ارزيابي عملكرد چرخ‌دنده‌هاي مغناطيسي شار-شعاعي، مبتني بر بهبود گشتاور با استفاده از آرايه هالباخ

كارشناسي ارشد

از مهمترين موانع گسترش چرخ‌دنده‌هاي مغناطيسي مي‌توان به پايين بودن چگالي گشتاور آن نسبت به همتايان مكانيكي خود، اشاره كرد. اخيرا روش‌هاي جديدي به منظور افزايش چگالي گشتاور انجام گرفته است كه مهمترين آن، استفاده از ساختار استاتور سيم‌پيچي‌ شده مي‌باشد. علاوه بر اين ساختار، به منظور توليد توان بادي با حجم كمتر، از مدل جديدي تحت عنوان ادغام چرخ‌دنده و ژنراتور الگو گرفته شده است. در اين پايان نامه ابتدا به طور كلي طريقه عملكرد و علت نياز به چرخ‌دنده مكانيكي كه عنصر اصلي و جدا ناپذير صنعت مي‌باشد، توضيح داده شده و علاوه بر موارد بيان شده، به اهميت موضوع از منظر اقتصادي، در كاربرد توربين‌هاي بادي پرداخته شده است. سپس بررسي مختصري بر روي چرخ‌دنده¬هاي مكانيكي و مغناطيسي و سير تكاملي آن انجام گرفته است. مزايا و معايب هر كدام از اين دو نوع، مورد بررسي قرار گرفته است. علاوه بر اين موارد، به بررسي طرح‌هاي مختلف آهنرباهاي دائم موجود در چرخ‌دنده‌هاي مغناطيسي، پرداخته شده‌است. برخي مدل¬هاي اوليه از چرخ‌دنده¬هاي مغناطيسي و روند پيدايش انواع آن¬ها، بررسي شده‌است. در ادامه، بروي روند چرخ‌دنده‌هاي استاتور سيم‌پيچي شده و كاربرد اين نوع ماشين‌ها در صنايع توربين‌هاي بادي و خودروهاي الكتريكي، مطالعه شده‌است. همچنين، روند چرخ‌دنده‌هاي مغناطيسي ادغام شده با ژنراتور و نحوه‌ي كاركرد آن، تحقيق شده‌است. در ادامه، ساختار و اصول عملكرد چرخ‌دنده¬هاي مغناطيسي مرسوم و ميدان‌هاي مغناطيسي موجود در فواصل هوايي و گشتاورهاي منتج، بررسي شده‌است. سپس، در ادامه به نحوه‌ي عملكرد چرخ‌دنده‌هاي مغناطيسي استاتور سيم‌پيچي شده داراي سيستم انتقال قدرت ثابت و سيستم انتقال قدرت متغير پرداخته و نيز ساختارهاي مختلف آهنرباهاي دائم موجود در رتورها به تفكيك بيان شده‌اند و نيز به تحليل طرح پيشنهادي مذكور نيز پرداخته مي‌شود و سپس به بررسي عملكرد چرخ‌دنده‌هاي مغناطيسي ادغام شده با ژنراتور و نحوه‌ي توزيع آهنرباهاي دائم در رتورها، پرداخته شده‌است. در ادامه، مدل پيشنهاد شده در چرخ‌دنده‌ي مغناطيسي استاتور سيم‌پيچي شده و مدل جديد ارائه شده در چرخ‌دنده مغناطيسي ادغام شده با ژنراتور، مورد ارزيابي قرار گرفته است و با ساير همتايان خود مقايسه شده‌است و نتايج آن تشريح شده‌است. در اين راستا نرم افزار Ansoft Maxwell براي بررسي حالات و پارامترهاي مذكور مورد استفاده قرار گرفته است. كلمات كليدي: چرخ‌دنده‌ي مغناطيسي، توربين بادي، آهنرباي دائم، چرخ‌دنده‌ي مغناطيسي استاتور سيم‌پيچي شده، چگالي گشتاور، چرخ‌دنده ادغام شده با ژنراتور

190796

دانشگاه علم و صنعت ايران

الكترونيك قدرت

دكتر حسين حيدري