Abstract

This paper presents the design and operation of a two-phase four-two pole switched reluctance motor (SRM) for a high-speed air blower. The air blower has unidirectional rotation and requires a wide positive torque region without torque dead zone. In order to achieve the requirements, a nonuniform air gap with asymmetric inductance profile is considered. For a flattop torque with a low torque ripple, the nonuniform air gap is also effective. Based on the output torque analysis at the rotor position for the given air gap, the air gap is modified to reduce the torque ripple. The optimized air gap at a given position cannot feel the effect of the air gap at a previous rotor position. Therefore, the output torque cannot fully satisfy the target torque in one optimization process. In order to satisfy the target torque and reduce the torque ripple, the second optimization process is implemented considering the output torque of the initial optimization process. The second target torque is determined by the torque error of the initial output torque and target torque of the first process. From this optimization sequence, the final air gap, as a function of the rotor position, can be determined to satisfy the torque ripple requirement. The proposed high-speed four-two pole SRM is tested to verify the high-efficiency and low-acoustic-noise characteristics

 چکیده

این مقاله طراحی و عملکرد یک موتور سوئیچ رلوکتانسی (SRM) دو فاز چهار-دو قطبی را برای کاربرد دمنده­ی هوای سرعت بالا ارائه می­دهد. دمنده­ی هوا چرخش یک ­جهتی داشته و نیازمند ناحیه ­ی گشتاور مثبت وسیع بدون ناحیه­ ی مرده­ی گشتاور است. برای برآورده ساختن این نیازها، یک فاصله­ ی هوایی غیریکنواخت با پروفایل اندوکتانس نامتقارن در نظر گرفته شده است. برای گشتاور بالا مسطح با ریپل گشتاور کم، فاصله­ ی هوایی غیریکنواخت نیز موثر است. بر اساس تحلیل گشتاور خروجی در موقعیت روتور برای یک فاصله­ ی هوایی مشخص و به منظور کاهش ریپل، گشتاور فاصله هوایی اصلاح شده است. فاصله­ ی هوایی بهینه در یک موقعیت مشخص، نمی­ تواند تاثیر فاصله­ی هوایی در موقعیت قبلی روتور را حس کند. بنابر این، گشتاور خروجی نمی­تواند هدف گشتاوری را در یک فرآیند بهینه­ سازی به طور کامل برآورده سازد. به منظور برآورده کردن هدف گشتاوری و کاهش ریپل گشتاوری، دومین فرآیند بهینه ­سازی با در نظرگرفتن گشتاور خروجی فرآیند بهینه ­سازی اولیه پیاده­سازی شد. گشتاور هدف دوم توسط خطای گشتاور حاصل از گشتاور خروجی اولیه و گشتاور هدف فرآیند اول تعیین شده­است. با این ترتیب بهینه­ سازی، برای برآورده­ سازی نیازمندی­های ریپل گشتاور، فاصله­ ی هوایی نهایی به عنوان تابعی از موقعیت روتور می­تواند تعیین­ شود.SRM چهار-دو قطبی سرعت بالای ارائه شده برای صحت­ سنجی مشخصات بازدهی  بالا و نویز صوتی پایین آزمایش شده است.

1-مقدمه

اخیرا، درایوهای موتور سرعت بالا توجه زیادی را در زمینه­ ی کارکردهای عملی کاهش اندازه­ی سیستم و افزایش بازدهی به خود جلب کرده­اند. به­ خصوص، درایوهای دمنده­ ها، کمپرسورها، پمپ­ها و دوک­های نخ­ریسی کاربردهای مناسبی برای درایوهای موتوری سرعت بالا هستند و تقاضا برای سیستم­های موتوری سرعت بالا با توجه به نیازهای بازار صنعتی افزایش یافته است. تحقیقات روی سیستم­های عملی مانند ماشین­های الکتریکی مختلف ماشین­های القایی، ماشین­های مغناطیس دائم و موتورهای سوئیچ رلوکتانسی(SRMا)، به سطح کاربردهای سرعت بالا رسیده­است...