Abstract
In this paper, we use a detailed magnetic equivalent circuit (MEC) to improve the analysis accuracy in modeling of electrical machines. We do this for those areas in which the flux routes and consequently the so-called flux tubes are not easily definable (e.g., the air gap or saturated parts). In deriving the MEC, we represent these parts by a detailed reluctance network. Moreover, for those parts in which the saturation usually happens, we implement a nonlinear model. The resultant network is complex and contains a large number of nodes. In order to reduce the processing time, we use a novel reduced order model to simplify the network. This reduced model makes the analysis process faster without missing the accuracy of information in the predefined parts of the machine. Finally, we apply the methods to an axial-flux permanent-magnet motor. The experimental results verify the compatibility between the simulation and laboratory results
چکیده
در این مقاله، ما از یک مدار معادل مغناطیسی دقیق (MEC) برای بهبود دقت تحلیل در مدل‌سازی ماشین‌های الکتریکی استفاده می‌کنیم. ما این مدل را برای حوزه‌هایی مورد استفاده قرار می‌دهیم که در آن مسیرهای شار و توالی‌های شار که در واقع تیوب‌های شار نامیده می‌شوند، به راحتی قابل‌تعریف نباشند (مثلاً در فاصله هوایی و یا بخش‌های اشباع شده). در استخراج مدل MEC، این بخش‌ها را با یک شبکه رلوکتانسی دقیق نمایش می‌دهیم. علاوه بر این، برای قسمتی از بخش‌هایی که در آن، فرایند اشباع معمولاً رخ می‌دهد، یک مدل غیرخطی را پیاده‌سازی می‌کنیم. شبکه رلوکتانسی پیچیده بوده و دارای تعداد زیادی نود می‌باشد. به‌منظور کاهش زمان پردازش، ما از یک مدل جدید تحت عنوان مدل مرتبه کاهش‌یافته برای ساده‌سازی شبکه استفاده می‌کنیم. این مدل کاهش‌یافته پروسه تحلیل را بدون اینکه دقت اطلاعات در قسمت‌های از پیش تعریف شده ماشین تحت تأثیر قرار گیرد، تسریع می‌کند. در نهایت، این روش‌ها را روی یک موتور مغناطیس دائمی شار محوری اعمال می‌کنیم. نتایج عملی تأییدکننده مطابقت نتایج شبیه‌سازی و نتایج آزمایشگاهی می‌باشد.
1-مقدمه
چگالی گشتاور بالا در موتورهای آهنربای دائم (PM) آن‌ها را به گزینه‌های جذابی در کاربردهای صنعتی تبدیل کرده است (شکل 1 یک موتور PM ی شار محوری را نشان می‌دهد). در عمل، این نوع از موتورها با اینورترها تغذیه می‌شوند. این ترکیب، یک سیستم پیچیده را ازنظر تحلیلی تشکیل می‌دهد. یک مدل مناسب از ماشین الکتریکی، نقش بسیار مهمی را در مطالعات آن ماشین ایفا می‌کند. این مدل مستلزم این است که از دقت بالایی برخوردار بوده و سرعت شبیه‌سازی آن نیز بالا باشد. اگرچه مقالات متعددی در این حوزه وجود دارد، اما مدل‌سازی ماشین‌های الکتریکی همچنان یک چالش بزرگ محسوب شده و موضوع تحقیقاتی جالبی است....