دفاعیه آقای محمد حسین برزگری بافقی

یکی از مهم‌ترین روش‌های فرازآوری مصنوعی نفت و گاز، استفاده از پمپ‌های الکتریکی درون‌چاهی است. این پمپ‌ها به همراه موتور الکتریکی خود درون چاه و در نزدیکی مخازن نفت و گاز قرار می‌گیرند در نتیجه لازم است در دمای زیادی کار کنند. با توجه به این‌که قطر چاه‌ها محدود است جهت تأمین توان مورد نیاز لازم است طول موتورهای الکتریکی افزایش یابد. افزایش طول موتورهای الکتریکی سبب می‌شود تا محدودیت‌هایی مکانیکی برای موتور به وجود آید. با توجه به این شرایط تا حدود یک دهه قبل تنها موتورهای القایی برای این کاربرد استفاده می‌شدند. با توسعه‌ی آهنرباهای با قابلیت دمای کار زیاد موتورهای آهنربای دائم نیز برای این کاربرد کاندیدا شدند. در این پایان‌نامه تلاش شده است تا جای ممکن عوامل مؤثر بر طراحی موتور شارسوئیچ‌شونده به عنوان یک موتور آهنربای دائم برای کاربرد در پمپ‌های الکتریکی درون‌چاهی مورد بررسی قرار داده شود. بر این اساس در فرآیند طراحی این موتور قیودی مثل حداقل قطر شفت و حداکثر فاصله‌ی بین یاتاقان‌ها در نظر گرفته می‌شود سپس با هدف تأمین مدل مناسب برای بهینه‌سازی مدل موتور شارسوئیچ‌شونده توسعه داده شده است. ویژگی این مدل دقت زیاد و قابلیت استفاده برای تمام ترکیب‌های قطب‌های روتور و استاتور در ماشین‌های شار سوئیچ‌شونده است. با کمک مدل توسعه داده شده و با استفاده الگوریتم هوش مصنوعی تجمع ذرات بهینه‌سازی برای دو موتور با ترکیب قطب‌های ۱۰/۱۲ و ۱۴/۱۲ انجام شده است. سپس شبیه‌سازی‌های تحلیل حساسیت، بررسی تأثیر تغییر شکل دندانه‌ی روتور و مورب‌سازی پله‌ای مورد توجه قرار گرفته است. در گام بعد ضمن معرفی پدیده‌ی پیچش شفت این پدیده در دو حالت پایدار و دینامیک برای موتور شار سوئیچ‌شونده مدل‌سازی شده است. پس از مدل‌سازی این پدیده، تأثیر تغییرات طول و قطر شفت نیز بر این پدیده بررسی گردیده است. جهت بررسی فرآیند راه‌اندازی موتور تحت بار مدل‌سازی بار پمپ الکتریکی درون‌چاهی انجام شده است و شبیه‌سازی راه‌اندازی موتور تحت شرایط بار صورت پذیرفته است. سپس جهت بررسی کلی، تحلیل حرارتی برای این موتور مورد توجه قرار گرفته است. در نهایت تصدیق صحت نتایج تحلیل‌های اجزای محدود یک نمونه آزمایشگاهی از موتور شارسوئیچ‌شونده ساخته شده و تحت شرایط ژنراتوری مورد آزمون قرار گرفته است. نتایج آزمون‌ها مؤید صحت نتایج تحلیل‌های اجزای محدود بوده است.