روش بهینه سازی تاگوچی، روشی مبتنی بر آرایه های متعامد است و روش منظم و کارآمدی را برای بهینه سازی سیستم های دارای متغیرهای متعدد، ارائه می کند. در این مقاله، روش تاگوچی بهبودیافته، به منظور بهینه سازی سیستم های الکترومغناطیسی ارائه گردیده و سپس، برای بهینه سازی مشخصه گشتاور تولیدی موتور سوئیچ رلوکتانس دارای دو استاتور، با استفاده از روش اجزاء محدود، مورد استفاده قرار می گیرد. روش ارائه شده، ابتدا متغیرهای وابسته و یا متغیرهایی که دارای وابستگی به سایر متغیرها هستند را مشخص کرده و از این اطلاعات، برای افزایش دقت روش تاگوچی استفاده می کند. در این روش، از جدول پاسخ ها به طور موثری جهت یافتن مقادیر بهینه متغیرها استفاده می شود. سرعت این روش، نسبت به دیگر روش های بهینه سازی نظیر الگوریتم ژنتیک، در مسائل دارای تعداد متغیرهای کم، بیشتر است. نتایج به دست آمده، موید کارایی این روش، در بهینه سازی مسائل چندمتغیره است.

در این مقاله ساختار جدیدی از موتورهای سوئیچ رلوکتانس شار محور پیشنهاد شده است. ترکیبات مختلف تعداد روتور و استاتور بر روی گشتاور موتور و عملکرد آن تاثیر خواهد گذاشت. در این راستا با تغییر در ساختار استاتور موتور سوئیچ رلوکتانسی شار محور، نتایج بهتری برای گشتاور و شار مغناطیسی به دست خواهد آمد. ساختار پیشنهادی دارای مزایای مسیر کوتاه شار و بخش بخش کردن روتور برای بهبود چگالی شار می باشد. در ادامه مشخصات اصلی هندسی، الکتریکی و فیزیکی موتور ارائه شده است. سپس، ساختار پیشنهادی با استفاده از تعداد بیشتری از بخش های روتور توسط ماژول های استاتور تغییر یافته، اصلاح می شود. ساختار پیشنهادی دارای پتانسیل بالایی برای وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) و وسایل نقلیه الکتریکی هیبریدی (HEVs) است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که موتور پیشنهاد شده و اصلاح شده در مقایسه با موتور مرجع و گشتاور مشابه 5/36 و 7/46 درصد کمتر از جرم مواد فعال استفاده می کند. مقایسه عملکرد موتورهای انتخاب شده با استفاده از تجزیه و تحلیل سه بعدی مورد بررسی قرار گرفته است.

در مقاله حاضر، روندی برای بهینه سازی شکل استاتور موتور سوئیچ رلوکتانس به منظور کاهش ارتعاش و نویز صوتی در این موتور معرفی شده است. نیروی شعاعی اعمال شده بر روی قطب استاتور سبب جابه جایی استاتور و ارتعاش ماشین و باعث تولید نویز صوتی می شود. با استفاده از نرم افزار المان محدود ANSYS، الگوی شبیه سازی برای موتور سوئیچ رلوکتانس معرفی شده است که در آن با انجام تحلیل های الکترومغناطیسی و مودال نیروی شعاعی لحظه ای وارد بر قطب استاتور و فرکانس های طبیعی استاتور با دقت زیادی پیش بینی می شوند. با اعمال الگوی شبیه سازی ایجاد شده به یک موتور سوئیچ رلوکتانس 6.4، نتایج شبیه سازی، ارائه و برای اطمینان از صحت نتایج با داده های اندازه گیری مقایسه شده اند. همچنین، برای کاهش نویز موتور مزبور سوئیچ رلوکتانس، یک ساختار متفاوت برای استاتور پیشنهاد شده است و پارامترهای طراحی بهینه موتور به کمک الگوی شبیه سازی ایجادشده و الگوریتم های مختلف مطرح در روش طراحی آزمایش ها تعیین شده اند.

