การเพิ่มสมรรถนะของเครื่องกลแม่เหล็กถาวรด้วยวิธีการออกแบบโครงสร้างที่เหมาะสมร่วมกับการวิเคราะห์ความอ่อนไหวแบบครอบคลุม
บทวิเคราะห์งานวิจัย
งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกลแม่เหล็กถาวรแบบสวิตช์ฟลักซ์ (Switched Flux Permanent Magnet Machine - SFPM) โดยเฉพาะแบบ 9 เฟส 36/34 ขั้ว ซึ่งเป็นโครงสร้างที่น่าสนใจเนื่องจากมีความหนาแน่นพลังงานสูง จุดเด่นของงานวิจัยนี้คือการผสานวิธีการออกแบบเชิงโครงสร้างที่เหมาะสมเข้ากับการวิเคราะห์ความอ่อนไหวแบบครอบคลุม (Comprehensive Sensitivity Analysis) เพื่อเพิ่มกำลังไฟฟ้าเอาต์พุต การวิเคราะห์ความอ่อนไหวนี้ช่วยในการระบุและเลือกตัวแปรการออกแบบที่มีผลกระทบมากที่สุดต่อฮาร์โมนิกของฟลักซ์แม่เหล็กในช่องว่างอากาศ ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการสร้างกำลังไฟฟ้า
วิธีการที่นำเสนอใช้หลักการออกแบบจากฮาร์โมนิกในช่องว่างอากาศ โดยการเลือกฮาร์โมนิกที่เหมาะสมผ่านทฤษฎีการมอดูเลตเครื่องจักรกล ทำให้สามารถควบคุมและเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องกลแม่เหล็กถาวรได้อย่างมีประสิทธิภาพ กระบวนการปรับขนาดให้เหมาะสม (Optimization) ดำเนินการโดยการวิเคราะห์ความอ่อนไหวแบบครอบคลุม ซึ่งช่วยลดเวลาและทรัพยากรในการทดลอง และนำไปสู่การออกแบบที่เหมาะสมที่สุดได้อย่างรวดเร็ว
นอกจากนี้ งานวิจัยนี้ยังใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์เอลิเมนต์ (Finite Element Analysis - FEA) เพื่อตรวจสอบคุณลักษณะทางแม่เหล็กไฟฟ้าของเครื่องกลแม่เหล็กถาวรทั้งโครงสร้างเดิมและโครงสร้างที่ปรับปรุงแล้ว การใช้ FEA ช่วยให้สามารถจำลองและวิเคราะห์พฤติกรรมของเครื่องจักรได้อย่างแม่นยำก่อนที่จะสร้างต้นแบบ ลดความเสี่ยงและต้นทุนในการทดลอง ขั้นตอนสุดท้ายคือการสร้างต้นแบบและทดสอบเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของผลการวิเคราะห์ทางทฤษฎีและ FEA ทำให้มั่นใจได้ว่าผลการวิจัยมีความน่าเชื่อถือและสามารถนำไปใช้ได้จริง
ความสำคัญของงานวิจัยนี้คือการเสนอวิธีการที่เป็นระบบและมีประสิทธิภาพในการเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกลแม่เหล็กถาวร โดยไม่จำเป็นต้องอาศัยการทดลองหลายครั้ง ซึ่งช่วยลดเวลาและต้นทุนในการพัฒนา การใช้การวิเคราะห์ความอ่อนไหวแบบครอบคลุมและ FEA ทำให้สามารถออกแบบเครื่องกลแม่เหล็กถาวรที่มีประสิทธิภาพสูง กำลังไฟฟ้าเอาต์พุตสูง และมีความน่าเชื่อถือสูง การตีพิมพ์ผลงานวิจัยในวารสารระดับนานาชาติชั้นนำ (ISI หรือ Scopus ระดับ Q1 หรือ Q2) ยิ่งย้ำถึงคุณภาพและความสำคัญของงานวิจัยนี้ ซึ่งจะช่วยเผยแพร่ความรู้และเทคโนโลยีใหม่ๆ ให้กับวงการวิชาการและอุตสาหกรรม
งานวิจัยนี้มีความก้าวหน้าในด้านการออกแบบและวิเคราะห์เครื่องกลแม่เหล็กถาวร โดยเฉพาะการใช้การวิเคราะห์ความอ่อนไหวแบบครอบคลุมร่วมกับการออกแบบโดยใช้ฮาร์โมนิก วิธีการนี้มีศักยภาพที่จะนำไปประยุกต์ใช้กับการออกแบบเครื่องกลแม่เหล็กถาวรประเภทอื่นๆ และสามารถเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีเครื่องจักรกลไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นในอนาคต
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมใด
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับการผลิตและใช้งานเครื่องกลแม่เหล็กถาวร โดยเฉพาะอย่างยิ่งอุตสาหกรรมยานยนต์ การบิน อวกาศ และพลังงานทดแทน เหตุผลคือ:
