طراحی بهینه و تحلیل یک محدودکننده جریان خطای الکترومغناطیسی مبتنی بر راکتور متغیر دورانی

در این مقاله طراحی بهینه و تحلیل یک محدودکننده جریان خطای الکترومغناطیسی جدید با حرکت دورانی ارایه شده است. از ویژگی های این محدودکننده ساختار ساده، هزینه ساخت و نگهداری کم، سرعت عملکرد مطلوب و بازگشت آسان و سریع به شرایط اولیه بعد از رفع خطا است. این محدودکننده از دو سیم پیچ هسته هوایی کروی شکل با قابلیت چرخش آزادنه حول محور شعاعی تشکیل شده است. در شرایط عادی به دلیل وجود اندوکتانس متقابل منفی بین دو سیم پیچ اندوکتانس کل محدودکننده دارای کمترین مقدار است. با رخ دادن خطا بر اثر نیروهایی که بین دو سیم پیچ ایجاد می شود این سیم پیچ ها به صورت خودکار نسبت به هم چرخیده و اندوکتانس کلی محدودکننده به سرعت افزایش می یابد و جریان خطا محدود می گردد. در این مقاله جهت طراحی بهینه محدودکننده، تاثیر تمامی پارامتر های محدودکننده مانند شعاع، ارتفاع، ضخامت، تعداد دور و زاویه اولیه سیم پیچ ها مورد بررسی قرار گرفته و به منظور دستیابی به بیشترین اندوکتانس نهایی و بیشترین سرعت عملکرد مقدار مناسبی برای آنها تعیین شده است. جهت تحلیل محدودکننده طراحی شده از دو روش المان محدود و روابط تحلیلی استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد محدودکننده طراحی شده عملکرد بهتری نسبت به طرح اولیه داشته و از سرعت عملکرد و اندوکتانس نهایی خوبی برخوردار است.