مدل‌سازی تحلیلی ناهممحوری روتور در ماشین ورنیه آهن‌ربایی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده فنی مهندسی دانشگاه شهرکرد

2 دانشیار، گروه برق دانشگاه شهرکرد

3 دانشیار، داشنکده فنی مهندسی دانشگاه شهرکرد

doi
چکیده

در این مقاله مولفه​های چگالی شار ناشی از آهن‌رباهای روتور و جریان سیم‌پیچی آرمیچر در ماشین ورنیه آهن‌ربایی در شرایط ناهم​محوری روتور به‌صورت تحلیلی محاسبه می‌شوند. در مدل استفاده شده، اثر دندانه‌های واقعی و مجازی استاتور ماشین ورنیه در نظر گرفته شده و جهت ساده‌سازی روند مدل‌سازی از نگاشت‌های هم‌نوا همچون شوارتز کریستوفل استفاده شده است. همچنین از حل معادله لاپلاس و روش جداسازی متغیرها جهت یافتن چگالی شار فاصله هوایی ناشی از آهن‌رباهای روتور و واکنش آرمیچر بهره برده شده است. در فرایند مدل​سازی جهت کنار زدن محدودیت‌های استفاده از روش‌های بر پایه نگاشت‌های هم­نوا، از مفهوم جریان مغناطیسی معادل برای آهن‌ربای روتور و سیم‌پیچی آرمیچر استفاده شده است. در واقع آهن‌رباهای روتور با یک جریان سطحی معادل روی روتور، و سیم‌پیچی آرمیچر با یک جریان سطحی در دهانه دندانه‌های واقعی استاتور ماشین ورنیه جایگزین می‌شوند. با توجه به این‌که در ماشین معادل به‌دست‌آمده رابطه​ حاکم از نوع رابطه لاپلاس است، هیچ​گونه نگرانی از بابت استفاده از نگاشت‌های هم​نوا وجود ندارد. پس از یافتن مولفه‌های چگالی شار فاصله هوایی ناشی از آهن‌رباهای روتور و جریان آرمیچر، گشتاور دندانه​ای و گشتاور الکترومغناطیسی محاسبه می‌شوند. در نهایت نتایج به‌دست‌آمده توسط روش اجزا محدود تایید می‌گردند.