طراحی و بهینه سازی ماشین های الکتریکی توان بالا برای کاربرد خودروهای الکتریکی یکی از موضوعات مهم امروزه برای توسعه فناوریهای سبز است. موتورهای مورد نیاز برای خودروهای برقی باید توانی بالاتر از 50 کیلووات داشته باشند و همچنین باید گشتاورهای بیشتر از 200 نیوتن-متر را تولید کنند. موتورهایی که در حال حاضر بیشتر در قوای محرکه خودروهای برقی استفاده میشوند از نوع ماشین سنکرون آهنربای دائم هستند. با توجه به مشکلات فراوان استفاده از آهنربای دائم در ماشینهای الکتریکی، استفاده از ماشینهای الکتریکی بدون آهنربا مانند ماشینهای سوییچ رلکتانس مورد توجه زیادی قرار گرفته اند. ماشین سوئیچ رلوکتانس دو استاتوره یکی از جدیدترین نوع این ماشینها است. اخیرا نوع جدید دیگری از ماشینهای الکتریکی با نام ماشین سوییچ رلوکتانس القایی برای کاربرد خودرو برقی معرفی شده است. در این ماشین، هادی های روتور با انحراف شار مغناطیسی مانند سپر مغناطیسی عمل می کنند و از عبور خطوط میدان مغناطیسی به داخل بدنه روتور جلوگیری می کنند. در این مقاله یک ماشین سوئیچ رلوکتانس دو استاتوره و یک ماشین سوئیچ رلوکتانس القایی در نظر گرفته شده و ویژگی های آنها به روش اجزای محدود استخراج می شود و نتایج شبیه سازی شامل شکل گشتاور، چگالی گشتاور و راندمان ارائه و مقایسه میگردد. در نهایت، بهترین توپولوژی برای پیشرانه های الکتریکی الکتریکی پیشنهاد میشود.

در این مقاله اثر فاصله هوایی غیر یکنواخت روی پروفایل گشتاور موتور سوییچ رلوکتانسی با چهار قطب روی استاتور و دو قطب روی روتور مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور دو رتور با استاتور یکسان، طراحی، بهینه سازی و ساخته شده است. روتور اول دارای فاصله هوایی یکنواخت در حالت همراستا است و روتور دوم نیز در نیمی از قطب روتور دارای فاصله هوایی یکسانی با حالت قبل است ولی در نیمه دیگر قطب، فاصله هوایی می تواند غیر یکنواخت باشد. هدف از بهینه سازی، رسیدن به پروفایل گشتاور مطلوب است که در سرعت های بالا ریپل گشتاور را کاهش و در عین حال گشتاور متوسط مطلوبی داشته باشد. از تحلیل اجزاء محدود برای محاسبه پروفایل گشتاور و از الگوریتم ژنتیک برای بهینه سازی، استفاده شده است. متغیرهای بهینه سازی عبارتند از قوس قطب روتور و پهنای یوغ روتور؛ البته در روتور دوم متغیر دیگری که میزان غیر یکنواختی فاصله هوایی را تعیین می کند، نیز اضافه می شود. نتایج تحلیل نشان میدهد موتوری که فاصله هوایی غیر یکنواخت دارد، تطابق بیشتری با پروفایل گشتاور مطلوب دارد و نیروهای شعاعی کمتری تولید می کند. نتایج آزمایشگاهی نمونه ساخته شده با نتایج تحلیلی تطابق بسیار خوبی دارد.

ریپل گشتاور قابل ملاحظه موتور سوئیچ رلوکتانس (switched reluctance or SR) از عوامل اصلی محدود کننده حوزه کاربرد آنست که تلاش جدی را در حوزه کنترل آن طلب می کند. مشخصه بارز روش خطی سازی پسخوری، انتقال سیستم اصل غیر خطی به یک سیستم ثانویه خطی با استفاده از یک تبدیل مختصات مناسب و سپس کاربرد سر راست روشهای متداول حوزه کنترل خطی است. از این منظر و رد صورت حصول سیستم خطی معادل موتور، علاوه بر دستیابی به هدف اصلی کنترل (یعنی رگولاسیون سرعت)، کنترل قابل قبولی بر روی ریپل گشتاور و دیگر اهداف ثانویه فراهم خواهد شد. در این مقاله، با الهام از ساختار متداول کنترل سرعت موتور SR، قالبی جدید و در عین حال ساده برای تحقق روش خطی ساز پسخوری پیشنهاد گردیده است که علاوه بر رفع ضعفهای کاربردهای قبلی آن (شامل: نیاز به اطلاع از مدل دقیق موتور، لزوم انجام ساده سازیهای متعدد محدود کننده حوزه کاربرد، و حجم محاسبات بالا)، از قوام قابل ملاحظه ای در قبال نامعینی و تغییرات پارامتر، در عین حفظ بهینگی رفتار، برخوردار است. نتایج شبیه سازی گویای قوام قابل توجه و نیز موفقیت کنترل کننده سرعت پیشنهادی در ردیابی مطلوب سرعت و کنترل قابل قبول ریپل گشتاور است.

