کاهش نویز در ماشین سوئیچ رلوکتانس با تغییر ساختار هندسی ماشین به کمک روش طراحی آزمایش‌ها

نویسندگان

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر- دانشگاه کاشان – کاشان - ایران

چکیده

در مقاله حاضر، روندی برای بهینه‌سازی شکل استاتور موتور سوئیچ رلوکتانس به‌منظور کاهش ارتعاش و نویز صوتی در این موتور معرفی شده است. نیروی شعاعی اعمال‌شده بر روی قطب استاتور سبب جابه‌جایی استاتور و ارتعاش ماشین و باعث تولید نویز صوتی می‌شود. با استفاده از نرم‌افزار المان محدود ANSYS، الگوی شبیه‌سازی برای موتور سوئیچ رلوکتانس معرفی شده است که در آن با انجام تحلیل‌های الکترومغناطیسی و مودال نیروی شعاعی لحظه‌ای وارد بر قطب استاتور و فرکانس‌های طبیعی استاتور با دقت زیادی پیش‌بینی می‌شوند. با اعمال الگوی شبیه‌سازی ایجاد‌شده به یک موتور سوئیچ رلوکتانس 4/6، نتایج شبیه‌سازی، ارائه و برای اطمینان از صحت نتایج با داده‌های اندازه‌گیری مقایسه شده‌اند. همچنین، برای کاهش نویز موتور مزبور سوئیچ رلوکتانس، یک ساختار متفاوت برای استاتور پیشنهاد شده است و پارامترهای طراحی بهینه موتور به کمک الگوی شبیه‌سازی ایجادشده و الگوریتم‌های مختلف مطرح در روش طراحی آزمایش‌ها تعیین شده‌اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Noise Reduction in Switched Reluctance Machine Using Shape Optimization and Design of Experiment Algorithm

نویسندگان [English]

  • Omid Naderi
  • Babak Ganji
Dept. of Electrical and Computer Engineering, University of Kashan, Isfahan, Iran
چکیده [English]

In the present paper, the shape optimization is done for the switched reluctance machine to decrease the noise and vibration of this motor. The main reason for noise and vibration in the switched reluctance machine is the instantaneous radial force which is applied on the stator poles of the machine. Using the ANSYS finite element package, an electromagnetic simulation model has been developed for the switched reluctance motor by which the instantaneous radial force applied to stator poles and the natural frequencies are obtained precisely from the done electromagnetic and modal analyses. Applying the developed simulation model to a 6/4 switched reluctance motor, the simulation results are presented and they are validated using the given experimental results. To reduce the noise of the considered switched reluctance motor, a different structure is suggested for the stator and the optimal design parameters are determined using the developed simulation model and different algorithms are proposed in the design of experiment method.  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Finite element analysis
  • vibration
  • switched reluctance motor
  • noise

1- مقدمه[1]

موتور سوئیچ رلوکتانس ازجمله موتورهایی است که به دلیل مزایای زیادش، همچون ساختار ساده و مقاوم، بازده زیاد، قابلیت اطمینان زیاد و عملکرد مناسب برای رنج وسیعی از سرعت‌، در بسیاری از کاربردها به نحو شایسته‌ای استفاده می‌شود. موتور سوئیچ رلوکتانس رتوری دارد که از آهن ساخته شده است و هیچ‌گونه تحریکی روی آن وجود ندارد. این ویژگی باعث می‌شود که از موتور مزبور به‌خوبی در شرایط سخت و سرعت‌های بالا استفاده شود. قابلیت اطمینان بالای این موتور نیز به دلیل مجزا‌بودن سیم‌پیچ‌های تحریک و امکان عملکرد موتور درصورت خارج‌شدن یکی از فازها است. علت اصلی کمتر استفاده‌شدن موتور سوئیچ رلوکتانس در صنایع و رقابت‌نکردن آن با سایر موتورها، سروصدای زیاد این موتور است. عوامل اصلی ایجاد سروصدا در موتور سوئیچ رلوکتانس، تموّج گشتاور و نویز مکانیکی هستند [1].

