ماشين ساخته شده از يك استاتور ديسكي شكل بدون شيار كه بصورت سه فاز و ترويدال سيم پيچي شده است و دو روتور ديسكي شكل كه روي سطح يكي از آنها آهنربا قرار مي گيرد (قسمت PM) و سطح روتور ديگر از يك لايه ورق نازك آلومينيمي پوشيده شده (قسمت القايي)، تشكيل شده است. پس از اتمام مراحل طراحي و ساخت ماشين و انچام آزمايشهاي مختلف مشخصه هاي مهم ماشين مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفت كه نتايج بدست آمده از جمله بازده ماشين مطلوب مي باشد. البته قابل ذكر است كه اين ماشين در شرايط آزمايشكاهي با امكانات ناكافي ساخته شده است كه در صورت فراهم بودن امكانات كارگاهي و آزمايشگاهي بيشتر مطمئنا مي توان به مشخصه هاي عملكردي بهتري دست يافت هر چند كه نتايج بدست آمده از ماشين ساخته شده نيز بسيار مطلوب مي باشد.

هدف از نگارش اين طرح ارائه گزارش كار طراحي و روند ساخت يك ماشين سنكرون سه لايه سه فاز با سيم پيچي تروئيدال با هسته U شكل توان پايين مي باشد. نتايج حاصل از آزمايش هاي ماشين ساخته شده به تفصيل تحت گراف هايي ارائه مي شود. با بررسي نتايج حاصل از آزمايش هاي مختلف و با توجه به عدم نياز سيستم تحريك به منبع تغذيه بواسطه وجود آهنرباي دائم، همانطور كه انتظار مي رود ماشين داراي بازده بسيار مطلوبي است. قابل ذكر است كه اين ماشين در شرايط آزمايشگاهي با امكانات كم و كارگاه هاي فاقد تجهيزات صنعتي كافي ساخته شده است. بنابراين در صورت فراهم بودن آزمايشگاه و كارگاه مجهزتر كارايي و بازده ماشين ساخته شده افزايش نيز خواهد يافت.

دستگاه ساخته شده يك پروژه ي صنعتي مي باشد كه با توجه به نياز جامعه در ابعاد كوچك طراحي شده است و مي تواند معايب يا گرفتگي لوله هايي با قطر مشخص توسط دوربين كه در بالاي آن تعبيه شده است را توسط كابل به كامپيوتر ارسال كند و در صفحه نمايشگر نمايش دهد. از اين دستگاه مي توان به عنوان يك ربات كوچك نام برد كه تمامي كارايي و اهدافي كه يك ربات دارد مي تواند انجام دهد.

خلاصه توصيف اختراع عنوان: "موتور سنكرون نوع تخت تركيبي متشكل از دو روتور هيسترزيس و آهنرباي دائم" مشكل فني: موتور هيسترزيس به‌دليل سرعت بالا و عملكرد نرم و بدون نويز، كاربرد بسياري در صنايع هسته‌اي پيدا كرده است. بازده و ضريب توان پايين از جمله معايب اصلي اين موتور به‌شمار مي‌آيد و صنايع وابسته آن را محدود ساخته است. از اين رو، ارائه و ساخت موتوري با توان و سرعت بالا و در عين حال با نويز كم، مورد استقبال اين صنايع قرار خواهد گرفت. اساس راه حل ارائه شده: موتورهاي سنكرون آهنرباي دائم داراي بازده و گشتاور بالايي هستند. بنابراين تركيب آن با موتور هيسترزيس مي‌تواند محدوديت‌هاي صنعت هسته‌اي را مرتفع سازد. لازم به ذكر است كه اين تركيب در صورتي كارآمد خواهد بود كه ويژگي‌هاي اصلي موتور هيسترزيس مانند عملكرد با نويز كم در آن محفوظ بماند. اين اختراع يك موتورنوع تخت را ارائه مي دهد كه تركيبي از موتورهاي هيسترزيس و آهنرباي دائم مي باشد. انتخاب ساختار تخت با استاتور بدون شيار منجر مي‌شود تا اكثر مزاياي هر دو موتور، در موتور تركيبي حاصل باقي بماند. وجود شيار تلفات پارازيتيك شار را افزايش داده و باعث كاهش بازده مي‌شود. همچنين با قرار گرفتن مگنت‌ها به‌صورت سطحي بر روي نگهدارنده، ريپل گشتاور و نويز موتور به‌شدت كاهش مي‌يابد. كاربردها: تمامي كاربردهاي با سرعت و توان بالا مانند سانتريفيوژهاي توان بالا

