مدل‌سازي ماشين القايي روتور سيم‌ پيچي شده با اثر اشباع از طريق مدار معادل مغناطيسي تعميم‌يافته

Wound Rotor Induction Machine Modeling with Saturation Effect using Modified Magnetic Equivalent Circuit

در اين مقاله، مدل‌سازي ماشين القايي روتور سيم‌پيچي شده با استفاده از مدار معادل مغناطيسي تعميم‌يافته انجام‌شده است. به‌طوركلي درروش مدار معادل مغناطيسي دودسته معادلات، مشتمل بر معادلات ديفرانسل خطي (مربوط به بخش الكتريكي) و معادلات جبري غيرخطي (مربوط به بخش‌هاي مغناطيسي هسته) وجود دارد كه در مقالات مختلف براي مدل‌سازي ماشين از اين طريق، به‌طور جداگانه بررسي‌شده است. چنين روشي سبب پيچيده شدن مدل‌سازي گرديده و در برخي حالات نيز سبب از دست دادن بخشي از رفتار ديناميكي ماشين مي‌شود. در اين مقاله، پس از تبديل معادلات ديفرانسيل موجود از طريق روش انتگرال‌گيري ذوزنقه‌اي و تركيب آن با معادلات جبري، يك دسته معادلات جبري غيرخطي از طريق روش نيوتن-رافسون حل‌شده كه اين فن به‌عنوان نوآوري اين تحقيق معرفي مي‌گردد. روش ارائه‌شده براي يك ماشين با انواع تعداد شيار در روتور و استاتور، تعداد قطب دلخواه، نوع و تعداد لايه‌هاي سيم‌پيچي مختلف و همچنين منحني مغناطيس شوندگي دلخواه، معرفي گرديده و براي مدل‌سازي ساير انواع ماشين‌هاي الكتريكي نيز قابل‌تعميم خواهد بود. درنهايت، مدل معرفي‌شده طريق شبيه‌سازي المان محدود، اعتبارسنجي شده است.

In this paper, wound rotor induction modeling has been presented by modified Magnetic-Equivalent-Circuit (MEC). Generally, there are two separate sets of equations which are differential equations (relative to electrical part) and nonlinear algebraic equations (relative to core’s magnetic parts) which were solved separately in previous works. This caused to ambiguous manner and some of dynamic behaviors may be loss. In this paper the differential equations are converted to algebraic equations by trapezoidal method and a set of nonlinear equation are solved by Newton-Raphson technique. This manner is introduced as the paper novelty. Proposed manner is capable to modeling of a wound rotor machine with given slot and poles number and also arbitrary magnetization curve. Moreover, another machine types could be modeled by proposed method. Finally, performed validation by Finite-Element-Method shows the effectiveness of proposed method.