گشتاور الکتریکی در موتور سوئیچ رلوکتانس براساس تزریق جریان به یکی از فازها و حرکت رتور در جهت کم‌شدن رلوکتانس مسیر و افزایش اندوکتانس فاز به وجود می‌آید. گشتاور تولیدی با تحریک پی در پی فازها، حرکت رتور را باعث خواهد شد. در هنگام تحریک یک فاز، نیروی جاذبه‌ای قوی بین قطب استاتور تحریک می‌شود و قطب رتور مجاور به وجود می‌آید. نویز و ارتعاش در این موتور اساساً به دلیل نیروی ‌شعاعی اعمالی از طرف قطب‌های رتور به قطب‌های استاتور است [2].

به دلیل اهمیت مسئلۀ نویز در موتور سوئیچ رلوکتانس، تحقیقات درخور توجه‌ای در سه دهه گذشته برای کم‌کردن نویز این موتور، هم در زمینه سیستم کنترل [2-4] و هم روی طراحی ماشین [5-12] انجام گرفته‌اند؛ برای نمونه، در [5-6] با در نظر گرفتن ساختارهای متفاوتی برای قطب‌های استاتور و بررسی آنها، مناسب‌ترین شکل قطب استاتور برای بهبود نویز موتور سوئیچ رلوکتانس به دست آمده است. همچنین با اصلاح ساختار هندسی استاتور و استفاده از مواد غیرمغناطیسی نگه‌دارنده سیم‌پیچی در فضای بین قطب‌ها، روشی برای کاهش نویز در [7] مطرح شده است. با انجام مقایسه‌ای بین دو موتور سوئیچ رلوکتانس 4/6 و 8/12 در [8]، مشاهده شد که نویز موتور 8/12 کمتر است. در [10-9] چندین توپولوژی مختلف برای بدنه ‌استاتور درنظر گرفته شده و بهترین ساختار برای حداقل‌کردن نویز پیشنهاد شده است. مورّب‌کردن قطب‌های رتور و استاتور در [11] روشی مؤثر برای کاهش نویز در موتور سوئیچ رلوکتانس معرفی شده است. الگو‌سازی الکترومغناطیسی - نویز موتور سوئیچ رلوکتانس به روش اجزاء محدود در [12] انجام شده است که با استفاده از آن، فشار صوتی تولیدی محاسبه می‌شود. برای کاهش نویز موتور در [13]، مقادیر بهینۀ برخی پارامترهای هندسی استاتور که در مشخصات (Data sheet) تمامی موتورهای سوئیچ رلوکتانس مرسوم، پارامترهای طراحی استاندارد هستند، به کمک روش سطح پاسخ و تحلیل موتور از روش اجزاء محدود تعیین می‌شوند. علاوه بر انجام بهینه‌سازی طراحی مزبور در [14]، برای کاهش بیشتر نویز موتور سوئیچ رلوکتانس، تعدادی نگه‌دارنده سیم‌پیچی بین قطب‌های استاتور به کار می‌رود که درحقیقت استحکام بدنه استاتور را افزایش می‌دهد. باوجود کارهای انجام‌شده، هنوز مشکل نویز موتور سوئیچ رلوکتانس ‌به‌صورت کامل مرتفع نشده است و لازم است تحقیقات بیشتری در این زمینه صورت گیرد.

در مقاله حاضر، الگو‌سازی الکترومغناطیسی - نویز موتور سوئیچ رلوکتانس به روش اجزاء محدود با استفاده از نرم‌افزار المان محدود ANSYS مطرح می‌شود. با توجه به اینکه پیش‌بینی دقیق نیروی شعاعی لحظه‌ای وارد بر قطب استاتور به عنوان عامل اصلی تولید نویز لازم است، در الگو‌سازی الکترومغناطیسی انجام‌گرفته نیروی لحظه‌ای از تحلیل گذرای دوبعدی تعیین می‌شود. الگوی الکترومغناطیسی مزبور به‌صورت پارامتری به زبان برنامه‌نویسی پارامتری ANSYS ایجاد شده است و به‌راحتی برای طراحی‌های مختلف انواع مرسوم این موتور استفاده می‌شود. همچنین در الگوسازی نویز معرفی‌شده برای موتور سوئیچ رلوکتانس میزان ارتعاش موتور حاصل از نیروی شعاعی لحظه‌ای وارد بر قطب‌های استاتور از تحلیل مودال به روش اجزاء محدود سه‌بعدی محاسبه می‌شود. در‌ این الگوسازی، مودهای فرکانسی و شکل مودها از تحلیل مودال تعیین می‌شوند. با استفاده از الگو‌های الکترومغناطیسی و نویز ایجادشده، نتایج شبیه‌سازی برای موتور سوئیچ رلوکتانس 4/6 نمونه ارائه می‌شوند. به‌منظور کاهش نویز موتور مدنظر، ساختار متفاوت برای الگوی هندسی استاتور پیشنهاد می‌شود و پارامترهای هندسی بهینه به کمک روش طراحی آزمایش‌ها به دست می‌آیند. در ادامه، ابتدا الگوی شبیه‌سازی الکترومغناسیسی - نویز ایجادشده در بخش دوم معرفی می‌شوند. با استفاده از الگوی شبیه‌سازی مزبور، نتایج شبیه‌سازی برای یک موتور 4/6 موجود در بخش سوم ارائه می‌شوند و سپس ساختار پیشنهادی برای کم‌کردن نویز موتور سوئیچ رلوکتانس، معرفی و درنهایت، جمع‌بندی و نتیجه‌گیری می‌شود.