- อุตสาหกรรมยานยนต์: เครื่องกลแม่เหล็กถาวรใช้เป็นมอเตอร์ในรถยนต์ไฟฟ้า รถยนต์ไฮบริด และระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าอื่นๆ การเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกลแม่เหล็กถาวรจะช่วยเพิ่มระยะทางการขับขี่ ลดเวลาในการชาร์จ และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
- อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ: เครื่องกลแม่เหล็กถาวรใช้ในระบบขับเคลื่อนของเครื่องบิน ดาวเทียม และยานอวกาศ การเพิ่มประสิทธิภาพจะช่วยลดน้ำหนัก เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบ
- อุตสาหกรรมพลังงานทดแทน: เครื่องกลแม่เหล็กถาวรใช้ในระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลม พลังงานแสงอาทิตย์ และพลังงานน้ำ การเพิ่มประสิทธิภาพจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้า ลดต้นทุน และเพิ่มความยั่งยืนของระบบ
- อุตสาหกรรมหุ่นยนต์: มอเตอร์แม่เหล็กถาวรใช้ในหุ่นยนต์อุตสาหกรรมและบริการต่างๆ การเพิ่มประสิทธิภาพช่วยเพิ่มกำลังและประสิทธิภาพการทำงานของหุ่นยนต์
งานวิจัยนี้เหมาะกับอาชีพใด
งานวิจัยนี้เหมาะกับบุคคลที่มีความเชี่ยวชาญในสาขาต่างๆ ดังนี้:
- วิศวกรเครื่องกล: มีความรู้เกี่ยวกับการออกแบบและวิเคราะห์เครื่องจักรกล รวมถึงความเข้าใจในหลักการทางแม่เหล็กไฟฟ้า
- วิศวกรไฟฟ้า: มีความรู้เกี่ยวกับการควบคุมมอเตอร์ การออกแบบวงจรไฟฟ้า และการวัดค่าพารามิเตอร์ต่างๆ
- นักวิจัยและพัฒนา: มีทักษะในการวิเคราะห์ข้อมูล การทดลอง และการเขียนรายงานวิจัย
- วิศวกรซอฟต์แวร์: ในการพัฒนาและใช้ซอฟต์แวร์จำลอง FEA
- อาจารย์มหาวิทยาลัยและนักวิจัยในสถาบันวิจัย: สามารถนำงานวิจัยไปต่อยอดและพัฒนาในงานวิจัยอื่นๆ หรือการสอนในระดับมหาวิทยาลัยได้
| รหัสโครงการ : | 183220 |
| หัวหน้าโครงการ : | นายพัฒศาสตร์ แสงวงศ์ |
| ปีงบประมาณ : | 2566 |
| หน่วยงาน : | มหาวิทยาลัยขอนแก่น |
| สาขาวิจัย : | กลุ่มข้อมูลด้านวิศวกรรมและเทคโนโลยี |
| ประเภทโครงการ : | โครงการเดี่ยว |
| สถานะ : | ปิดโครงการ |
| คำสำคัญ : | |
| วัตถุประสงค์ : | 1. เพื่อเสนอวิธีการใหม่ในการเพิ่มสมรรถนะของเครื่องกลแม่เหล็กถาวรด้วยวิธีการปรับปรุงโครงสร้างที่เหมาะสมที่สุด ผ่านวิธีการวิเคราะห์ความอ่อนไหวแบบครอบคลุมร่วมกับหลักการออกแบบจากฮาร์มอนิกในช่องว่างอากาศ2. เพื่อออกแบบและสร้างแบบจำลองเครื่องกลแม่เหล็กถาวรที่พัฒนาขึ้นใหม่ด้วยวิธีการในข้อ 13. เพื่อสร้างต้นแบบของเครื่องกลแม่เหล็กถาวรที่ได้อออกแบบไว้ พร้อมวัดค่าพารามิเตอร์ต่างๆเพื่อยืนยันความถูกต้องของแบบจำลอง4. เพื่อตีพิมพ์บทความวิจัยจำนวน 2 บทความ ในวารสารที่อยู่ในฐานข้อมูล ISI หรือ Scopus ระดับ Q1 หรือ Q2 |
นายพัฒศาสตร์ แสงวงศ์. (2566). การเพิ่มสมรรถนะของเครื่องกลแม่เหล็กถาวรด้วยวิธีการออกแบบโครงสร้างที่เหมาะสมร่วมกับการวิเคราะห์ความอ่อนไหวแบบครอบคลุม. มหาวิทยาลัยขอนแก่น. ขอนแก่น.
นายพัฒศาสตร์ แสงวงศ์. 2566. "การเพิ่มสมรรถนะของเครื่องกลแม่เหล็กถาวรด้วยวิธีการออกแบบโครงสร้างที่เหมาะสมร่วมกับการวิเคราะห์ความอ่อนไหวแบบครอบคลุม". มหาวิทยาลัยขอนแก่น. ขอนแก่น.
นายพัฒศาสตร์ แสงวงศ์. "การเพิ่มสมรรถนะของเครื่องกลแม่เหล็กถาวรด้วยวิธีการออกแบบโครงสร้างที่เหมาะสมร่วมกับการวิเคราะห์ความอ่อนไหวแบบครอบคลุม". มหาวิทยาลัยขอนแก่น, 2566. ขอนแก่น.
นายพัฒศาสตร์ แสงวงศ์. การเพิ่มสมรรถนะของเครื่องกลแม่เหล็กถาวรด้วยวิธีการออกแบบโครงสร้างที่เหมาะสมร่วมกับการวิเคราะห์ความอ่อนไหวแบบครอบคลุม. มหาวิทยาลัยขอนแก่น; 2566. ขอนแก่น.