پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 21 |
| تعداد شمارهها | 691 |
| تعداد مقالات | 10,035 |
| تعداد مشاهده مقاله | 71,039,339 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 62,488,792 |
بهینه سازی گشتاور در موتورهای سنکرون رلوکتانسی با استفاده از روش سطح پاسخ | ||
| مدل سازی در مهندسی | ||
| دوره 24، شماره 84، فروردین 1405، صفحه 59-70 اصل مقاله (921.56 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/jme.2025.35451.2736 | ||
| نویسندگان | ||
| فرهاد رضائی علم* 1؛ عباس نظری مراشی2 | ||
| 1دانشکده فنی و مهندسی ، دانشگاه لرستان، خرمآباد، ایران | ||
| 2گروه پژوهشی ماشین های الکتریکی، جهاد دانشگاهی، شاخه دانشگاه خواجه نصیر طوسی، تهران، ایران | ||
| تاریخ دریافت: 06 مهر 1403، تاریخ بازنگری: 26 اردیبهشت 1404، تاریخ پذیرش: 10 خرداد 1404 | ||
| چکیده | ||
| یکی از چالش های اصلی در طراحی الکترومغناطیسی موتورهای سنکرون رلوکتانسی (SynRM) عبارتست از بهبود مشخصه گشتاور الکترومغناطیسی تولید شده. در این مقاله، یک تکنیک جدید برای بهینه سازی رتور در SynRM ها با ساختار ناهمسان متورق شده به صورت مورب بر پایه روش سطح پاسخ (RSM) به منظور کاهش نوسانات (ریپل) گشتاور با حفظ گشتاور متوسط ارائه می شود. در این روش، به منظور کاهش ریپل گشتاور و افزایش گشتاور متوسط در SynRM، موقعیت شعاعی و ضخامت موانع شار مغناطیسی (FB) رتور که دارای فرم هذلولی هستند در ناحیه وسط شان به عنوان متغیر بهینه سازی در نظر گرفته می شوند. بدین منظور، دو توپولوژی برای رتور از SynRM آنالیز شده به ترتیب شامل 3 FB و 4 FB در هر قطب در نظر گرفته می شود. برای هر توپولوژی از رتور، فرآیند بهینه سازی از طریق طراحی آزمایشات در فضاهای از پیش تعریف شده برای متغیرهای بهینه سازی با استفاده از RSM و اجرای آنها با استفاده از روش اجزای محدود (FEM) شروع می شود. به منظور بررسی تاثیر پارامترها روی گشتاور الکترومغناطیسی و پیدا کردن نقاط بهینه، آنالیز نتایج حاصل از طراحی آزمایشات با روش RSM از طریق ایجاد رگرسیون چند جمله ای برای توابع هدف انجام می شود. نتایج بهینه که خیلی حساس به تغییرات هندسی FB ها نیز هستند، کاهش چشمگیر در ریپل گشتاور بدون کاهش مقدار متوسط گشتاور را نشان می دهد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| موتور سنکرون رلوکتانسی؛ روش سطح پاسخ؛ مانع شار؛ گشتاور | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Torque Optimization in Synchronous Reluctance Motors Using Response Surface Methodology | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Farhad Rezaee Alam1؛ Abbas Nazari Marashi2 | ||
| 1Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Lorestan University, Khorramabad, Iran | ||
| 2Electrical Machine Research Group, ACECR, Khajeh Nasir Toosi University of Technology Branch, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| One of the main challenges in electromagnetic design of synchronous reluctance motors (SynRMs) is to improve the quality of produced electromagnetic torque. In this paper, a new technique is presented for rotor optimization of SynRMs with the configuration of transversally laminated anisotropic (TLA) based on the response surface methodology (RSM) to reduce the torque ripple while maintaining the average value of produced electromagnetic torque. In this method, the radial position and thickness in the middle region of rotor flux barriers (FBs) with hyperbolic shape are optimized to achieve the minimum torque ripple and maximized average torque. To this end, two rotor topologies including 3 and 4 FBs per pole are considered for the analyzed SynRM. The optimization process is then started for each topology through designing the experiments in predefined space by using the RSM and conducting them by using the finite element method (FEM). The analysis of respone surface design is then done through constructing the polynomial regression for objective functions to study the effect of parameters on the torque ripple and the average torque. The optimal results which are very sensitive to geometry variations show a significant reduction in torque ripple without decreasing the average torque. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Synchronous Reluctance Motor (SynRM), Response Surface Methodology (RSM), Flux Barrier (FB), Torque | ||
| مراجع | ||
|