 

2- الگوی شبیه‌سازی

الگوی شبیه‌سازی معرفی‌شده از دو بخش جداگانه تشکیل شده است. این بخش‌ها تحلیل الکترومغناطیسی دوبعدی برای پیش‌بینی نیروی شعاعی و تحلیل مودال برای تعیین فرکانس‌های طبیعی استاتور و محاسبه میزان ارتعشات تولیدی ناشی از نیروی شعاعی را شامل می‌شوند. در الگوی شبیه‌سازی مزبور، ساختار هندسی موتور به‌صورت الگوی پارامتری ایجاد شده است و شعاع بخش‌های مختلف، کمان قطب‌ها و طول محوری ماشین، پارامترهای هندسی انتخاب شده‌اند. با کوپلاژ مدار الکتریکی خارجی به الگوی اجزاء محدود و انجام تحلیل گذرا، نیروی شعاعی وارد بر قطب‌های استاتور در الگو‌سازی الکترومغناطیسی ایجادشده پیش‌بینی می‌شود. در الگو‌سازی انجام‌گرفته برای تحلیل مودال به‌منظور پیش‌بینی فرکانس و شکل مودهای سیستم، از المان‌های PLANE182 و FLUID29 استفاده می‌شود و در مرحله تخصیص مواد ضریب یانگ، ضریب پواسون و جرم حجمی استاتور برای سطوح مختلف ایجاد‌شده مشخص می‌شود. پس از مش‌بندی، تحلیل مودال به کمک روش استخراج مود UNSYM انجام می‌گیرد و فرکانس‌های طبیعی و شکل مودها تعیین می‌شوند. سپس با تعریف‌کردن بدنه صوتی در اطراف استاتور، میزان نویز و ارتعاش در فرکانس‌های مختلف به دست می‌آید. جزئیات بیشتر راجع به الگوی شبیه‌سازی ایجادشده در [13] ارائه شده است.

 

3- نتایج شبیه‌سازی

الگوی شبیه‌سازی معرفی‌شده برای موتور سوئیچ رلوکتانس 4/6 با مشخصات طراحی داده‌شده در جداول (1) و (2) به کار گرفته شده است و نتایج شبیه‌سازی در این بخش ارائه شده‌اند. با انجام تحلیل گذرای این موتور برای نقطۀ کار جدول (3)، نیروی شعاعی لحظه‌ای وارد بر قطب استاتور پیش‌بینی شده و در شکل (1) نمایش داده شده است. همچنین، میزان نیرو در هارمونیک‌های مختلف نیرو در جدول (4) داده شده است. همان‌طور که مشاهده می‌شود بیش‌ترین مقدار نیروی شعاعی1170 نیوتن است که در موقعیت هم‌راستایی کامل به دست می‌آید.

