) یوغ فرومغناطیس [7]……………………………………………………………………………………………… 17

شکل (3-3):موتورهای سنکرون تخت یطرفه ……………………………………………………………………………………………………… 18

شکل ( 3-4): موتورهای سنکرون خطی با آهنربای دائم با آرایش هالباخ. 1-………. آهنربای دائم، 2- یوغ فرومغناطیس

 [8]……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 18

شکل ( 3-5): دمپرهای موتورهای سنکرون خطی با آهنربای دائم سطحی : (a ) پوشش آلومینیوم، ( b)

کفشک های قطب فولادی . 1- آهنربای دائم ، 2- دمپر ، 3- یوغ [7]…………………………………………………………………. 19

شکل ( 3-6): آهنرباهای مورب در موتورهای سنکرون خطی تخت : (a) یک ردیف، ( b ) دو ردیف [7]……………… 20

شکل (3-7):  آهنربای مورب در ساختار موتور سنکرون خطی از نمای بالا [9]……………………………………………………. 20

شکل (3-8): موتور سنکرون خطی تخت دوطرفه با آهنربای دائم [12]……………………………………………………………….. 21

شکل ( 3-9): موتورهای سنکرون خطی بدون شیار با آهنربای دائم : (a) یک طرفه با آرمیچر با هسته آهنی،

 (b) دو طرفه با سیم پیچی آرمیچر داخلی با هسته هوایی [14]…………………………………………………………………………. 22

شکل (3-10) موتور سنکرون خطی آهنربای دائم [16]………………………………………………………………………………………. 23

شکل (3-11) موتورهای سنکرون خطی لوله ای شیاردار یک طرفه با آهنربای دائم : (a) با سیستم آرمیچر

 خارجی (b) با سیستم تحریک خارجی [7]………………………………………………………………………………………………………… 24

شکل ( 3-12): موتور سنکرون خطی آهنربای دائم لوله ای با آرایش هالباخ [17]……………………………………………….. 24

شکل ( 3-13): موتور سنکرون خطی شار عرضی با آهنربای دائم [12]……………………………………………………………….. 25

شکل (3-14): موتور سنکرون خطی هموپلار آهنربای دائم با ریل واکنشی پسیو 1- آهنربا 2- سیم پیچی

آرمیچر 3- ورق های آرمیچر 4- یوغ 5- ریل واکنشی [7]………………………………………………………………………………….. 27

شکل (3-15): موتور سنکرون خطی آهنربای دائم یک طرفه با یک ریل واکنشی پسیو . 1- آهنربا،

2- سیم پیچی آرمیچر، 3- ورق های آرمیچر ، 4- یوغ ، 5- ریل واکنشی فرومغناطیس [7]……………………………….. 27

شکل (3-16): سیستم تحریک الکترومغناطیسی یک موتور سنکرون خطی تخت یک طرفه با هسته آهنی………….. 28

شکل (3-17): موتور سنکرون خطی سه فاز با هسته هوایی با سیستم تحریک ابررسانا ، 1- سیم پیچ های آرمیچر ، 2- سیم پیچ های تحریک ابررسانا [7]………………………………………………………………………………………………………………………………………… 29

شکل ( 3-18): موتور رلوکتانسی سنکرون خطی [21]……………………………………………………………………………………….. 29

شکل ( 3-19): موتورهای رلوکتانسی سنکرون خطی تخت یک طرفه [22]………………………………………………………… 30

شکل ( 3-20): موتورهای رلوکتانسی سنکرون خطی تخت دوطرفه با اولیه متحرک [17]…………………………………… 30

شکل (3-21): موتورهای رلوکتانسی سنکرون خطی لوله ای [21]………………………………………………………………………. 31

شکل (3-22): عملکرد یک موتورهای خطی پله ای با ساختار هیبرید[7]……………………………………………………………. 31

شکل (3-23): شکل موج جریان¬های تغذیه کننده موتورهای خطی پله¬ای با ساختار هیبرید[23]………………….. 32

شکل ( 3-24): موتور پله ای خطی هیبرید با یک جلو برنده چهاربخشی برای فراهم کردن حرکت در راستای x,y    1- جلوبرنده در راستای x ، 2- جلوبرنده در راستای y ، 3- ریل ، 4- فاصله هوایی [7]………………………………………………………….. 33

شکل (3-25): موتور سوئیچ رلوکتانس خطی سه فاز تخت یک طرفه [21]…………………………………………………………. 34

شکل(3-26): موتور سوئیچ رلوکتانس دوار………………………………………………………………………………………………………….. 34

شکل (3-27): موتور سوئیچ رلوکتانس خطی سه فاز تخت دو طرفه [12]…………………………………………………………… 35

شکل ( 3-28): موتور سوئیچ رلوکتانس خطی لوله ای…………………………………………………………………………………………. 36

شکل (4-1) توپولوژی موتور……………………………………………………………………………………………………………………………….. 42

شکل (4-2) فلوچارت الگوریتم ژنتیک………………………………………………………………………………………………………………… 44

شکل (4-3) بهبود تابع برازندگی…………………………………………………………………………………………………………………………. 44

شکل (4-4) توپولوژی موتور سنکرون خطی یک طرفه شیاردار……………………………………………………………………………. 46

شکل (4-5) فلوچارت برای بهینه سازی موتور با استفاده از الگوریتم ژنتیک………………………………………………………… 48