كوپلر هاي جريان گردابي داراي كاربرد هاي وسيعي از قبيل انتقال بدون تماس گشتاور، راه اندازي نرم، حذف (فيلتر كردن) لرزش و نوسانات، ايزوله كردن سيستم محركه از بار در هنگام كار با مواد سمي و غيره، و همچنين كوپل توربين هاي بادي به ژنراتور سنكرون آهنرباي دائم كه باعث حذف گيربكس، صاف شدن توان خروجي و افزايش پايداري مي شود. ساختار پيشنهادي داراي آهنرباهاي داخلي بوده كه در عين سادگي و كم هزينه بودن، به راحتي در كاربرد هاي مختلف قابل استفاده بوده و استحكام بالايي دارد، و در برگيرنده مزاياي زيادي از جنبه هاي مغناطيسي و مكانيكي مي باشد، از قبيل: آهنرباها ديگر در معرض شار هاي عكس العمل ناشي از جريان هاي القا شده در نوار رسانا، كه اثرات ضد مغناطيسي دارند، نيستند، نيروي مزاحم گريز از مركز روي آنها مهار شده است، آهنربا ها ديگر در معرض مستقيم حرارت ناشي از جريان هاي القايي نيستند، آهنربا ها كه بسيار شكننده هستند در داخل آهن نصب شده و توسط آنها محافظت مي شوند. موارد فوق موجب بهبود عملكرد و افزايش طول عمر دستگاه مي شود.

نو آوري ارائه شده در اين طرح يك موتور هيستريسس با ساختاري نوين كه تركيبي از رتورهايي با ساختار شار شعاعي و شار محوري در يك سازه واحد با هدف بهبود مشخصه هاي عملكردي ضعيف موتورهاي هيستريسس معمول همانند گشتاور خروجي و بازدهي را معرفي مي كند. طرح تركيبي ارائه شده مزاياي موتورهاي شار شعاعي و شار محوري معمول را در يك ساختار واحد تجميع كرده است. موتورهاي هيستريسس دسته اي از موتورهاي سنكرون با قابليت خود راه اندازي ذاتي هستند كه داراي ويژگي هاي برجسته اي چون مشخصه گشتاور-سرعت صاف، جريان راه اندازي كم، عملكردي نرم و بدون سر و صدا و داراي سيستم راه انداز و كنترلر ساده هستند. اما اين موتورها از مشكلاتي همچون بازدهي، گشتاور خروجي و ضريب قدرت پايين رنج مي برند كه با ارائه تركيب جديد ياد شده سعي در برطرف كردن آنها كرده ايم. در اين طرح تمامي مزاياي ساختارهاي شار شعاعي و شار محوري در يك سازه واحد دور هم جمع شده و با استفاده از ويژگي افزايش حجم موثر وفعال ماده هيستريسس در يك تركيب واحد سبب بهبود قابل ملاحظه كاستي هاي موتور هيسترزيس معمول از جمله چگالي گشتاور به توان و بازدهي شده است. اين تركيب به دليل ويژگي هاي منحصر به فرد و ساختار كاملا نوآورانه سبب ايجاد تحولي عظيم در موتورهاي هيسترزيس را فراهم خواهد آورد كه مشكلات و كاستي هاي فراوان در حوزه كاربردي تخصصي از جمله صنايع دفاعي و هسته اي برطرف خواهد نمود. اساس اوليه طراحي اين موتور تركيبي بر گرفته از جنبه هاي طراحي و قيود و محدوديتهاي يك موتور هيستريسس شار محوري نمونه استفاده شده در صنعت هسته اي كشور است. با توجه به طراحي غير بهينه اين موتور موجود، سعي شده است حتي الامكان از لحاظ مغناطيسي و ابعادي طرح ارائه شده كاستي هاي موتور مرجع را جبران نمايد. به منظور تحليل عملكرد موتور ارائه شده از روشهاي مختلف تحليلي و عددي استفاده شده است. روشهاي تحليلي كه ناكنون در مراجع جهت ارزيابي عملكرد و طراحي اوليه موتورهاي هيستريسس به كار گرفته شده بودند بر مبناي استفاده از تقريب هايي ساده شده از حلقه هيستريسس مانند تقريب حلقه هاي هيستريسس توسط بيضي هاي مورب با شيب و عرض مشخص و يا استفاده از متوازي الاضلاعهايي با عرض مشخص بوده كه در اكثر وارد بر پايه تحليل ساختارهاي شار شعاعي ماشينهاي هيستريسس استوار بودند. در اين طرح علاوه بر اين روشها يك روش عددي بر پايه روش اجزاء محدود جهت آناليز عملكرد الكترومغناطيسي طرح ارائه شده و بررسي مشخصات ابعادي طرح ارائه شده در محيط سه بعدي صورت پذيرفته است. در اين روش با استفاده