دانلود ترجمه مقاله تجزیه و تحلیل و طراحی یک ماشین آهنربای دائمی ورنیه‌ی شار محوری روتور دوگانه

1. مقدمه 2. ساختار ماشین و اصول عملیاتی 3. روند تحلیلی به دست آوردن معادلات ماشین‌های VPM شار محوری 4. اعتبارسنجی روش تحلیلی با FEA شبه‌سه‌بعدی و FEA سه‌بعدی 5. نمونه اولیه و ساختار مکانیکی کمکی 6. نتیجه‌گیری

چکیده – این مقاله، یک ماشین آهنربای دائمی ورنیه (VPM) با شار محوری، سیم‌پیچ چنبره‌ای، و روتور دوگانه را پیشنهاد می‌دهد. با ترکیب سیم‌پیچ‌های چنبره‌ای (toroidal) با توپولوژی روتور-استاتور-روتور، طول سیم‌پیچ انتهایی ماشین به طور قابل ملاحظه‌ای در مقایسه با ماشین VPM معمولی، کاهش می‌یابد. بر اساس تابع هدایت مغناطیسی (پرمانس) هوا، عبارت‌های نیروی محرکه الکتریکی معکوس (back-EMF) و گشتاور به دست می‌آیند، که از طریق آن‌ها ماهیت این ماشین مشخص می‌شود. سپس تاثیر نسبت قطب (نسبت تعداد جفت قطب روتور به تعداد جفت قطب استاتور) و پارامترهای هندسی اصلی از قبیل دهانه‌ی شیار، ضخامت مغناطیسی و غیره، بر روی عملکرد گشتاور، به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار می‌گیرد. هم تحلیل المان محدود (FEA) شِبه3بُعدی (quasi-3D) و هم تحلیل المان محدود سه‌بعدی (3D FEA)، برای اعتبارسنجی تحلیل نظری، به کار گرفته می‌شوند. با چگالی فعلی A/mm2 2/4، چگالی گشتاور ماشین پیشنهادی می‌تواند به kNm/m3 6/32 برسد. یک نمونه‌ی اولیه طراحی شده است و در حال تولید است. اعتبارسنجی زمایشی، در آینده ارائه خواهد شد.

This paper proposes a dual-rotor, toroidal-winding, axial-flux vernier permanent magnet (VPM) machine. By the combination of toroidal windings with the rotor-stator-rotor topology, the end winding length of the machine is significantly reduced when compared with the regular VPM machine. Based on the airgap permeance function, the back-EMF and torque expressions are derived, through which the nature of this machine is revealed. The influence of pole ratio (ratio of rotor pole pair number to stator pole pair number) and main geometric parameters such as slot opening, magnet thickness etc., on torque performance is then analytically investigated. Both the quasi-3-dimensional (quasi-3D) finite element analysis (FEA) and 3D FEA are applied to verify the theoretical analysis. With the current density of 4.2 A/mm2, the torque density of the proposed machine can reach 32.6 kNm/m3. A prototype has been designed and is in manufacturing process. Experimental validation will be presented in the future.