هدف از اين اختراع ارائه روشي جديد در ساختار استاتور و روتور ماشين هاي سوئيچ رلوكتانسي با هسته ي E شكل است كه بتواند با كاهش طول مسير شار و حذف وارونگي شار در استاتور، تلفات آهني را به حداقل مقدار ممكن برساند. در اين اختراع موتور دو فاز سوئيچ رلوكتانسي 6/10 با هسته ي E شكل مورد بازبيني قرار داده شده است. در موتور فوق تعداد قطب هاي روتور بيش از حد مورد نياز انتخاب شده بود كه منجر به كاهش گشتاور، سرعت و چگالي توان موتور مي شد. علاوه بر اين گسسته بودن هسته هاي E شكل مراحل ساخت و توليد آن را به شدت با مشكل مواجه مي كرد. در اين اختراع اصلاحاتي بر موتور 6/10 وارد شده و بر اساس آن مدل 9/12 معرفي مي گردد. اصلاحات عبارتند از: 1. تصحيح تعداد قطب هاي استاتور و روتور از حالت 3:5 به 3:4. 2. بكارگيري فضاي خالي ميان دو هسته ي گسسته E شكل.

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.

اين اختراع در زمينه برق قدرت شاخه ماشين هاي الكتريكي انجام گرفته است، هدف از اختراع اين موتور جايگزين نمودن موتور كولر آبي و ماشين لباسشويي با موتوري است كه مشكلات موجود در موتور هاي فعلي اين وسيله ها را كه شامل عدم كنترل سرعت مناسب (فقط دو دور در كولر آبي)، بازده پايين، ضريب توان پايين، صدا و لرزش بالا، گشتاور راه انداز پايين، وزن بالا و همچنين استحكام و طول عمر پايين را نداشته باشد، و همچنين با داشتن چگالي گشتاور بالا بتوان از آن در خودرو هاي الكتريكي استفاده كرد. كليه مشكلات مطرح شده با ارايه موتور مغناطيس دايم دو استاتوري كه در آن از آهنربا هاي استوانه اي كه در جهت قطري مغناطيسي شده اند برطرف شده است، لازم به ذكر است كه از اين ساختار به دليل داشتن ولتاژ القايي سينوسي در حالت ژنراتوري و دور پايين بهترين گزينه براي استفاده در ميكرو توربين هاي بادي است. اين ساختار كاملا جديد و براي اولين بار ارائه شده است.

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.

سري بودن مدار مفناطيسي ماشين، تضمين كننده‌ي دامنه و آهنگ دگرگوني كاملا همانند براي همه‌ي قطب‌ها [و سيم‌پيچ‌ها] در اين ژنراتور مي‌باشد. از اين رو با اطمينان بالا مي‌توان ولتاژ القا شده و همچنين امپدانس را براي همه‌ي سيم‌پيچ‌ها برابر دانست. داشتن اين ويژگي براي موازي كردن همه‌ي سيم‌پيچ‌ها و دستيابي به جريان خروجي بالا بي آن كه نگران جريان گردشي در ماشين و ايجاد هرزرفت در ماشين باشيم، بسيار مهم است. از اين رو از اين ماشين مي‌توان در كاربردهايي با ولتاژ پايين و جريان بالا مانند ژنراتور خودرو‌ها، ژنراتورهاي جوشكاري و نيز ژنراتور الكتروليز در اندازه‌هاي بسيار بزرگ بهره جست.

موتور طراحي و ساخته شده يك موتور هيبريد رلوكتانسي دو فاز با هسته هاي E شكل مي باشد. اين اختراع در زمينه ي ماشين هاي الكتريكي از زير شاخه هاي برق-قدرت انجام گرفته است. معايب موتورهاي سوئيچ و هيبريد رلوكتانسي پايين بودن چگالي گشتاور و همچنين بالا بودن ريپل گشتاور در آن ها مي باشد. علت پايين بودن چگالي گشتاور اين است كه در اين نوع موتور فقط بر روي استاتور سيم بندي داريم و در نتيجه گشتاور توليدي فقط از نوع رلوكتانسي مي باشد. همچنين علت بالا بودن ريپل گشتاور در اين موتورها صفر شدن گشتاور در هر دوره تحريك است. در موتور پيشنهادي با استفاده از ساختار خاص و همچنين استفاده از آهنربا، چگالي گشتاور، چگالي توان و بازده بهبود يافته و همچنين ريپل گشتاور نيز كاهش يافته است.