علت اصلی به وجود آمدن تنش و جابه‌جایی قطب استاتور نیروی شعاعی اعمالی بر قطب استاتور است. شکل (2- الف) میزان تنش حاصل از نیروی شعاعی ماکزیمم واردشونده به قطب‌های استاتور و شکل (2- ب) میزان تغییر شکل قطب‌ها را نشان می‌دهند. همان‌طور که از شکل
(2- الف) مشاهده می‌شود قسمت قرمز رنگ ماکزیمم، تنش را بر روی موتور نشان می‌دهد که در محل اتصال بین قطب و یوغ استاتور است. میزان فشار ماکزیمم محاسبه‌شده در این حالت 107 ×95/5 پاسکال است و بازۀ تغییرات مقدار حداکثر جابه‌جایی مطابق شکل (2- ب) بین 5 -10 ×83/3  و 5 -10 ×03/1  متر است.

جدول (1): مشخصات موتور سوئیچ رلوکتانس [8]

قطر بیرونی استاتور

125 میلیمتر

قطر داخلی استاتور

100 میلیمتر

قطر بیرونی رتور

63 میلیمتر

قطر داخلی رتور

41 میلیمتر

فاصله هوایی

35/0 میلیمتر

قطر شفت

21 میلیمتر

طول محوری

90 میلیمتر

کمان قطب استاتور

30 درجه

کمان قطب رتور

32 درجه

تعداد دور سیم‌پیچی بر قطب

78

جدول (2): خواص مکانیکی استاتور [15]

ضریب یانگ

1011 × 07/2 نیوتن بر مترمربع

ضریب پواسون

3/.

چگالی حجمی

7800 کیلوگرم بر متر مکعب

جدول (3): نقطه کار مورد نظر

زاویه روشن‌شدن

15 درجه مکانیکی

زاویه خاموش‌شدن

30 درجه مکانیکی

سرعت

3600 دور بر دقیقه

 

شکل (1): شکل موج نیروی شعاعی لحظه‌ای پیش‌بینی‌شده

 

(الف)

 

(ب)

شکل (2): (الف) تنش حاصل از حداکثر نیروی شعاعی،
(ب) میزان تغییر شکل استاتور

 

جدول (4): میزان نیرو در هارمونیک‌های مختلف

هارمونیک

1

2

3

4

فرکانس برحسب هرتز

68/236

3/473

06/710

74/946

نیرو برحسب نیوتن

66/440

76/90

13/31

52/10

 

3-1- ساختار پیشنهادی

برای کاهش نویز موتور سوئیچ رلوکتانس، ساختار هندسی نشان داده شده در شکل (3) پیشنهاد می‌شود که در آن مقادیر بهینۀ سه پارامتر α، βو cبرای حداقل‌کردن جابه‌جایی قطب استاتور و میزان صدای تولیدی به دست می‌آید. این سه پارامتر به ترتیب نشان‍دهندۀ نحوه پرشدگی فضای بین قطب‌ها و یوغ استاتور، میزان مورب‌شدن قطب‌ها و ضخامت هسته استاتور هستند که بیشترین تأثیر را بر نویز موتور سوئیچ رلوکتانس دارند. درخور ذکر است با در نظر گرفتن پارامتر α در ساختار پیشنهادی، شکل استاتور از حالت متعارف خارج می‌شود و درحقیقت بهینه‌سازی با تغییر ساختار هندسی ماشین مطرح می‌شود. این تفاوت اصلی مقاله حاضر با کار انجام‌شده در [13] است؛ زیرا در آنجا مقادیر بهینۀ برخی پارامترهای هندسی ماشین که در مشخصات یک موتور سوئیچ رلوکتانس (Data sheet)، پارامترهای طراحی استاندارد هستند، برای کاهش نویز موتور تعیین می‌شوند.

 

شکل (3): پارامترهای هندسی انتخاب‌شده

 

هدف اصلی در فرآیند بهینه‌سازی طراحی، تعیین مقادیر بهینه پارامترهای یادشده برای حصول کمترین نویز است که با استفاده از نرم‌افزار Minitab، یکی از ابزارهای قدرتمند بهینه‌سازی در روش طراحی آزمایش‌ها، برمبنای روش سطح پاسخ (Response surface) انجام می‌شود. در انجام این کار برای بازۀ تغییرات پارامترها مطابق جدول (5)، نرم‌افزار تعداد حالات به مراتب کمتری از کل حالات ممکن را (تنها 20 حالت در اینجا) مشخص می‌کند که برای هر یک از آنها لازم است تحلیل‌های الکترومغناطیسی و مودال با استفاده از الگوی شبیه‌سازی ایجاد‌شده انجام شوند. پس از انجام این شبیه‌سازی‌ها به‌صورت برون‌خط، اطلاعات لازم شامل مقادیر پارامترها و نویز تولیدی برای هر یک از این 20 حالت به نرم‌افزار انتقال می‌یابد؛ سپس مقادیر بهینۀ پارامترها با نرم‌افزار مطابق جدول (5) تعیین می‌شوند.

