محاسبه نيروي محركه القايي در ماشين سنكرون شارمحوري بدون آهن‌ربا به روش تحليلي

Computation of the EMF in an Axial Flux PM less Machine using Analytical Method

در اين مقاله يك روش تحليلي براي محاسبه نيروي محركه القايي در سيم‌پيچي استاتور ماشين سنكرون شارمحوري بدون آهن‌ربا ارائه شده‌است. در اين روش از پتانسيل مغناطيسي اسكالر براي محاسبه چگالي شارمغناطيسي در فاصله هوايي و ناحيه سيم‌پيچي استاتور استفاده شده‌است. معادله لاپلاس در نواحي مختلف ماشين حل شده و پتانسيل مغناطيسي اسكالر به‌دست آمده‌است، سپس چگالي شار مغناطيسي از روي پتانسيل مغناطيسي اسكالر، در فاصله هوايي محاسبه شده‌است. درنهايت نيروي محركه القايي در سيم‌پيچ‌هاي استاتور محاسبه شده‌است. اين روش تحليلي داراي زمان محاسباتي بسيار كمتري نسبت به نرم‌افزارهاي المان محدود مي‌باشد، ازاينرو مي‌تواند در طراحي و بهينه‌سازي ماشين سنكرون شارمحوري بدون آهن‌ربا مورد استفاده قرار گيرد. در نهايت اعتبارسنجي نتايج روش تحليلي ارائه‌شده با استفاده از نتايج آزمايشگاهي انجام شده‌است.

In this paper an analytical method for electromotive force (EMF) calculation in an axial flux PM less machine is presented. The analytical method uses the scalar magnetic potential to calculate the magnetic flux density at air gap and winding regions. Laplace equation is solved in several regions of machine and the scalar magnetic potential is calculated, then the magnetic flux density is computed using scalar magnetic potential. Finally the EMF in the stator windings is calculated. This analytical method requires less computational time than conventional finite element methods and is therefore suitable for designing and optimization purposes. The proposed analytical model validated by comparing its results to corresponding 3D finite element analysis as well as experimental results.