1در این مقاله، یک ساختار جدید مغناطیسی برای موتورهای سوئیچ رلوکتانس ارائه شده است. در این ساختار، هم استاتور و هم روتور دارای ساختار سگمنتی هستند و شار مغناطیسی نمی­تواند در دو سگمنت فرضی استاتور و یا روتور و نیز هر ترکیب احتمالی از آن­ها جریان داشته باشد. ساختار سگمنتی معرفی شده می­تواند با تعداد فازهای مختلف و نیز تعداد سگمنت بر فازهای متفاوت در نظر گرفته شود که دارای اصول کاری یکسان هستند. در این مقاله، ساختار سه فاز و با تعداد چهار سگمنت استاتور و روتور بر هر فاز انتخاب و مورد بررسی قرار گرفته است. در این بررسی، ساختار مغناطیسی با استفاده از روش المان محدود شبیه­سازی و نتایج حاصل از آن استخراج شده است. در ابتدا، تحلیل حساسیت برای بررسی مهم­ترین پارامترهای هندسی و اثر آن­ها صورت گرفته و سپس مشخصات مختلف موتور سوئیچ رلوکتانس مورد ارزیابی قرار گرفته است. در ادامه، موارد طراحی موتور پیشنهادی آورده شده­است. با توجه به داده­های شاخص گشتاور بر وزن فعال بدست آمده از ساختار پیشنهادی در مقایسه با سایر ساختارهای مشابه، ساختارهای سگمنتی پیشنهادی دارای بالاترین گشتاور در بین ساختارهای دیگر موتورهای سوئیچ رلوکتانس هستند. به علاوه، نتایج استاتیکی و دینامیکی در شرایط مختلف بار بر عملکرد مناسب موتور سگمنتی پیشنهادی صحه می­گذارد.  هم­چنین به دلیل ضربه­های گشتاور زیاد در واحد دور، ساختار پیشنهادی برای کاربردهای سرعت پایین و گشتاور بالا انتخاب مناسبی است.

در پژوهش پیش رو، یک روش تحلیلی برای ارزیابی رفتار لرزشی ماشین سوئیچ رلوکتانس ارائه شده است. هندسه ی ماشین، ضریب سختی، آرایش سیم پیچی و شکل موج جریان فازها به عنوان ورودی مدل در نظر گرفته شده اند. در گام نخست با استفاده از یک مدل ساده تحلیلی مکانیکی، فرکانس های طبیعی مودهای لرزشی استاتور به دست آمده اند. در گام دوم با حل معادلات مشتق جزئی پواسون و لاپلاس حاکم بر ماشین و استفاده از روش زیر دامنه، مؤلفه های شعاعی و مماسی چگالی شار فاصله هوایی محاسبه شده و با استفاده از روابط تنش ماکسول، توزیع مکان-زمان موج فشار مغناطیسی اعمال شده به سطح درونی استاتور به دست آمده است. سپس با استفاده از تبدیل فوریه سریع، طیف فرکانسی فشار مغناطیسی به دست آمده در هریک از مودهای مکانیکی مشخص شده و فاصله آنها با فرکانس های طبیعی محاسبه شده از مدل مکانیکی تعیین می شود. از این معیار به عنوان یک نمایه از کارکرد بدون لرزش ماشین استفاده شده است. مدل های الکترومغناطیسی و مکانیکی ارائه شده، توسط روش اجزای محدود تأیید شده اند. با استفاده از مدل ارائه شده می توان به سادگی سرعت بحرانی که در آن لرزش های مکانیکی دچار تشدید می شوند را به دست آورد. همچنین با استفاده از مدل ارائه شده چگونگی اثرگذاری بار ماشین در لرزش ایجاد شده بررسی شده است.