20973

ELEKTROMANYETİK TASARIM PROGRAMI KULLANILARAK ELEKTRİK MAKİNELERİNİN TASARIMINDA BOYUT OPTİMİZASYONU İÇİN GELİŞTİRİLMİŞ İKİNCİ DERECEDEN HASSASİYET ANALİZİ TEMELLİ NÜMERİK BİR YAKLAŞIM

Bu çalışmada elektrik makinelerinin tasarımında boyut optimizasyonu için geliştirilen ikinci derecedenhassasiyet analizi temelli nümerik bir yaklaşımın formülasyonu ve çözüm algoritması sunulmuştur. Çalışmadaelektrik makinelerinin tasarımında boyut optimizasyonu için kullanılan ikinci dereceden hassasiyet analizitemelli nümerik yaklaşım; elektromanyetik tasarım programı kullanılarak optimizasyon problemi çözümlimitlerinin karma değerlerden oluştuğu yeni bir yaklaşım ile hazırlanan script sayesinde gerçekleştirilmiştir. Buyeni nümerik metod temelinde, tasarımcılar elektrik makinelerinin tasarımında pratik çözümlere standart birelektromanyetik tasarım programı kullanarak ulaşabileceklerdir. Önerilen metodun uygulanabilirliği çıkıkkutuplu senkron hidrogeneratör optimizasyon probleminde Ansoft Rmxprt kullanılarak gösterilmiştir. Sonuçlargöstermiştir ki hassasiyet analizi içeren bu metod da çözümlerde ilk tasarıma göre yaklaşık %15 iyileştirmesağlanmıştır, aynı zamanda diğer metodlara göre önemli avantajları vardır ve diğer elektromanyetik aygıtlarınboyut optimizasyonu için de kullanılabilir.

Anahtar Kelimeler:

Tasarım optimizasyonu, hassasiyet analizi, elektromanyetik tasarım, hidrogeneratör, boyut optimizasyonu.

PDF

___

Dong-Hun Kim, K. S. Ship, and J. K. Sykulski,”
Applying Continuum Design Sensitivity Analysis
Combined With Standard EM Software to Shape
Optimization in Magnetostatic Problems” IEEE Transactıons on Magnetics, Vol. 40, No. 2, pp.
—1159 March 2004
Jae Seop Ryu, Yingying Yao, Chang Seop Koh,
“Optimal Shape Design of 3-D Nonlinear
Electromagnetic Devices Using Parameterized
Design Sensitivity Analysis”, IEEE
Transactıons on Magnetics, Vol. 41, No. 5,Pp.
-1795 May 2005.
Fujii, N. “Second Order Sensitivity Analysis for a
Class of Shape Optimization Problems”, 0-7803-
-3, IEEE Transactions on Magnetics, pp.
-1178, 1994.
Yingying Yao, Jae Seop Ryu*, “3D Shape
Optimization of Electromagnetic Devices by
Using Design Sensitivity Analysis” IEEE
Transactions On Magnetics, pp.786-789.
J. K. Sykulski and M. Santilli, “A procedure for
magnetic design and optimization of permanent
brushless DC motors,” COMPEL, vol. 17, no.
/6, pp. 749–756, 1998.
Parent, G.; Dular, P.; Ducreux, J.-P.; Piriou, F.
“Using a Galerkin Projection Method for
Coupled Problems” IEEE Transactions on
Magnetics, Volume 44, Issue 6, 830 – 833, June
-
R. Rong and D. A. Lowther. “Applying response
surface methodology in the design and
optimization of electromagnetic devices,” IEEE
Trans. Magn., vol. 33, pp. 1916–1919, Mar. 1997.
T. N. Nguyen and J. L. Coulomb, “High order FE
derivatives versus geometric parameters.
Implantation on an existing code,” IEEE Trans.
Magn., vol. 35, pp. 1502–1505, May 1999.
I.-H. Park, J. L. Coulomb, and S.-Y. Hahn,
“Implementation of continuum sensitivity
analysis with existing finite element code,” IEEE
Trans. Magn., vol. 29, pp. 1787–1790, Mar.
-
N. Fujii, “Second variation and its application in
a domain optimization problem”, in Proceedings
of the 4th IFAC Symposium on Control of
Distributed Parameter Systems, pp. 431-436,
-
N. Fujii, “Second-order necessary conditions in a
domain optimization problem”, Journal of
Optimization Theory and Applications, vol.
, pp. 223-244, 1990.
N. Fujii, “Domain optimization problems with a
boundary value problem as a constraint”, in
Proceedings of the 4th IFAC Symposium on
Control of Distributed Parameter Systems,
Los angeles, pp. 49. 1986.
C. Chat-uthai, J.A Ramirez, E.M. Freeman, D.A.
Lowther, "Non- linear constrained optimisation
techniques for magnetostatic problems," Proc. Of
the 6th ISl3.4, Seoul, Korea, 22-24 June, 1994.
K. Weeber and S. R. H. Hoole, “Geometric
parameterization and constrained optimization
techniques in the design of salient pole
synchronous machines,” IEEE Trans. Magn.,
vol. 28, no. 4, pp. 1948–1960, Jul. 1992.
Topaloğlu, İ. “Hidroelektrik Generatör
Tasarımında Optimizasyon Teknikleri”,
Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi, Fen
Bilimleri Enstitüsü, 2009.
Ansoft Corporation Maxwell 3D&2D,
Optimetrics® ve RMXPRT help files, “Setting
Up An Optimization Problem”, “Getting Started
with Maxwell and RMxprt” Ansoft
Corporation, U.K. 2006.