محمدرضا علیزاده پهلوانی - دانشیار دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران
وحید زمانی فرادنبه - کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران

در این مقاله یک مدل تحلیلی برای پیشبینی گشتاور دندانه و چگالی شار با در نظر گرفتن اثر شیار استاتور در ماشین های با آهنربای سطحی ارایه شده است. از رابطه تنسور تنش ماکسول برای محاسبه گشتاور دندانه در فاصله هوایی استفاده میشود. الگو مغناطیسشوندگی آهنربا شعاعی و موازی در نظر گرفته شده است و نتایج بهدست آمده از مدل تحلیلی با روش المان محدود تایید میشود. با استفاده از مدل تحلیلی فراهم شده اقدام به بهینه سازی همزمان گشتاور دندانه و نسبت مولفه مکانی اصلی به مولفههای مکانی مرتبه بالاتر چگالی شار فاصله هوایی مینماییم. گشتاور دندانه و مولفههای مکانی چگالی شار بسیار به هندسه آهنربا حساس میباشند، بنابراین با بهینه کردن هندسه آهنربا میتوان عملکرد ماشین را بهبود بخشید.  از روشهای طراحی هندسه آهنربا استفاده شده بهینه سازی طول کمان آهنربا، جابجایی قطب آهنربا و استفاده از آهنربا با مغناطیس شوندگی متفاوت میباشد. از آن جهت که دو متغیر ذکر شده در تابع هدف از یک جنس نمی باشند، از مقادیر نرمالیزه شده متغیرها در تابع هدف استفاده شده است، برای بهینه سازی پارامترهای روتور از الگوریتم جستجو مستقیم استفاده میشود.

مدل تحلیلی, ماشین آهنربا سطحی, الگو مغناطیس شوندگی شعاعی و موازی, گشتاور دندانه, محتوای مولفههای چگالی شار