وحید نائینی

ماشین های الکتریکی یکی از مهمترین اجزاء صنعت می باشد، به طوریکه بهبود و توسعه ساختار و عملکرد آنها بسیار ضروری و لازم می باشد. با ظهور و پیدایش مواد مغناطیس دائم پرانرژی و استفاده از آن ها در ماشین های الکتریکی، رویکرد جدیدی از ساخت ماشین های الکتریکی رقم خورده است و مشخصه های عملکردی بهتری را برای آن ها به ارمغان آورده است. ماشین هایی با ساختار شارمحوری نیز با توجه به راندمان بالا، حجم کم، چگالی توان و گشتاور بالا مورد توجه طراحان و مهندسین قرار گرفته اند. امروزه، به علت مزایایی که در ساختار دیسکی ماشین های شار محوری (AFM) وجود دارد، کاربرد این ماشین ها بسیار متنوع و روبه رشد می باشد. از طرف دیگر، بسیارضروری است که ماشین های الکتریکی مورد استفاده در صنایع مدرن، قادر به کنترل سرعت موتور برای عملکرد موتوری و یا کنترل ولتاژ خروجی مولد برای عملکرد ژنراتوری در محدوده تغییرات بار باشند. به عبارتی در این ماشین ها شار فاصله هوایی باید قابل کنترل باشد. اخیرا ساختارهای متنوعی از ماشین های سنکرون با تحریک دوگانه (HESM) در جهت رفع نواقص ماشین های سنکرون مغناطیس دائم و کنترل میدان فاصله هوایی ارائه شده است. در این نوع از ماشین ها قطب های مغناطیس دائم با یک سیم پیچی تولید میدان ترکیب می شود. در این صورت ماشین سنکرون با تحریک دوگانه مزیت های هر دو ماشین سنکرون مغناطیس دائم و تحریک الکتریکی را همزمان دارد. اما علیرغم داشتن این مزایا، وجود مشکلات و معایب مواد مغناطیس دائم، سبب می شود این ماشین ها کمتر مورد رغبت باشند. بنابراین جایگزین کردن این منبع تولید میدان مغناطیسی به شکل دیگر با توانایی کنترل میدان مغناطیسی و ارائه یک ساختار ساده با هزینه پایین، ضروری است. بدین منظور در سالهای اخیر یک ساختار جدید، تحت نام ماشین شار محوری بدون مغناطیس دائم (AF-PML) با قابلیت کنترل میدان ذاتی، ارائه شده است. در این ساختار جدید به جای استفاده از قطب های مغناطیس دائم روتور، از یک سیم پیچی میدان DC در استاتور استفاده می شود. به طوریکه با کنترل جریان سیم پیچی DC می توان به سادگی میدان مغناطیسی فاصله هوایی را کنترل نمود. در طراحی و بهینه سازی این ماشین ها می توان از نرم افزارهای المان محدود استفاده کرد که به کمک آن ها می توان ساختارهای پیچیده ماشین را شبیه سازی نمود و نتایج بسیار دقیقی به دست آورد. ا