طراحي و بهينه سازي مقاوم موتور BLDC براي كاربرد در Jet-Board

در سال هاي اخير جايگزيني ماشين هاي الكتريكي با موتورهاي ديزلي-بنزيني به عنوان پيشران الكتريكي در كاربردهاي دريايي بسيار متداول بوده و تحقيقات زيادي در اين زمينه انجام شده است. در كاربردهاي پيشران دريايي توان پايين موتور آهنرباي دائم بدون جاروبك (BLDC) با توجه به مشخصات عملكردي مناسب داراي محبوبيت و كاربرد فراواني است. از اين رو ارائه يك فرآيند بهينه سازي سريع و كارا براي طراحي اين موتورها از اهميت بسزايي برخوردار است. در طراحي ماشين هاي الكتريكي در نظر گرفتن تلرانس هاي ساخت براي ارائه يك طرح بهينه و مقاوم لازم و ضروري مي باشد. تركيب فرآيند بهينه سازي و درنظر گرفتن تلرانس هاي ساخت منجر به پيچيدگي فرآيند طراحي ماشين هاي الكتريكي مي شود. از اين رو لازم است تا با استفاده از روش هاي جديد از قبيل طراحي آزمون (DOE) كه نيازمند تعداد شبيه سازي هاي كم است، از پيچيدگي فرآيند بهينه سازي و زمان محاسباتي آن كاست. روش هاي مبتني بر DOE داراي دو عيب تعداد محدود سطوح درنظرگرفته شده براي پارامترهاي طراحي و عدم قابليت بهينه سازي چندهدفه مي باشند. براي غلبه بر اين مشكلات به ترتيب مي توان از روش هاي كاهش فضا و بهينه سازي مبتني بر شبكه فازي استفاده كرد. در اين مقاله ابتدا يك الگوريتم بهينه سازي چندفيزيكه، چندمرحله اي با درنظر گرفتن تلرانس هاي ساخت براي ماشين هاي الكتريكي ارائه خواهد شد. سپس طراحي نمونه براي كاربرد Jet-Board انجام خواهد شد. در نهايت مشخصات عملكردي طراحي بهينه با استفاده از تحليل الكترومغناطيسي-حرارتي دو طرفه انجام خواهد شد. نتايج به دست آمده حاكي از آن است كه در يك ابعاد و حجم آهنرباي مشخص، ميانگين گشتاور الكترومغناطيسي از 4.47 به 5.27 نيوتن-متر افزايش يافته است. همچنين ريپل گشتاور نيز از 21% به 18.2% كاهش يافته است.