طراحی بهینه موتور سنکرون مغناطیس دائم برای خودروهای الکتریکی با الگوریتم تصمیم جمعی

موتورهای الکتریکی به عنوان سیستم محرکه اولیه صنایع از تجهیزات مورد استفاده در لوازم خانگی و صنایع پیشرفته در سامانه هایدریایی و فضایی میباشد که در حال تغییر و تحول میباشد. از بین انواع موتورهای الکتریکی، موتور سنکرون مغناطیس دائم (PMSM) بهخاطر داشتن مزایایی از قبیل: ساختار ساده، هزینه تولید پایین، فشردگی و چگالی شار بالا، تلفات کم و عملکرد خوب سیستم درایو در بسیاری از کاربردهای صنعتی، نیرو محرکه زیر دریایی، رباتیک و سیستمهای تولید اتوماتیک در صنعت استفاده میشود.در دهه های اخیر تلاشهای زیادی توسط محققین جهت دستیابی به روش مناسب جهت بهینه سازی انواع ماشینهای الکتریکی صورت پذیرفته است که منجر به ابداع روشهایی همچون الگوریتم زنبور، الگوژنتیک، الگوریتم اجتماع ذرات و... شده است. همچنین از مدلسازی به روش اجزا محدود به عنوان یک مدل ریاضی بجای ساخت یک نمونه واقعی که از لحاظ هزینه ارزانتر و زمان کمتری میبرد استفاده میشود. روش اجزا محدود علی رقم حجم محاسباتی زیاد از دقت بالاتری برخوردار میباشد.امروزه موتورهای الکتریکی در سطح بسیار وسیعی در تمامی صنایع مورد استفاده قرار میگیرد و اکثر تجهیزات به انواع مختلف موتورهای الکتریکی تجهیز شده اند. موتورهای سنکرون مغناطیس دائم یکی از موتورهای محبوب در سالهای اخیر بوده اند. استفاده از این موتورها در کاربردهای حساس و ظریف به خاطر وجود امتیازاتی نظیر کم بودن نویز، عملکرد دقیق، کنترل دقیق سرعت، گشتاور و قابلیت انعطاف در ساختمان و شکل آن است. با توجه به کاربردهای حساس این موتور، طراحی موتور به طوری که دارای کمترین حجم و بیشترین بازدهی باشد، از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پایان نامه طراحی بهینه موتور BLAC با استفاده از الگوریتم های مبتنی بر هوش دسته جمعی بررسی شده و روشی جدید برای بهینه سازی و کاهش هم زمان حجم، تلفات و هزینه ساخت موتور سنکرون مغناطیس دائم با استفاده از الگوریتم تصمیم جمعی پیشنهاد شده است. به طور کلی، بهینه سازی به فرآیند یافتن مقادیر بهینه برای یک سیستم و یا مدل ریاضی، از میان تمام پاسخهای ممکن با رویکرد بیشینهسازی و یا کمینه سازی تابع دائم هدف گفته میشود که در الگوریتم تصمیم جمعی، رفتار انسان بر اساس مراحل و مشخصه های گوناگون تصمیم گیری آن شامل مرحله مبتنی بر تجربه، مرحله مبتنی بر دیگران، مرحله مبتنی بر تفکر گروهی، مرحله مبتنی بر رهبر و مرحله مبتنی بر خلاقیت شبیه سازی میشود و پاسخ بهینه را نشان میدهد. نتایج شبیه سازی نشان میدهد که روشهای پیشنهادی دارای عملکرد خوبی بوده و توانسته اند پارامترهای هندسی موتور BLAC را به خوبی پیدا کنند طوری که حجم، هزینه و تلفات موتور به کمترین حد برسد.

Keywords:

الگوریتم تصمیم جمعی (cdoa) , موتور سنکرون مغناطیس دائم (PMSM) بهینه سازی , تابع هدف