تحليل حرارتي و ارتعاشي يك ماشين Vernier PM دو استاتوري Consequent-Pole با چگالي گشتاور بالا جهت كاربرد در خودروهاي الكتريكي

ماشين Vernier PM به عنوان يك ماشين با گشتاور بالا و سرعت پايين شناخته مي‌شود كه داراي مزاياي مختلفي از جمله چگالي گشتاور بالاتر، حجم ماده PM كمتر، گشتاور دندانه‌اي پايين‌تر، بهبود كارايي و ساختار ساده‌تر و مقاوم‌تر در مقايسه با ساير ساختارهاي ارائه شده بر مبناي مغناطيس دائم مي‌باشد. اين ماشين‏ها گزينه مناسبي براي استفاده در خودروهاي الكتريكي هستند. يكي از ساختارهاي ارائه شده كه براي اين منظور مناسب است، ساختار ماشين Dual-Stator Consequent-Pole Vernier PM (DS-CP-VPM) است كه چگالي گشتاور بالا، مشخصات كاركردي مطلوب و حجم آهنرباي مصرفي كمتري دارد. اما براي طراحي كامل اين ساختار بايد مطالعات مكانيكي شامل مطالعات حرارتي و ارتعاشي نيز روي ساختار الكترومغناطيسي طراحي شده صورت گيرد. اهميت اين مسئله به دليل هندسه متفاوت ماشين‌هاي شار شعاعي معمولي، نيروهاي مغناطيسي نامتعادل و محدوديت‌هاي مكانيكي و حرارتي مي‌باشد. در اين مقاله، طراحي سيستم انتقال حرارت و ساختار مكانيكي ماشين DS-CP-VPM صورت گرفته و مطالعات حرارتي و ارتعاشي انجام شده است. متغيرهاي طراحي بر اساس آناليز حساسيت با استفاده از روش اجزاي محدود انتخاب شده‌اند. چندين محدوديت طراحي در ابعاد هندسي، چگالي جريان و چگالي شار مغناطيسي در مناطق مختلف و نيروهاي مكانيكي درنظر گرفته شده است. نتايج حاصل براي يك ماشين 10 كيلو وات با گشتاور 2 كيلو نيوتن متر براي كاربرد وسيله نقليه الكتريكي با استفاده از روش اجزاي محدود سه بعدي تأييد مي‌شود. در اين مقاله تجزيه و تحليل حرارتي – مكانيكي موتور مورد نظر را انجام داده و نتايج شبيه‌سازي در نرم افزار Comsol مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد.