Halbach dizilimi ve PSO algoritması kullanarak DMSM'nin geometrik en iyilemesi

Özet

Günümüzde daimi mıknatıslı senkron motorlar (DMSM'ler) üzerinde yapılan çoğu çalışma, ya iç ya dayüzeye yerleştirilen mıknatıs yapılarına ve tasarım değişikliklerine odaklanmaktadır. Bu çalışmada, metasezgisel en iyileme yöntemleri kullanarak oluşturulmuş Halbach diziliminin DMSM’e uygulanmasının,verimlilik ve performans üzerine etkileri incelenmiştir. Motorun analitik ve sayısal modellemelerigerçekleştirilmiş, sayısal modelleme için sonlu elemanlar yöntemi (SEY) kullanılmıştır. Parçacık sürüsü &genetik en iyileme algoritmaları; daimi mıknatısın geometrik parametrelerinin en iyilenmesi için tercihedilmiştir. Önerilen tasarımın analitik ve sayısal sonuçları, referans motorun analitik ve/veya sayısalsonuçları ile karşılaştırılmıştır. Aynı motor isterleri için en iyilenmiş motor yapısı ile verimlilik, güç / ağırlıkoranı ve maliyette iyileşmeler elde edilmiştir.

Abstract

Most studies on permanent magnet synchronous motors (PMSMs) focus on either interior type or surface mounted magnet configurations and their design changes. This paper deals with the improvements on PMSMs’ efficiency and performance after Halbach Array implementation by using meta-heuristic optimization algorithms. Analytical and numerical modeling of the motor are achieved and finite element method (FEM) is used for the numerical models. Particle swarm optimization & genetic algorithm were performed for the optimal design of the geometrical parameters of the permanent magnet (PM). The analytical and numerical results of the proposed design are compared to the analytical and/or numerical results of the reference motor. The improvements in efficiency, power/weight ratio, and cost are achieved with the optimized motor structure for the same motor requirements.