روش طراحی آزمایش‌ها، روش آماری است که اولین بار آقای فیشر آن را در سال 1920 معرفی کرد. هدف اولیۀ آقای فیشر استفاده از این روش برای تعیین ترکیب بهینه‌ای از اجزاء مختلف شامل آب، باران، نور، آفتاب و خاک برای حصول بهترین محصول بود. ایشان ابتدا کلیۀ حالات ممکن بین فاکتورهای مختلف را با استفاده از یک ماتریس در نظر گرفت. آزمایش‌های متعددی صورت گرفت و روش‌هایی برای تحلیل نتایج به‌دست‌آمده ارائه شد. با افزایش تعداد ترکیبات ممکن بین فاکتورها، آقای فیشر روش‌هایی را برای کاهش تعداد آزمایش‌های لازم پایه‌ریزی کرد. از مزایای این روش، کاهش تعداد آزمایش‌ها، هزینه‌ها و زمان رسیدن به نقطه بهینه هستند. جزئیات بیشتر دربارۀ این روش در [16] ارائه شده است.

به دلیل زمان‌بربودن تحلیل‌های مبتنی بر روش اجزاء محدود، استفاده از روش طراحی آزمایش‌ها در بهینه‌سازی موتورهای الکتریکی مرسوم است [16]. درخور ذکر است در بهینه‌سازی مطرح‌شده در مقاله حاضر، انجام تحلیل‌های الکترومغناطیسی و نویز لازم برای یک طراحی خاص بسیار زمان‌بر است (حدود 150 دقیقه روی یک سیستم با مشخصات 2.3 GHz Intel Core 2, 10 GB RAM). از طرف دیگر، تغییر جزئی هر یک از سه پارامتر مشخص‌شده در جدول (5) تأثیر چشمگیری بر نویز موتور سوئیچ رلوکتانس دارد؛ بنابراین تعداد حالت‌های ممکن برای یافتن جواب بهینه بسیار زیاد است. این درحالی‌ست که تعیین جواب بهینه بر مبنای روش طراحی آزمایش‌ها تنها به انجام تحلیل‌های یادشده برای تعداد به مراتب کمتری از تعداد کل حالت‌های ممکن (همان‌طور که در بالا اشاره شد در اینجا تنها 20 طراحی مختلف شکل‌گرفته حاصل از تغییر پارامترها) نیازمند است.

فرکانس تشدید موتور و شکل مودها با تحلیل مودال محاسبه می‌شوند. شکل مودهای موتور موجود و موتور با پارامترهای طراحی بهینه در فرکانس‌های رزوناس دوم تا چهارم در شکل‌های (4) و (5) مشاهده می‌شوند. هر چه فرکانس طبیعی بیشتر باشد، احتمال رزونانس، کمتر و سبب بهبود نویز می‌شود. همان‌طور که از این شکل‌ مشخص است فرکانس‌های مزبور برای موتور با طراحی بهینه بیشتر است.

جدول (5): محدودۀ تغییرات پارامترها و مقادیر آنها

پارامتر

محدوده تغییرات

پارامترهای اولیه

پارامتر بهینه

α

صفر تا 30 درجه

صفر درجه

9 درجه

β

15- تا 15 درجه

صفر درجه

14 درجه

c

4/9 تا 8/18 میلیمتر

5/12 میلیمتر

2/14 میلیمتر

 

(الف)

 

(ب)

 

(ج)

 

(د)

شکل (4): تغییر شکل استاتور موتور موجود در مودهای مختلف: (الف) مود دوم، (ب) مود سوم، (ج) مود چهارم، (د) مود پنجم

 

(الف)

 

(ب)

 

(ج)

 

(د)

شکل (5): تغییر شکل استاتور موتور بهینه‌شده در مودهای مختلف: (الف) مود دوم، (ب) مود سوم، (ج) مود چهارم،
(د) مود پنجم