خلاصه توصيف اختراع عنوان: "موتور سنكرون هيسترزيس رلوكتانس نوع تخت" مشكل فني: نياز روزافزون صنايع هسته‌اي به موتورهايي با قابليت عملكرد نرم و با نويز كم در سرعت‌هاي بالا، منجر شده است تا موتورهاي هيسترزيس مورد توجه بسياري از پژوهشگران اين صنايع قرار گيرند. برخي از معايب موتور هيسترزيس از قبيل بازده و ضريب توان پايين، محدوديت‌هاي اساسي را براي صنايع وابسته آن ايجاد كرده است. از اين رو، ارائه و ساخت موتوري با توان و سرعت بالا و در عين حال با نويز كم، مورد استقبال اين صنايع قرار خواهد گرفت. اساس راه حل ارائه شده: روش‌هاي مختلفي براي رفع نياز سرعت و توان بالاي صنايع هسته‌اي ارائه شده است. يكي از مؤثرترين روش‌ها، تركيب موتورهاي هيسترزيس با ساير موتورهاست. موتورهاي سنكرون رلوكتانسي داراي گشتاور مناسبي در سرعت سنكرون هستند كه در صورت تركيب آنها با موتور هيسترزيس، منجر به افزايش بازده و گشتاور حالت سنكرون خواهند شد و از آنجا محدوديت‌هاي صنعت هسته‌اي را مرتفع مي‌سازند. لازم به ذكر است كه اين تركيب در صورتي كارآمد خواهد بود كه ويژگي‌هاي اصلي موتور هيسترزيس مانند عملكرد با نويز كم در آن محفوظ بماند. اين اختراع يك موتور نوع تخت را ارائه مي دهد كه تركيبي از موتورهاي هيسترزيس و رلوكتانسي مي‌باشد. در اين طرح، ساختار موتور از نوع تخت با استاتور بدون شيار انتخاب شده است. اين موضوع علاوه‌براين كه منجر به كاهش نويز و تلفات پارازيتيك شده همچنين باعث مي‌شود تا اكثر مزاياي هر دو موتور، در موتور تركيبي حاصل باقي بماند. وجود شيار تلفات پارازيتيك شار را افزايش داده و باعث كاهش بازده مي‌شود. همچنين با انتخاب منطقي و مناسب شكل و ميزان برجستگي قطب‌هاي ديسك رلوكتانسي، ريپل گشتاور و نويز موتور به‌شدت كاهش مي‌يابد. نتايج حاصل از آزمايشات عملي بر روي يك نمونه ساخته شده، مؤيد كارايي و همچنين عملكرد درخشان موتور RHS مي‌باشد. كاربردها: اين موتور مي‌تواند در تمامي كاربردهاي با سرعت و توان بالا مانند سانتريفيوژهاي توان بالا بكار گرفته شود.

