مدلسازی تحلیلی توزیع پتانسیل برداری مغناطیسی در ماشین های آهنربای دایم نوع آهنربا شعاعی سرعت بالا

ماشین های بدون جاروبک آهنربای دایم آهنربای داخلی برای کاربری در سیستم های سرعت بالا مورد توجه هستند. ارایه یک مدل تحلیلی دقیق برای تعیین مشخصات عملکرد این ماشین ها از اهمیت زیادی برخوردار است. یکی از چالش های طراحی ماشین های آهنربای دایم، پیش بینی پدیده گشتاور ضربانی ناشی از وجود گشتاور دندانه ای و ریپل گشتاور می باشد. در این مقاله، یک مدل تحلیلی دو بعدی دقیق برای محاسبه پتانسیل برداری مغناطیسی در ماشین های بدون جاروبک آهنربای دایم نوع داخلی با در نظر گرفتن تاثیر شیارهای استاتور، جهت مغناطیسی آهنرباهای دایم، ترکیب سیم پیچی و شیارهای کمکی ارایه شده است. روش تحلیلی پیشنهادی مبتنی بر حل معادلات لاپلاس و پواسون به کمک روش زیر ناحیه می باشد. در روش ارایه شده، برای دستیابی به مدل تحلیلی ساده تر، با اعمال تغییر متغیر، سیستم مختصات قطبی به کارتزین تبدیل می شود. در اینصورت در عبارت های ریاضی پتانسیل برداری مغناطیسی به جای بهره گیری از توابع نمایی از توابع هایپربولیک استفاده شده است. برای اعتبارسنجی دقت مدل پیشنهادی، عملکرد یک نمونه موتور بدون جاروبک آهنربای دایم داخلی با توان 1 کیلووات با سرعت نامی 6000 دور بر دقیقه به روش تحلیلی، عددی و تجربی بررسی می شود. مقایسه نتایج عملکرد این موتور نشان از همخوانی نتایج تحلیلی، عددی و تجربی دارد.