شکل (6) میزان ارتعاش در حوزۀ زمان را برای دو موتور مزبور نشان می‌دهد و مشاهده می‌شود حداکثر ارتعاش در موتور بهینه‌شده از 15/33 به 75/13 متر بر مجذور ثانیه کاهش یافته است. میزان ارتعاش و سیگنال نویز در حوزۀ فرکانس برای هر دو موتور در شکل‌های (7) و (8) نشان داده شده‌ است و مشاهده می‌شود ارتعاش موتور از  9/13 به 85/4 متر بر مجذور ثانیه و و میزان دامنۀ نویز سیگنال از 21/0 به 07/0 در نزدیکی فرکانس مود دوم کاهش یافته است.

 

(الف)

 

(ب)

 

(ج)

شکل (6): میزان ارتعاش موتور در حوزۀ زمان:
(الف) پیش‌بینی‌شده برای موتور موجود، (ب) اندازه‌گیری‌شده برای موتور موجود
]8[ ، (ج) موتور بهینه‌شده

برای روش طراحی آزمایش‌ها الگوریتم‌های مختلفی معرفی شده است که بیشتر در بحث‌های بهینه‌سازی ماشین‌های الکتریکی مبتنی بر تحلیل‌های زمان‌بر اجزاء محدود مطرح هستند. همچنین از جهت مقایسه، بهینه‌سازی موتور مورد بحث از دو الگوریتم دیگر شامل تاگوچی (Taguchi) و فاکتوریال (Factorial) انجام شده است و نتایج شبیه‌سازی مربوط شامل مقادیر پارامترهای بهینه به همراه حداکثر جابه‌جایی قطب‌های استاتور با نتایج به‌دست‌آمده از روش سطح پاسخ در جدول (6) مقایسه شده‌اند.

جدول (6): نتایج شبیه‌سازی برای روش‌های مختلف

پارامترها و هدف

Response surface

Taguchi

Factorial

α [°]

9

64/8

87/8

β[°]

14

69/13

09/14

c [mm]

2/14

96/13

84/13

بیشینه جابه‌جایی قطب‌ها (متر)

5 -10 ×97/2

5 -10 ×16/3

5 -10 ×24/3

 

(الف)

 

(ب)

شکل (7): میزان ارتعاش موتور در حوزه فرکانس: (الف) پیش‌بینی‌شده، (ب) اندازه‌گیری‌شده برای موتور موجود ]8[

4- جمع‌بندی و نتیجه‌گیری

موتور سوئیچ رلوکتانس به دلیل قطب برجسته بودن، هم در طرف استاتور و هم در طرف رتور و وجود نیروی شعاعی زیاد بین قطب استاتور و رتور، ذاتاً نویز و ارتعاش بالایی دارد. به دلیل اهمیت موضوع، ابتدا الگوی شبیه‌سازی الکترومغناطیسی - نویز مبتنی بر روش اجزاء محدود برای موتور سوئیچ رلوکتانس معرفی شد که به‌صورت کامل در محیط نرم‌افزار اجزاء محدود ANSYS ایجاد شده است. پیش‌بینی نیروی شعاعی وارد بر قطب‌های استاتور برای تعیین دقیق نویز ضروری است که این کار در الگوی الکترومغناطیسی معرفی‌شده از تحلیل گذرای دوبعدی انجام شده است.

 

(الف)

 

(ب)

شکل (8): دامنۀ نویز سیگنال در حوزۀ فرکانس:
(الف) پیش‌بینی‌شده، (ب) اندازه‌گیری‌شده
]8[

 

در الگوسازی نویز صورت‌گرفته، الگوی هندسی استاتور به‌صورت سه‌بعدی درنظر گرفته شده و شکل مودها و فرکانس‌های طبیعی از تحلیل مودال تعیین شده‌اند. با استفاده از الگوی شبیه‌سازی ایجادشده، نتایج شبیه‌سازی برای یک موتور سوئیچ رلوکتانس 4/6 موجود ارائه شده‌اند. به‌منظور کاهش نویز این موتور، یک ساختار متفاوت برای استاتور پیشنهاد شد و پارامترهای طراحی بهینه آن به کمک سه الگوریتم مختلف شناخته‌شده در روش طراحی آزمایش‌ها به‌دست آمد. از مقایسه نتایج شبیه‌سازی، مشاهده شد میزان ارتعاش و نویز ساختار پیشنهادی نسبت به موتور موجود به‌طور چشمگیری کمتر شده است.



