مدل‌سازی عملکرد حالت دائمی موتور هیسترزیس استوانه‌ای معکوس شارمحیطی با استفاده از روش اجزاء محدود

نویسندگان

دانشگاه صنعتی شاهرود - دانشکده مهندسی برق و رباتیک

چکیده

در این مقاله یک الگوریتم تکراری جدید برای مدل‌سازی موتور هیسترزیس استوانه‌ای طرح معکوس (با روتور بیرونی) شارمحیطی با استفاده از روش اجزاء محدود ارائه شده است. در این الگوریتم به ازای هر ولتاژ ترمینال موردنظر، از دو حلقه تکرار، یکی برای یافتن جریان تحریک سیم‌پیچی استاتور و دیگری برای پیدا کردن ولتاژ فاصله هوایی استفاده می‌شود. به دلیل چندمقداره بودن مشخصه هیسترزیس و درنتیجه عدم امکان معرفی مستقیم آن به اکثر نرم‌افزارهای اجزاء محدود رایج، از تزویج یک محیط برنامه‌نویسی و یک نرم‌افزار اجزاء محدود بهره گرفته شده است. با برقراری این تزویج، در هر یک از تکرارهای داخلی الگوریتم، معرفی حلقه هیسترزیس به مدل اجزاء محدود موتور از طریق اعمال جریان به سیم‌پیچ‌های استاتور و توزیع فضایی مغناطیس‌شوندگی به رینگ هیسترزیس انجام می‌شود. همچنین، به‌منظور فراهم آمدن امکان مقایسه نتایج مدل‌سازی اجزاء محدود، یک الگوریتم مدل‌سازی تکراری بر پایه روابط تحلیلی نیز برای این موتور ارائه شده است. نتایج مدل‌سازی‌ها به هر دو روش اجزاء محدود و تحلیلی با دقت مناسبی به یکدیگر نزدیک می‌باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Finite Element Modeling of an Inversed Design Circumferential Flux Cylindrical Hysteresis Motor in Steady State Condition

نویسندگان [English]

  • A. Darabi
  • A. Behniafar
  • H. Tahanian
  • H. Yoosefi
Faculty of Electrical and Robotic Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
چکیده [English]

This paper presents a new iterative algorithm for finite element modelling of an inversed design (outer rotor)  circumferential flux cylindrical hysteresis motor. Proposed algorithm consists of two iteration loops for each input voltage, one to find the exciting current of the stator winding and the other for the air-gap voltage. Due to hysteresis characteristic being multi-valued which leads to the impossibility of direct introduction to the most of common finite element software, coupling a programming environment and the finite element software is employed. Employment of this coupling in each one of the interior iterations, the hysteresis loop is introduced to the finite element model of the motor via applying exciting current to the stator windings and spatial distribution of magnetization to hysteresis ring. Also, in order to create comparison possibility of the finite element results, an iterative modeling algorithm based on analytical equations is presented. It is shown that the results of both modeling methods are closed to each other with good accuracy.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hysteresis motor
  • inverse design
  • circumferential flux
  • Modeling
  • finite element method