از يك الگوريتم رياضياتي مبتني بر تكرار سعي شده است تا روشي جهت شبيه سازي اشباع حلقه هيستريسس كه نقش بسيار پر اهميتي در تخمين قدرت عملكرد يك موتور هيستريسس دارد، ارائه گردد. اين روش بر پايه مفهوم پرمابليته مختلط شروع به آناليز ساختار در محيط اجزاء محدود مي كند. در نهايت جهت ارزيابي موتور تركيبي ارائه شده و مقايسه آن با موتورهاي هيستريسس معمول با محدوده تواني مشابه، يك نمونه آزمايشگاهي از اين تركيب ساخته شده و در معرض آزمايشات متعددي قرار گرفته است. نتايج تستهاي آزمايشگاهي با نتايج مدلسازي ها مقايسه شده و صحت و دقت هر كدام از روشهاي مدلسازي صورت پذيرفه ارزيابي شده است. لازم به ذكر است كه نمونه آزمايشگاهي به گونه اي طراحي شده است كه امكان انجام آزمايشات بر روي تركيب ارائه شده يه صورت موتورتركيبي با دور تور شعاعي و محوري و همچنين تك تك رتورها كه نمادي از موتورهاي هيستريسس شار شعاعي و شار محوري معمول است، فراهم مي آورد. اين امر امكان مقايسه ويژگي هاي تركيب ارائه شده وميزان بهبود مخصه هاي ضعيف موتورهاي هيستريسس معمول را توسط طرح ارائه شده فراهم خواهد نمود.

خلاصه اختراع موتورهاي آهن ربايي خود راه انداز با قراردادن آهنربا در داخل روتور موتورهاي القايي ساخته شده و جايگزين مناسبي براي اين موتورها مي باشند. موتورهاي LSPM داراي بازده بالا، ضريب توان بالا و چگالي توان بالايي هستند اما مشكلات و معايبي نيز دارند. به كار بردن آهنربا در داخل روتور باعث مي شود به هنگام راه اندازي اولا ميدان ناشي از آن با ميدان گردان استاتور درگير شده و ايجاد گشتاورهاي نوساني نمايد و ثانيآ اين ميدان باعث القا ولتاژ در داخل سيم بندي استاتور شده و ايجاد گشتاور ترمز نمايد. اين گشتاور ترمز باعث شده است گشتاور راه اندازي اين موتورها كوچك شده و به كاربردهايي مانند فن محدود گردد. هرچه آهنرباي مورد استفاده قوي تر باشد عملكرد موتور در حالت دائم بهتر مي شود - بازده و ضريب توان - اما باعث افزايش گشتاور ترمز و در نتيجه عملكرد گذراي ضعيف موتور مي گردد. جهت افزايش گشتاور راه اندازي موتور مي توان مقاومت ميله هاي روتور را بزرگتر انتخاب نمود اما اين كار باعث مي شود لغزش نامي موتور افزايش يافته و موتور به سرعت سنكرون نرسد. مشاهده مي شود گشتاور راه اندازي، عملكرد حالت دائم و قابليت سنكرون شدن اين موتورها به نوعي در تضاد با يكديگر عمل مي كنند و نمي توان به طور همزمان هر سه مورد را بهبود داد. در اين اختراع طرحي ارائه شده است كه قادر است بر تمام مشكلات موتور فايق آمده و به طور همزمان گشتاور راه اندازي، عملكرد حالت دائم و قابليت سنكرون شدن را بهبود دهد. در اين طرح با استفاده از سيم بندي مناسب براي استاتور از تكنيك تغيير تعداد قطب موتور در راه اندازي استفاده شده است. به عنوان مثال براي يك موتور چهار قطب، موتور به صورت دو قطب راه اندازي شده و به هنگام عبور از سرعت سنكرون به كمك يك كليد گريز از مركز به حالت چهار قطب تغيير كرده و به كار خود در سرعت سنكرون ادامه مي دهد. بدين ترتيب مشكل سنكرون شدن موتور حل مي گردد. علاوه بر اين راه اندازي موتور به صورت دو قطب باعث خنثي شدن اثر مغناطيسي آهنرباها شده و درنتيجه گشتاور ترمز و همچنين گشتاورهاي نوساني موتور در راه اندازي حذف مي گردد. بنابراين گشتاور راه اندازي موتور افزايش يافته و موتور بسيار نرم و بدون هيچ گونه نوسان و لرزشي راه اندازي مي گردد. از طرفي با توجه به اينكه گشتاور ترمز حذف مي گردد ديگر محدوديتي در انتخاب آهن رباي قويتر براي موتور وجود ندارد و مي توان آن را به منظور بهبود عملكرد حالت دائم موتور تا جاي ممكن قوي انتخاب نمود.