عنوان: " موتور هيسترزيس تخت شار تركيبي بدون نياز به نگهدارنده مغناطيسي براي ديسك شارمحوري" مشكل فني: ويژگي‌هاي منحصر به فرد موتورهاي هيسترزيس، از جمله عملكرد نرم، مشخصه گشتاور-سرعت يكنواخت و ساختار مكانيكي مستحكم، موجب استفاده گسترده از آن‌ها در كاربردهاي سرعت بالا نظير سانتريفوژها و ژيروسكوپ‌ها گشته است. موتورهاي شارمحيطي متداول‌ترين نوع موتورهاي هيسترزيس هستند. به هر حال به دليل ملاحظات الكترومغناطيسي، ابعاد ماده هيسترزيس در اين نوع موتورها بايد كوچك باشد و لذا نمي‌توان از آن‌ها براي توليد گشتاور‌هاي بزرگ (نسبت به مقادير معمول موتورهاي هيسترزيس) استفاده نمود. موتور هيسترزيس تخت شار محوري چنين مشكلي را ندارد، اما اين نوع موتور به يك نگهدارنده مغناطيسي براي ديسك هيسترزيس روتور نياز دارد. اين موضوع موجب مشكلات متعددي مانند افزايش حجم و وزن ماشين، كاهش يكپارچگي مكانيكي و كاهش شتاب‌گيري مي‌شود. بنابراين، كاربرد موتورهاي هيسترزيس تخت شارمحوري متداول با مشكلاتي مواجه است. اساس راه حل ارائه شده: در اين اختراع يك ساختار جديد موتور هيسترزيس نوع تخت ارائه مي‌شود كه در آن نيازي به استفاده از نگهدارنده مغناطيسي براي ايجاد شار محوري در ديسك هيسترزيس وجود ندارد. براي اين منظور، يك ديسك هيسترزيس مابين دو استاتور قرار گرفته است. با اتصال مناسب سيم‌پيچ‌هاي دو استاتور به يكديگر، قطب‌هاي نا‌همنام آن‌ها روبروي يكديگر قرار مي‌گيرند. بنابراين، شار در فاصله‌هاي هوايي و نيز در ديسك هيسترزيس به صورت محوري عبور مي‌كند. بسته شدن مسيرهاي شار نيز بدون وجود نگهدارنده ديسك و از طريق دو استاتور انجام مي‌شود. براي استفاده حداكثري از طول سيم‌پيچ‌ها، استاتورها به صورت تروئيدال سيم‌پيچي شده‌اند. همچنين در طرف ديگر هر يك از استاتورها، يك ديسك هيسترزيس ديگر قرار داده شده است كه شار عبوري از آن‌ها محيطي است. بدين ترتيب، يك موتور شارتركيبي حاصل شده است. كاربردها: كاربردهاي سرعت بالا كه نياز به گشتاور قابل توجهي دارند و قطر خارجي در آن‌ها داراي محدوديت است، مانند سانتريفيوژهاي بزرگ

ماشین سنکرون دیسکی شار متقاطع مغناطیسی دائم تکفاز

عنوان اختراع پپك موتورهيسترزيس خطي بدون شيارسه فاز موتور خطي هيسترزيس شامل اوليه و ثانويه ميباشد كه اوليه قسمت سيم پيچي شده بوده و عضو متحرك نيز ميباشد. برق سه فاز ازطريق سه حلقه لغزان اوليه را برق دارمي كند. موتورهاي خطي در انواع مختلف ساخته شده اند، ولي موتورهيسترزيس خطي ساخته نشده است. موتورهاي هيسترزيس داراي گشتاورراه اندازي خوب و نيز ثابت ميباشند. بدين دليل دراين طرح جنس مواد بكاررفته طوري بايد باشد كه پديده هيسترزيس را ايجاد كند، بدين ترتيب اوليه از جنس سيليكن و ثانويه از جنس فولاد VCN در نظر گرفته ميشوند. از اين موتور در قطارهاي مغناطيسي، كليدهاي مغناطيسي و ... ميتوان استفاده نمود.