انتقال توان بيسيم (WPT) يكي از پيشروترين دستاورد¬هاي امروزيست كه با استفاده از خاصيت رزونانس مغناطيسي، بشر را از استفاده از سيم¬هاي مزاحم آزاد كرده است. كاهش توان و بازده در جابجايي هاي افقي گيرنده نسبت به فرستنده يكي از مسائل مهم در انتقال توان بيسيم بشمار مي¬رود. هدف از اين اختراع مقابله با اين رويداد با استفاده از روش هاي بهينه طراحي ساختار مغناطيسي و همچنين مدارهاي جبران ساز مي باشد. فشرده بودن سيستم به علت استفاده در خودروهاي الكتريكي نيز يكي از عوامل مهم بشمار مي¬رود كه به دليل استفاده از مدار جبران ساز LCC فضاي اشغال شده توسط سلف هاي جبران گر، حجم سيستم را افزايش ميدهد. لذا در اين اختراع با استفاده از روش هاي يكپارچه سازي سلف هاي جبران گر با سيم پيچ هاي اصلي، حجم سيستم را كاهش داده، در شرايطي كه تاثيري بر روي ديگر سيم پيچ ها و عملكرد سيستم نداشته باشد. در اين اختراع ساختار مغناطيسي DD براي اوليه و BPP براي سمت گيرنده، پيشنهاد و نمونه¬اي از آن ساخته ‌شده است. طراحي و شبيه‌سازي بخش¬هاي مختلف پيشنهادي به ‌وسيله‌ي آناليز اجزاء محدود (FEA) سه بعدي و استفاده از نرم افزار ماكسول (ANSYS MAXWELL) انجام‌ شده است.

خلاصه اختراع: انتقال توان بيسيم (WPT) يكي از پيشروترين دستاورد¬هاي امروزيست كه با استفاده از خاصيت رزونانس مغناطيسي، بشر را از استفاده از سيم¬هاي مزاحم آزاد كرده است. كاهش توان و بازده در جابجايي هاي افقي گيرنده نسبت به فرستنده يكي از مسائل مهم در انتقال توان بيسيم بشمار مي¬رود. هدف از اين اختراع مقابله با اين رويداد با استفاده از روش هاي بهينه طراحي ساختار مغناطيسي و همچنين مدارهاي جبران ساز مي باشد. فشرده بودن سيستم به علت استفاده در خودروهاي الكتريكي نيز يكي از عوامل مهم بشمار مي¬رود كه به دليل استفاده از مدار جبران ساز LCC فضاي اشغال شده توسط سلف هاي جبران گر، حجم سيستم را افزايش ميدهد. لذا در اين اختراع با استفاده از روش هاي يكپارچه سازي سلف هاي جبران گر با سيم پيچ هاي اصلي، حجم سيستم را كاهش داده، در شرايطي كه تاثيري بر روي ديگر سيم پيچ ها و عملكرد سيستم نداشته باشد. در اين اختراع ساختار مغناطسيسي DD براي اوليه و DDQ براي سمت گيرنده، پيشنهاد و نمونه¬اي از آن ساخته ‌شده است. طراحي و شبيه‌سازي بخش¬هاي مختلف پيشنهادي به ‌وسيله‌ي آناليز اجزاء محدود (FEA) سه بعدي و استفاده از نرم افزار ماكسول (ANSYS MAXWELL) انجام‌ شده است.

در اين اختراع محركه‌ا‌ي براي كنترل سرعت ماشين جريان مستقيم دو استاتوره ساخته شده است كه بدون استفاده از حس¬گر موقعيت و با استفاده از توليد سيگنال عبور از صفر ولتاژ ضدمحركه، سرعت ماشين را كنترل مي‌كند. براي بهبود عملكرد بدون حس¬گر اين ماشين، از ايده ايجاد جابه‌جايي محور استاتورها نسبت به همديگر استفاده شده است. اين عمل باعث بالا رفتن فركانس سيگنال عبور از صفر ولتاژ ضدمحركه ماشين مي‌شود و زمان به‌روزرساني سرعت ماشين را كاهش مي‌دهد. با اين جابه‌جايي هم دقت تخمين سرعت ماشين افزايش پيدا مي‌كند هم مقدار ريپل سرعت ماشين به ميزان قابل توجهي كاهش مي‌يابد. با جابه‌جايي مناسب محور استاتورها مي‌توان گشتاور دندانه‌اي را هم در اين ماشين به صورت چشمگيري كاهش داد. با توجه به آن كه هميشه نمي‌توان جابه‌جايي را به ميزان متقارن انجام داد، اين محركه توانايي كنترل سرعت در حالت جابه‌جايي نامتقارن محور استاتورها را هم دارد.