Anahtarlamalı Relüktans Makinanın Fiziksel Modeli ve Performans Analizi

Year 2023, , 973 - 983, 31.08.2023

Eyyüp Öksüztepe

https://doi.org/10.35414/akufemubid.1261675

Abstract

Son yıllarda ulaşım araçlarında elektrik makinaların hem itki hem de generatör olarak kullanılması gittikçe yaygınlaşmaktadır. Ulaşım aracının özel gereksinimleri ve çalışma şartları hangi elektrik makinasının kullanılmasının uygun olacağını belirlemektedir. Zorlu çalışma şartlarında, kullanılan elektrik makinasının performans analizi gerçek ortam yerine bilgisayar ortamında gerçekleştirilmesi prototip imalat giderlerinin azaltılması bakımından gereklidir. Bu çalışmada zorlu çalışma şartlarının olduğu ulaşım araçlarında hata toleransı yüksek olması, basit yapı ve yüksek verime sahip olması nedeniyle Anahtarlamalı Relüktans Makina ele alınmış ve fiziksel modeli Matlab Simscape Toolbox’da modellenmiştir. Sonlu Elemanlar Analizi’den elde edilen veriler kullanılarak modellenen makina hem motor hem de generatör olarak kontrol edilmiş ve performans analizi gerçekleştirilmiştir. Benzetim sonuçları ile önerilen yöntemin doğruluğu ispatlanmıştır.

Keywords

Anahtarlamalı relüktans motor, Anahtarlamalı relüktans jeneratör, Sonlu Elemanlar Analizi, Elektrik makinalarının modellenmesi, Matlab Simscape Toolbox

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

113M090

Thanks

Bu çalışma 113M090 numaralı proje ile desteklendiğinden TÜBİTAK’a teşekkür ederim.

Physical Model and Performance Analysis of Switched Reluctance Machine

Abstract

In recent years, the use of electrical machines as both propulsion and generator in transportation vehicles has become increasingly common. The special requirements and operating conditions of the transport vehicle determine which electrical machine is suitable to use. In harsh working conditions, performing the performance analysis of the electrical machine used in the computer environment instead of the real environment is necessary in order to reduce the prototype manufacturing costs. In this study, a Switched Reluctance Machine has been discussed and its physical model has been modeled in Matlab Simscape Toolbox, due to its high fault tolerance, simple structure and high efficiency in transportation vehicles with difficult operating conditions. Using the data obtained from Finite Element Analysis, the modeled machine was controlled as both engine and generator, and performance analysis was carried out. The accuracy of the proposed method has been proven by the simulation results.

Keywords

Switched reluctance motor, Switched reluctance generator, Finite Element Analysis, Modeling of electrical machines, Matlab Simscape Toolbox

Project Number

113M090

References

• Akar, M. , Eker, M. & Akın, F., 2021. BLDC motor design and application for light electric vehicle. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 21 (2), 326-336.
• Büyükbıçakcı, E. & Boz, A. F., 2021. Yeni tip 5 – fazlı segmental rotorlu anahtarlamalı relüktans motora ait durum denklemlerinin ve dinamik simülasyon sonuçlarının incelenmesi. Kırklareli Üniversitesi Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 7 (2), 232-256.
• Elmas, E. E. & Alkan, M., 2023. Bir insansız hava aracı sisteminin tasarımı, benzetimi ve gerçekleştirilmesi. Politeknik Dergisi, 1-1.
• Kocabey, S., 2018. Elektrikli otomobillerin dünü, bugünü ve geleceği. Akıllı Ulaşım Sistemleri ve Uygulamaları Dergisi, 1(1), 16-23. Omaç, Z., Polat, M., Öksüztepe, E., Yıldırım, M., Yakut,O., Eren, H., Kaya, M., and Kürüm, H., 2018. Design, analysis, and control of in-wheel switched reluctance motor for electric vehicles. Electrical Engineering, 100, 865–876.
• Öksüztepe, E., 2017. In-wheel switched reluctance motor design for electric vehicles by using a pareto-based multiobjective differential evolution algorithm. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 66(6), 4706 – 4715.
• Önder, M. , Doğan, M. U. & Arslan, M., 2019. Anahtarlama frekansının anahtarlamalı relüktans motorda tork dalgalanmasına etkisinin incelenmesi. Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi, 11 (1), 13-23.
• Özüpak, Y., 2022. Sonlu elemanlar yöntemi tabanlı Ansys-Maxwell kullanılarak elektrikli araç uygulamaları için yüksek-hızlı motorların tasarımı ve performanslarının karşılaştırılması. Rahva Teknik ve Sosyal Araştırmalar Dergisi, 2(2), 137-149.
• Sun, X., Wu, J., Lei, G., Guo, Y. and Zhu, J., 2021. Torque ripple reduction of SRM drive using ımproved direct torque control with sliding mode controller and observer. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 68, 10, 9334-9345.
• Şahin, C., 2022. Eksenel akılı tam adım sargılı anahtarlamalı relüktans makinasının stator/rotor kutup şekillerinin motor performansına etkisi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 13(2), 181-189.
• Ye, J., Bilgin, B. and Emadi ,A., 2015. An offline torque sharing function for torque ripple reduction in switched reluctance motor drives. IEEE Transactions on Energy Conversion, 30, 2, 726-735.
• Yetgin, A. G., 2021. Maxwell gerilme tensör yöntemini kullanarak anahtarlamalı relüktans motorun hava aralığı uzunluğunun radyal ve teğetsel kuvvetler üzerindeki etkisinin belirlenmesi. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 12(1) , 491-499.