سنگيني قطعات و تاكيد به استفاده از جرم براي توليد اينرسي لازم براي ايجاد ممنتوم موثر در جهات مختلف در رابطه I=mr2 و تعويض آن در طرح پيشنهادي با محورهاي آلومينيومي با شعاع بيشتر و تاكيد بر افزايش شعاع به جهت توليد ممنتوم بالاتر استفاده از تجهيزات مكانيكي و همانند توربين ها و چرخ دنده ها به جهت توليد نيروي محوري مركزي كه داراي تلفات بالاتر و در نتيجه بازدهي پايين تري است و تعويض آن با موتوري كوچك كم مصرف و سبك با دور بالاتر كه تغذيه آن راحت تر است و موجب افزايش كارايي دستگاه مي شود و استفاده از برش هاي برنجي كه داراي ضريب اصطكاك كمتري است در قسمت هايي كه محورهاي متعامد به دور يكديگر ميگيردند به جاي ياتاقان ها و بلبرينگ ها مرسوم از جمله مشكلات و راه حل هاي فني ارائه شده در طرح پيشنهادي است. كاربرد اصلي وسيله طراحي شده همانند ژيرسكوپ ها استفاده آن در وسايل هدايت ناوبري و و سايلي كه به هر جهت نيازمند يك قطب نماي مكانيكي هستند اما كاربرد ديگر اين دستگاه در وسايل كمك آموزشي و آزمايشگاهي است.

تركيب مواد هيسترزيس و آهنرباي دائم در ساختار سيستم تحريك ماشين هاي سنكرون، مزاياي برجسته اي نسبت به ساير موتورهاي الكتريكي به خصوص موتورهاي هيسترزيس يا مغناطيس دائم مرسوم در كاربردهاي سرعت بالا نظير سانتريفيوژها و ژيروسكوپ ها به وجود مي آورد. در واقه مي توان گفت در اين ساختار، آهنرباهاي دائم و ماده هيسترزيس در القاي ولتاژ ضد محركه در سيم پيچي آرميچر نقش دارند. تا رسيدن به سرعت سنكرون، گشتاور موتور شامل گشتاور هيسترزيس، گشتاور جريان فوكو و گشتاور آهنرباي دائم است. در سرعت سنكرون گشتاور موتور شامل گشتاورهاي آهنرباي دائم و هيسترزيس است. به اين ترتيب، صرف نظر كردن از اثر فوكو در مدلسازي اين موتور به معني در نظر نگرفتن گشتاور راه اندازي ناشي از جريان فوكو است و سبب كندتر شدن پاسخ موتور (كاهش ديناميك پاسخ) مي شود. اين موتور، براي كاربردهاي خودرو برقي، پمپ هاي كمپرسور، ربات ها و درايوهاي صنعتي دقيق، نظير ژيروسكوپ ها كه به عملكرد نرم، با راندمان بالا؛ احتياج دارند، بسيار مناسب است. در كنار تمام مزايايي كه افزودن آهنربا به موتور هيسترزيس به دنبال دارد، يك عيب مهم وجود دارد و آن ناشي از گشتاور شكست آهنرباست كه سبب كاهش گشتاور راه اندازي اين موتور نسبت به مشابه هيسترزيس مرسوم آن مي شود. مزاياي بي شمار اين موتور، آن را به صورت يك انتخاب مناسب و خوب براي كابردهاي دقيق معرفي مي كند. ولي براي بررسي و از بين بردن معايب ذكر شده، لازم است تحقيقات وسيعي بر روي انواع ساختارها و توپولوژي هاي آن صورت گيرد. ساختار در نظر گرفته شده براي طراحي و ساخت يك نمونه آزمايشگاهي در اين پروژه موتور تركيبي سنكرون شار محوري دو ديسك آهنربا دائم – هيسترزيس مي باشد. اين ماشين از يك هسته استاتور رول شده با سيم پيچي تروئيدال كه از دو طرف توسط دو ديسك آهنربا دائم و ديسك هيسترزيس محاصره شده است، تشكيل مي شود. ايده بكارگيري ماشين هاي سنكرون هيسترزيس شار محوري دو طرفه براي اولين بار توسط دكتر احمد دارابي در دانشكده مهندسي برق دانشگاه شاهرود ارائه شده است.