[1]تاریخ ارسال مقاله: 15/07/1394

تاریخ پذیرش مقاله: 14/06/1396

نام نویسندۀ مسئول: بابک گنجی

نشانی نویسندۀ مسئول: ایران - اصفهان - کاشان - دانشگاه کاشان - دانشکدۀ مهندسی برق و کامپیوتر

[1]          Miller, T. J. E., Switched Reluctance Motor and Their Control, Oxford U. K. Clarendon, 1993.

[2]          Cameron, D. E., Lang, J. H., Umans S. D., "The Origin and Reduction of Acoustic Noise in Doubly Salient Variable-Reluctance", IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 28, No. 6, pp. 1250-55, 1992.

[3]          Wu C. Y., Pollock C., "Analysis and Reduction of Vibration and Acoustic Noise in the Switched Reluctance Drive", IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 31, No. 1, pp. 91-98, 1995.

[4]          Takiguchi, M., Sugimoto, H., Kurihara, N., Chiba, A., "Acoustic Noise and Vibration Reduction of SRM by Elimination of Third Harmonic Component in Sum of Radial Forces", IEEE Trans. Energy Convers., Vol. 30, No. 3, pp. 883-91, 2015.

[5]          Hong, J. P., Ha, K. H., Lee, J., "Stator Pole and Yoke Design for Vibration Reduction of Switched Reluctance Motor", IEEE Trans. Magn., Vol. 38, No. 2, pp. 929-932, 2002.

[6]          Kotegawa, T., Miki, I., "Stator Structure for Reducing Noise in Switched Reluctance Motor", European Conference on Power Electronics and Applications, pp. 1-9, 2013.

[7]          Rasmussen, P. O., Andreasen, J. H., Pijanowski, J. M., "Structural Stator Spacers- A Solution for Noise Reduction of Switched Reluctance Motors", IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 40, No. 2, pp. 574-81, 2004.

[8]          Li, J., Song, X., Cho, Y., "Comparison of 12/8 and 6/4 Switched Reluctance Motor: Noise and Vibration Aspects", IEEE Trans. Magn., Vol. 44, No. 11, pp. 4131-34, 2008.

[9]          Pillay, P., Cai, W., "An Investigation into Vibration in Switched Reluctance Motors", IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 35, No. 3, pp. 589-96, 1999.

[10]          Li, J., Cho, Y., "Investigation into Reduction of Vibration and Acoustic Noise in Switched Reluctance Motors in Radial Force Excitation and Frame Transfer Function Aspects", IEEE Trans. Magn., Vol. 45, No. 10, pp. 4664-67, 2009.

[11]          Yang, H., Lim, Y., Kim, H., "Acoustic Noise/Vibration Reduction of a Single-Phase SRM using Skewed Stator and Rotor", IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 60, No. 10, pp. 4292-4300, 2013.

[12]          Santos, F. L. M., Anthonis, J., Naclerio, F., Gyselinck, J. J. C., Auweraer, H., Goes, L. C. S., "Multiphysics NVH Modeling: Simulation of a Switched Reluctance Motor for an Electric Vehicle", IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 61, No. 1, pp. 469-76, 2014.

[13]          Naderi, O., Ganji, B., "Design Optimization of Switched Reluctance Motor for Noise Reduction", Engineering Review, Vol. 36, No. 3, pp. 293-301, 2016.

[14]          Naderi, O., Ganji, B., "Noise Reduction of Switched Reluctance Motors", 8th Power Electronics, Drive Systems & Technologies Conference (PEDSTC), Mashhad, Iran, pp. 300-304, 2017.  

[15]          Fiedler, J. O., Kasper, K. A., De Doncker, R. W., "Calculation of the Acoustic Noise Spectrum of SRM Using Modal Superposition", IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 57, No. 9, pp. 2939-45, 2010.

[16]          Rashidaee, S. S., Gholamian, S. A., "Optimum Design of Permanent Magnet Motor for Cogging Torque Reduction using Taguchi Experimental Design Method and Finite Element Analysis", Computational Intelligence in Electrical Engineering, Vol. 4, No. 2, pp. 55-72, 2013.