موتور القائي ديسكي با هسته فريت و رتور يكپارچه سرعت بالا

موتورهاي الكتريكي يكي از اجزاي اساسي در بسياري از سيستم‌هاي امروزي به شمار مي‌آيند. عموماً، چگالي گشتاور و هزينه به عنوان مهمترين و مورد نياز‌ترين ويژگي‌هاي يك موتور الكتريكي در كاربردهاي خودرو الكتريكي و فضايي محسوب مي‌شوند. گرچه، اين اهداف در تناقض با يكديگر هستند و به همين دليل جواب نهايي مسئله عموماً ناحيه‌اي است كه هر دو اين اهداف بتوانند تا حد امكان برآورده شوند. به عنوان يكي از موتورهاي مورد استفاده در خودروهاي برقي، موتور فلاكس سوييچينگ در سال‌هاي اخير توجه محققان را به سمت خوب جذب كرده است. دليل اين توجه را مي‌توان در چگالي گشتاور بالا، ساختار روتوري مستحكم، ريپل گشتاور كم، بازده زياد، رفتار حرارتي عالي و سادگي كنترل در نظر گرفت. با اين حال چگالي شار فاصله هوايي در اين ماشين قابل كنترل نيست. در اين حالت، روش متداول استفاده از سيم‌پيچي تحريك در كنار تحريك آهنربايي استاتور است. ساختار حاصل شده به سيستم دوتحريكه معروف شده است. انتقال حرارت، مكانيك و ارتعاشات ديگر مسائل مهمي هستند كه در تحليل موتور الكتريكي بايد به آن‌ها توجه ويژه داشت. در موتور فلاكس سوييچينگ، تلفات آهنربايي مي‌تواند سبب تخطي از محدوديت‌هاي دمايي شود. اگر اين تلفات به شكل مناسبي كنترل نشوند، مغناطيس‌زدايي برگشت‌ناپذير ناشي از آن سبب افت عملكرد گشتاوري موتور خواهد شد. تكنيك تقسيم آهنربا مي‌تواند از اين پديده جلوگيري كند. با تقسيم آهنربا علاوه بر كاهش تلفات آهنربايي، آزادي بيشتري در تعيين متغيرهاي تصميم‌گيري مسئله بهينه‌سازي خواهيم داشت. در اين اختراع با بيان مشكلات مربوط به موتورهاي دوتحريكه، طرح‌هايي براي رفع اين مشكلات بيان شده‌اند. سپس موتور اوليه به وسيله روشهاي بهينه سازي هوشمند در حالت چند هدفه، بهينه سازي شده است. مقايسه عملكرد موتور بهينه و موتور اوليه دليل خوبي بر تأثير مفيد روشهاي بهينه سازي در طراحي موتورهاي الكتريكي است. در اين بهينه سازي اهداف خود را به صورت گشتاور و هزينه موتور بيان كرده ايم تا بتوانيم به صورت همزمان در اين اهداف به نتايج مناسبي برسيم. توزيع و ديناميك دمايي اجزاي مختلف موتور، روش خنك‌كاري مناسب، تغيير شكل،خمش و استرس مكانيكي، نويز ارتعاشات و صداي موتور از جمله موارد مهمي هستند كه در اين موتور به آنها اشاره شده است تا اثرات زيست محيطي استفاده از موتور بررسي شوند.