دانلود مقاله ترجمه شده طراحی و مقایسه ماشین های مغناطیسی دائمی ورنیه – 2011 IEEE

طراحی و مقایسه ماشین های مغناطیسی دائمی ورنیه

Design and Comparison of Vernier Permanent Magnet Machines

1-مقدمه

2- اصول کلی عملیات

الف-اصول عملیات

ب- تحلیل کلی VPM ها

پ- تحلیل ساختار VPM ویژه

د- ساختار ماشینی VPM های پیشنهادی

3- تجزیه و تحلیل اجزای محدود

4- نتیجه گیری

منابع

ماشین های مغناطیسی دائمی ورنیه (VPM) را می توان برای برنامه های کاربردی محرکه مستقیم توسط مزیت چگالی گشتاور و راندمان بالا استفاده کرد. هدف از این مقاله، توسعه یک خط مشی کلی طراحی ماشین های VPM کم سرعت split-slot ، تعمیم اصول کلی عملیات، و نشان دادن رابطه بین تعدادی از اسلات های استاتور، قطب های سیم پیچ(کویل)، زوج قطب آهنربای دائمی (PM)، در نتیجه پی ریزی یک ساختار مستحکم برای طراحی انواع ماشین هایVPM است. با توجه موقعیتهای PM، سه ماشین VPM طراحی شده جدید در این مقاله ارائه شده اند: 1) ماشین ورنیه rotor-PM 2) ماشین stator-tooth-PM ، و3) ماشین ورنیه stator-yoke-PM . شکل موجهای نیروی برق ران برگشتی (back-EMF)، گشتاور استاتیک و توزیع میدان فاصله هوایی با استفاده از روش اجزاء محدود Time-stepping (TS-FEM) پیش بینی شده اند. کارایی و عملکرد ماشین های VPM پیشنهاد شده مقایسه و گزارش شده است.

4- نتیجه گیری

در این مقاله، یک خط مشی کلی طراحی برای ماشین های VPM کم سرعت split-slot بسط داده شده است، که اصول کلی عملیات و رابطه میان اسلات های استاتور، قطب های سیم پیچ، و عدد زوج قطب PM را نشان می دهد. سه ماشین VPM از جمله ماشین ورنیه rotor-PM ، ماشین stator-tooth-PM ، و ماشین ورنیه stator-yoke-PM طراحی و ایجاد شده اند، شکل موجهای back-EMF ، گشتاور استاتیک و توزیع میدان فاصله هوایی توسط TS-FEM پیش بینی شده اند. نتایج تجزیه و تحلیل TS-FEMبا تجزیه و تحلیل تئوری هم ارزند. از مقایسه می توان نتیجه گرفت که، ماشین روتور PM دارای بالاترین چگالی گشتاور و کمترین گشتاور دندانه ای است و یک طرح امیدوار کننده برای برنامه های کاربردی محرکه مستقیم می باشد. با این حال، با توجه به هزینه PMماشین ورنیهstator-tooth-PM (دندانه ای استاتور) در مقایسه با همتایان خود از حداقل مواد PM استفاده می کند.

Vernier permanent magnet (VPM) machines can be utilized for direct drive applications by virtue of their high torque density and high efficiency. The purpose of this paper is to develop a general design guideline for split-slot low-speed VPM machines, generalize the operation principle, and illustrate the relationship among the numbers of the stator slots, coil poles, permanent magnet (PM) pole pairs, thereby laying a solid foundation for the design of various kinds of VPM machines. Depending on the PM locations, three newly designed VPM machines are reported in this paper and they are referred to as 1) rotor-PM Vernier machine, 2) stator-tooth-PM Vernier machine, and 3) stator-yoke-PM Vernier machine. The back-electromotive force (back-EMF) waveforms, static torque, and air-gap field distribution are predicted using time-stepping finite element method (TS-FEM). The performances of the proposed VPM machines are compared and reported.

IV- CONCLUSION

In this paper, a general design guideline for split-slot lowspeed VPM machines is developed, which illustrates the operation principle and the relationship among the stator slots, coil poles, and PM pole-pair number. Three VPM machines including rotor-PM Vernier machine, stator-tooth-PM Vernier machine, and stator-yoke-PM Vernier machine are designed and their back-EMF waveforms, static torque, and air-gap field distribution are predicted by TS-FEM. The TS-FEM analysis results agree well with the theoretical analysis. From the comparison results, the rotor-PM machine has the highest torque density and the lowest cogging torque and is a promising design for direct-drive applications. However, when considering the PM cost, the stator-tooth-PM Vernier machine uses the least PM materials when compared to its counterparts.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

طراحی و مقایسه ماشین های مغناطیسی دائمی ورنیه

Design and Comparison of Vernier Permanent Magnet Machines