YENİ TİP 5 – FAZLI SEGMENTAL ROTORLU ANAHTARLAMALI RELÜKTANS MOTORA AİT DURUM DENKLEMLERİNİN VE DİNAMİK SİMÜLASYON SONUÇLARININ İNCELENMESİ

Yıl 2021, Cilt: 7 Sayı: 2, 232 - 256, 31.12.2021

Erdal Büyükbıçakcı , Ali Fuat Boz

https://doi.org/10.34186/klujes.1020608

Cited By: 1

Öz

Bu çalışmada, 5-fazlı, 10/8 kutup konfigürasyonlu, segmantal rotorlu olarak tasarlanmış ve literatüre girmiş olan yeni bir model anahtarlamalı relüktans motor (SARM)' nin yapısal özelliklerinin bir incelemesi sunulmuştur. SARM’ ın klasik yapıda bir anahtarlamalı relüktans motorla (ARM) farklılıkları açıklanmıştır. Beş fazlı SARM’ ın durum denklemleri temel elektrik motorları modeli kullanılarak farklı bir rotor yapısına sahip SARM ait faz akımları, manyetik akı değişimleri ve faz durumları, görünür endüktansın profilinin hesaplanmasıyla elde edilmiştir. Çalışmanın devamında SARM’ dan elde edilen durum denklemleri kullanılarak dinamik simülasyon sonuçları geliştirilmiştir. Bilgisayar ortamında ilgili yazılım dili ile geliştirilen algoritmada çalıştırılan kod parçaları, SARM’ ın 0°’ den 90°’ ye kadar 1°’lik açı ile döndürülerek ideal akım kaynakları ile uygulanan akımın fonksiyonunun değişimi görülmüştür. SARM’ ın her dönüş açısında bitişik olan iki fazı ortak endüktans oluşturacak şekilde enerjilendirilmiştir. Gerçekleştirilen analizlerde elde edilen akımın değişimleri her bir faz için faz akımlarının simülasyon sonucu değişimleri görselleştirilerek açıklanmıştır.

Anahtar Kelimeler

Anahtarlamalı relüktans motor, matematiksel model, dinamik simülasyon.

