multi-objective design
در نشریات گروه برق-
Journal of Operation and Automation in Power Engineering، سال نهم شماره 3 (Autumn 2021)، صص 203 -212
کاهش گشتاور دندانه ای مسئله مهمی در طراحی ماشین های YASA می باشد. هدف اصلی این مقاله، بهینه سازی یک تکنیک کارآمد برای کاهش گشتاور دندانه ای در ماشین های YASA است. در تکنیک پیشنهادی، آهنرباهای دایمی در جهت شعاعی به چند قطعه تقسیم می شوند و سپس این قطعات آهنربا با زوایای مناسبی در راستای محیطی شیفت داده می شوند. روش قطعه بندی آهنربای پیشنهادی از نظر مقدار کاهش گشتاور دندانه ای و میزان تاثیر منفی بر بارپذیری ژنراتور با روش قطعه بندی مرسوم آهنرباها و همچنین روش مورب سازی معمولی آهنرباها مقایسه شده است. نشان داده شده است که در مقایسه با دو روش مورد بررسی دیگر، روش پیشنهادی در کاهش گشتاور دندانه ای موثرتر است و در عین حال، تاثیر منفی کمتری بر توان خروجی ژنراتور دارد. با انجام یک سری شبیه سازی مبتنی بر روش اجزاء محدود، نشان داده شده است که با استفاده از روش پیشنهادی، بدون ایجاد تاثیر منفی قابل توجه روی بارپذیری ژنراتور، گشتاوردندانه ای را می توان به میزان قابل توجهی (حدود 90 درصد) کاهش داد. با اجرای روش سطح پاسخ یا RSM، زوایای شیفت بهینه قطعات آهنربا (فاکتورها)، به منظور کاهش گشتاور دندانه ای و حفظ بارپذیری ژنراتور تعیین شده اند. آزمایش ها براساس RSM، به عنوان موضوعی مهم در رویکرد آماری طراحی آزمایشات، به منظور بررسی تاثیر زوایای شیفت قطعات آهنربا روی توان خروجی و گشتاور دندانه ای ژنراتور YASA-AFPM، انجام شده اند. تمام نمونه های آزمایشی از طریق شبیه سازی های اجزاء محدود استخراج شده اند. همچنین، برخی از نتایج شبیه سازی با استفاده از تست های آزمایشگاهی تایید شده اند.
کلید واژگان: طراحی چند منظوره، گشتاور دندانه ای، روش سطح پاسخ، ماشین های آهنربای دائم شار محوری، قطعه بندی آهنرباJournal of Operation and Automation in Power Engineering, Volume:9 Issue: 3, Autumn 2021, PP 203 -212Mitigating the cogging torque is an important issue in designing the YASA machines. The main aim of the paper is to optimize an efficient technique to mitigate the cogging torque of YASA machines. In the suggested technique, the permanent magnets (PMs) are segmented into several segments in the radial direction, and then these PM segments are shifted at appropriate angles in the peripheral direction. The proposed PM segmentation method is compared with the conventional PM segmentation as well as the conventional PM skewing approaches in terms of the amount of cogging torque reduction and the amount of negative impact on the generator load-ability. It is shown that compared to the other two studied approaches, the proposed method is more effective in reducing cogging torque and at the same time, has a less negative impact on the generator output power. Using the suggested technique and via several finite elements based simulations, it is shown that without causing a significant negative impact on the generator load-ability, the generator cogging torque can be reduced considerably (about 90%). By implementing the RSM (Response Surface Methodology), optimal shift angles of the PM segments (factors) are determined to mitigate the cogging torque and maintain the generator load-ability. The experiments are carried out based on the RSM, as an important topic in the statistical DOE (Design of Experiments) approach, to study the impacts of PM segments shift angles on the output power and cogging torque of the YASA-AFPM generator. All of the experimental samples are extracted via the FEA simulations. Also, some of the simulation results are verified using the experimental tests.
Keywords: Multi-objective design, Cogging torque, RSM, AFPM machines, Magnet segmentation -
نصب واحدهای تولیدی جدید به عنوان واحدهای خودراه انداز یک راه حل موثر برای افزایش سرعت بازیابی یک سیستم بویژه در شرایط راه اندازی ناموفق واحدهای خودراه انداز از پیش تعیین شده می باشد. بر این اساس، در این مقاله یک طراحی بهینه جدید برای جایابی واحدهای توربین گازی به منظور بهبود عملکرد سیستم قدرت در هر دو شرایط عادی و بازیابی ارائه شده است. در انجام این طراحی، توابع هدف مورد نظر که در روند بهینه سازی با یکدیگر ناسازگار می باشند، بطور همزمان بهینه می گردند. بنابراین یک مساله چند هدفه به صورت یک مساله برنامه ریزی خطی با اعداد مرکب تعریف شده است. جوابهای پرتو بهینه مساله پیشنهادی با استفاده از یک الگوریتم ابتکاری با نام الگوریتم جستجوی کلاغ بدست می آیند. در این مقاله دو سیستم قدرت شامل یک سیستم عملی نمونه و سیستم استاندارد 39 باس IEEE برای اعمال روش پیشنهادی استفده شده اند. نتایج شبیه-سازی نشان می دهند که روش پیشنهادی علاوه بر افزایش قابلیت خودراه اندازی سیستم در شرایط بازیابی، عملکرد سیستم را در شرایط عادی نیز بهبود می دهد. همچنین در شرایط بازیابی شبکه، با انتخاب مسیرهای بهینه توالی راه اندازی واحدهای حرارتی بزرگ بهینه می گردند.کلید واژگان: بازیابی سیستم قدرت، واحد خودراه انداز، طراحی چند هدفه، مجموعه بهینه پرتو، الگوریتم جستجوی کلاغInstalling new energy sources as redundant black-start (BS) units is an efficient way to enhance the speed of power system restoration, especially when there is a high risk that the available power plants considered as BS units fail to operate. In this regard, this paper provides a new optimal design for the placement of the Gas Turbine (GT) as the redundant energy source to improve the power system performance during both restoration and normal conditions. In doing so, there will be contradictory objective functions to be minimized. Therefore, a multi-objective problem (MOP), as a mixed integer linear programming (MILP), is defined. The Pareto optimal solutions of the MOP are obtained by using a new population-based meta-heuristic technique, called Crow Search Algorithm (CSA). Two power systems are used for the validation of the proposed method. The simulation results show that the system can benefit from this method not only to increase the capability of black-start generation, but also to improve the power system performance in normal conditions. During the restoration process, it also provides the optimal start-up sequences of non-black-start (NBS) units with the optimal transmission paths.Keywords: Power System Restoration, Black-start Units, Crow Search Algorithm, Multi-objective Design, Pareto Optimal Set
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.