[1] B. Tawfiq, Kotb, Mohamed N. Ibrahim, E. E. El-Kholy, and Peter Sergeant. "Performance improvement of existing three phase synchronous reluctance machine: stator upgrading to 5-phase with combined star-pentagon winding." IEEE ACCESS 8, (2020): 143569-143583. [2] Zhang, Shiwei, Hongming Zhang, Chengcheng Liu, Youhua Wang, and Jianguo Zhu. "Design optimization of a synchronous reluctance machine by using the combined topology-normalized shape method." IEEE Transactions on Magnetics 60, no. 3 (2024). [3] Brun, O., O. Chadebec, P. Ferrouillat, I. Niyonzima, Z. Luo, and Y. Le Floch. "A level-set-based topology optimization for maximizing the torque of synchronous reluctance machines." IEEE Transactions on Magnetics 60, no. 3 (2024). [4] Farhadian, Moein, Mehdi Moallem, and Babak Fahimi. "Multimodal optimization algorithm for torque ripple reduction in synchronous reluctance motors." IEEE ACCESS 10, (2022): 26628 - 26636. [5] Zheng, Yeming,Yawei Wang, Dayi Li, Xuan Li, Chen Zhang, and Ronghai Qu. "A torque ripple reduction method for the synchronous reluctance machines with mirror asymmetric rotor laminations." IEEE Transactions on Industrial Electronics 72, no. 10 (2025): 10497-10507. [6] Zhang, Shiwei, Chengcheng Liu, Youhua Wang, Feng Niu, Gang Lei, and Jianguo Zhu. "Shape design optimization and comparative analysis of a novel synchronous reluctance machine with grain-oriented silicon steel." IEEE Transactions on Magnetics 60, no. 9 (2024). [7] Rajabi Moghaddam, Reza, and Freddy Gyllensten. "Novel high-performance SynRM design method: An easy approach for a complicated rotor topology." IEEE Transactions on Industrial Electronics 61, no. 9 (2014): 5058–5065. [8] He, Tingke, Yawei Wang, Mingyang Bao, Junhao Li, Siyuan Feng, and Ronghai Qu. "Design and validation of a high-efficiency synchronous reluctance motor." IEEE Transactions on Industry Application 61, no. 3 (2025): 3711-3722. [9] Tessarolo, Alberto. "Modeling and analysis of synchronous reluctance machines with circular flux barriers through conformal mapping." IEEE Transactions on Magnetics 51, no. 4 (2015). [10] Farhadian, Moein, Mehdi Moallem, Babak Fahimi, Behzad Mirzaeian Dehkordi, and Mehdi Sahebzamani. "Alternate rotor design for line-start synchronous reluctance motor with minimum use of copper." IEEE ACCESS 12, (2023): 73-84. [11] Mari, Simone, Andrea Credo, Giovanni Bucci, Fabrizio Ciancetta, Edoardo Fiorucci, Andrea Fioravanti, Ilya Petrov, and Juha Pyrhönen. "A methodology for inductance measurement and uncertainty propagation in synchronous motors under magnetic saturation effects." IEEE Transactions on Instrumentation Measurement 74, (2025). [12] Jie Wan, Wen, Ze-Cheng Li, Jin-Ping Lu, Yunchong Wang, Dan Shi, and Jian-Xin Shen. "Fast design methodology for synchronous reluctance machine rotor with circular flux barriers." IEEE Transactions on Industry Applications 61, no. 5 (2025): 6951-6961. [13] Korman, Oğuz, Mauro Di Nardo, Michele Degano, and Chris Gerada. "A novel flux barrier parametrization for synchronous reluctance machines." IEEE Transactions on Energy Conversion 37, no. 1 (2022): 675–684. [14] B. Tawfiq, Kotb, Mohamed N. Ibrahim, E. E. EL-Kholy, and Peter Sergeant. "Performance analysis of a rewound multiphase synchronous reluctance machine." IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics 10, no. 1 (2022): 297-309. [15] Bacco, Giacomo, Nicola Bianchi, and Hanafy Mahmoud. "A nonlinear analytical model for the rapid prediction of the torque of synchronous reluctance machines." IEEE Transactions on Energy Conversion 33, no. 3 (2018): 1539-1546. [16] Usman Naseer, Muhammad, Ants Kallaste, Bilal Asad, Toomas Vaimann, and Anton Rassõlkin. "Modified winding function analysis of synchronous reluctance motor for design iteration purposes." IEEE Transactions on Magnetics 58, no. 9 (2022). [17] Farhadian, Moein, Mehdi Moallem, and Babak Fahimi. "Analytical calculation of magnetic field components in synchronous reluctance machine accounting for rotor flux barriers using combined conformal mapping and magnetic equivalent circuit methods." Journal of Magnetism and Magnetic Materials 505, (2020). [18] Liu, Jinpeng, Xiuhe Wang, Wenliang Zhao, Zezhi Xing, and Han Zhou. "An enhanced hybrid subdomain method toward electromagnetic-thermal performance analysis of synchronous reluctance motor." IEEE Transactions on Transportation Electrification 11, no. 1 (2025): 2851–2865. [19] F. Cupertino, G. Pellegrino, and C. Gerada. "Design of synchronous reluctance motors with multiobjective optimization algorithms." IEEE Transactions on Industry Applications 50, no. 6 (2014): 3617–3627. [20] Montgomery DC. "Design and analysis of experiments", 2nd edition New York: Wiley; 1984.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 353 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 149 |
||