Kaynakça

• [1] Chen. X., Deng Z., Wang. X., Peng. J., Li. X., New Designs of Switched Reluctance Motors With Segmental Rotors, 5th IET International Conference on Power Electronics, Machines and Drives (PEMD), Brighton, UK, April 2010, pp. 213-218, 2010
• [2] Uygun. D, Bal. G, Sefa. I, Linear Model of a Novel 5-Phase Segment Type Switched Reluctance Motor, Elektronika Ir Elektrotechnika Journal, vol.20, pp. 3-7, 2014
• [3] Büyükbıçakcı. E, Bipolar Uyartımlı Segmental Rotorlu 5-Fazlı Bir Anahtarlamalı Relüktans Motor İçin PI Denetimli Sürücü Sisteminin Tasarımı ve Uygulaması, Doktora Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013
• [4] Zhen. ZY, Martin T.W, Balda J.C, An İnvestigation Of Multiphase Excitation Nodes Of A 10/8 Switched Reluctance Motor With Short Flux Pathto Maximize İts Average Torque, Industrial Electronics IEEE International Symp.,4-8 Dec., vol. 2, pp. 390-395. 2000
• [5] Elmas. C., Akçayol. M.A., Yiğit. T., 2 Bulanık PI Denetleyici İle Bir Anahtarlamalı Relüktans Motorun Hız Denetimi, Gazi Üni. Müh. Mim. Fak. Dergisi, C 22, S 65-72, 2007
• [6] Bal. G., Özel Elektrik Makinaları, Seçkin Yayıncılık, Ankara, 2004
• [7] Arslan. M., Anahtarlamalı Relüktans Motorun Genetik Bulanık Mantık Kullanılarak Tork Rıpıl Minimizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2020
• [8] Miller. T.J.E., Electronic Control Of Switched Reluctance Machines, Newnes Power Engineering Series, Oxford, U.K., 2001
• [9] Polloc. C., Williams B.W., Power Converter Circuits for Switched Reluctance Motors with the Minimum Number of Switches, IEE Proccedings, vol.137, pp. 374-384, 1990
• [10] Khor. M.T., Sotudeh. R., A 3-Phase 12/10 Asymmetrical Switched Reluctance Motor, European Conference on Power Electronics and Applications, 11-13Sept., pp. 1-9, 2005
• [11] Pandey. K., Rajagopal. K.R., Novel Pole Shapes For Improved Performance Of Switched Reluctance Hub Motors, Intermag IEEE International Magnetics Conference, 4-8 April, pp. 749-750, 2005
• [12] Ashok. P., Tesar. D., Computer Aided Design of Switched Reluctance Motors for Use in Robotic Actuators, World Automation Congress, 24-26 July, pp 1-7, 2006
• [13] Fujishiro. S., Ishikawa. K., Kikuchi. S., Nakamura. K., Ichinokura. O., Design Of Outer-Rotor-Type Multipolar Switched Reluctance Motor For Electric Vehicle, Journal of Applied Physics, vol.99, pp. 08R324 - 08R324-3, 2006
• [14] Kachapornkul. S., Jitkreeyarn. P., Somsiri. P., Tungpimolrut. K., Chiba. A., Fukao. T., A Design Of 15 Kw Switched Reluctance Motor For Electric Vehicle Applications, ICEMS International Conference on Electrical Machines and Systems, 8-11 Oct., Seoul-Korea, pp.1690-1693, 2007
• [15] Cheewoo. L.E.E., Krıshnan. R., Lobo. N.S., Novel Two-phase Switched Reluctance Machine Using Common-Pole E-Core Structure: Concept, Analysis, and Experimental Verification, IEEE Industry Applications Conference, 42nd IAS Annual Meeting, pp.2210-2217, 2007
• [16] Ekram. S., Ravi. N., Rajagopal. K.R., Mahajan. D., Design and Development of a High Efficiency Switched Reluctance Motor for a Mixer-Grinder Application, IECON IEEE Industrial Electronics Society, 5-8 Nov, Taipei-Taiwan, pp.193-197, 2007
• [17] Franke. M., Brutscheck. M., Schmucker. U., Modeling And Simulation Of A Rolling Rotor Switched Reluctance Motor, 32nd International Spring Seminar on Electronics Technology, 13-17 May, pp.1-6, 2009
• [18] Daldaban. F., Üstkoyuncu. N., A New Linear Switched Reluctance Motor With Maglev Effect, ELECO International Conference on Electrical and Electronics Engineering, 5-8 Nov., Bursa-Turkey, pp.420-422, 2009
• [19] Brauer. H.J., Kasper. K.A., D.E. Doncker. R.W., Design And Analysis Of A Pancake Switched Reluctance Machine For Use In Household Applications, International Conference on Power Electronics and Drive Systems, 2-5 Nov., Taipei-Taiwan, pp. 1050-1055, 2009 [20] Ruba. M., Bentia. I., Szabo. L., Novel Modular Switched Reluctance Machine For Safety-Critical Applications, XIX International Conference on Electrical Machines (ICEM), 6-8 Sept., Rome-Italy, pp.1-6, 2010
• [21] Lawrenson. P.J, Agu. L.A., Theory And Performance of Polyphase Reluctance Machine, Proceedings of the Institution of Electrical Engineer, vol.8, pp.1435-1445, 1964
• [22] Lawrenson. P.J., Gupta. S.K., Developments İn The Performance And Theory Of Segmental-Rotor Reluctance Machines, Proceedings of the Institution of Electrical Engineer, vol.5, pp.645–653, 1967
• [23] Toliyat. H.A., Xu. L., Lipo. T.A., A Five Phase Reluctance Motor, With High Specific Torque, Conference Record of the IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, vol.28, pp.659–667, 1992
• [24] Horst. G.A., Isolated Segmental Switched Reluctance Motor, U.S. Patent No. 5 111 096, 1992
• [25] Chris. S., Edrington. T., Mahesh. K., Babak. F., Bipolar Switched Reluctance Machines: A Novel Solution for Automotive Applications, IEEE Transactions On Vehicular Technology, vol.54, pp.795-808, 2005
• [26] Naresh. V.V., Rallabandi. B., Fernandes. G., A Novel High Torque and Low Weight Segmented Switched Reluctance Motor, IEEE PESC Power Electronics Specialists Conference, 15-19 June, Rhodes-Greece, pp.1223–1228, 2008
• [27] Lawrenson. P.J., Design And Performance of Switched Reluctance Drives With High Performance Of Drive Characteristics, in Proc. Int. Conf. Power Conversion and Intel. Motion, pp. 1-11, 1989
• [28] Gan. M.G., Murphy. J.M.D., Kenneally. P.F., Lawton. J.V., A High Performance Variable Reluctance Drive: Achieving Servomotor Control, in Proc. Motorcon, pp.161-168, 1985
• [29] Pollock. C., Wu. C.Y., Acoustic Noise Cancellation Technique For Switched Reluctance Drives, IEEE Transaction on Industry Application, vol. 33, pp.477-484, 1997
• [30] Rahman. K.M., Suresh. G., Fahimi. B., Rajarathnam. A.V., Ehsani. M., Optimized Torque Control of Switched Reluctance Motor at all Operational Regimes Using Neural Network, IEEE Transaction on Industry Application, vol.37, pp.904-913, 2001