HELİSEL YAPILI ANAHTARLAMALI RELÜKTANS MOTORUN (HY-ARM) BİLGİSAYAR DESTEKLİ 3 BOYUTLU STATİK MANYETİK ANALİZİ

Yıl 2007, Cilt: 22 Sayı: 2, 0 - , 15.02.2013

Osman Gürdal Ahmet Fenercioğlu

Öz

Bu çalışmada, geleneksel Anahtarlamalı Relüktans Motorunun (ARM) rotor ve statorunun ikisine birden heliselyapı (HY) verilmiştir. Burada rotorun kendisi bir doğrudan tahrik uygulamasında eyleyici görevi yapmaktadır.HY-ARM’nin analitik ve sonlu elemanlar metodu (Ansoft Maxwell 3D) ile tahmin edilen tasarımından eldeedilen indüktans, verim, rotor üzerine etkiyen kuvvetler, statoru ovalleştirici kuvvetler ve üretilen torklar gibielektriksel ve manyetik büyüklükleri aynı ölçüdeki rotor ve statoru düz geleneksel ARM ile karşılaştırılmıştır.Düz ARM için geliştirilmiş geleneksel bazı eşitlikler helisellik dikkate alınarak yeniden düzenlenmiştir. HYARM’deakustik gürültüye neden olan statoru ovalleştirici kuvvetler bir avantaj olarak azalırken, helisel yapınınverimi bir sakınca olarak düşmektedir. Örneğin, 15 A’lik faz uyartımında statoru ovalleştirmeye çalışan veakustik gürültüye neden olan kuvvetin genliği, Fx düz ARM’de 4017 N iken β h = 45° ’lik HY-ARM’de 3647 Ndeğerine düşmüş ve ayrıca 2 kW’lık bir düz ARM’nin verimi %94 iken β h = 45° ’lik bir HY-ARM’de verim%88’e düşmüştür. Rotorun kendisinin özellikle bir eyleyici olduğu doğrudan tahrik uygulamasında (tasarımüzerinde AR-GE çalışmaları devam ederken) HY-ARM ayrıca bir sürücü motorun, kaplinlerin ve devir ayarlamaelemanlarının kullanılmaması üstünlüğü ile cazip bir seçim olarak gözükmektedir.

Anahtar Kelimeler

ARM, helisel yapılı ARM, çarpıtma, doğrudan tahrik.

Kaynakça

• Miller, T.J.E., Electronics Control of Switched
• Reluctance Machines, Newnes PES, Oxford, 2001.
• Miller, T.J.E., Switched Reluctance Motors and
• Their Control, Magna Physics Publishing, Oxford,
• -
• Bedford, B. D.: USA Patents Nos. 3678352 ve
• 1972.
• Srinivas, K.N., Arumugam, R., “Static and dynamic
• vibration analyses of switched reluctance motors
• including bearings, housing, rotor dynamics, and
• applied loads”, IEEE Transactions on Magnetics,
• Volume 40, Issue 4, Part 1, 1911-1919, 2004.
• Pillay, P., Cai, W., “An investigation into vibration in
• switched reluctance motors”, IEEE Transactions on
• Industry Applications, Volume 35, Issue 3, 589 –
• , May-June 1999.
• Zhangjun Tang, Pillay, P., Omekanda, A.M.,
• “Vibration prediction in switched reluctance motors
• with transfer function identification from shaker and
• force hammer tests”, IEEE Transactions on
• Industry Applications, Volume 39, Issue 4, 978 –
• , July-Aug. 2003.
• Cameron, D.E., Lang, J.H., Umans, S.D., “The
• origin and reduction of acoustic noise in doubly
• salient variable-reluctance motors”, IEEE
• Transactions on Industry Applications, Volume
• , Issue 6, 1250 – 1255, Nov.-Dec. 1992.
• Krishnan, R., Switched Reluctance Motor
• Drives, CRC Press, Florida, 2001.
• Bin-Yen Ma, Tian-Hua Liu, Wu-Shiung Feng,
• “Modeling and torque pulsation reduction for a
• switched reluctance motor drive system”, IEEE
• IECON 22nd International Conference on
• Industrial Electronics, Control, and Instrumentation,
• , Volume 1, 72 - 77 vol.1, 5-10 Aug. 1996
• Rasmussen, P.O., Blaabjerg, F., Pedersen, J.K.,
• Jensen, F., “Switched reluctance-shark machinesmore
• torque and less acoustic noise”, IEEE
• Industry Applications Conference, Volume 1,
• -12 Oct. 2000 Page(s):93 – 98, vol.1.
• Moallem, M., Ong, C.M., Unnewehr, L.E.,” Effect of
• Rotor Profiles on the Torque of a Switched Reluctance
• Motor”, IEEE Transactions on Industry
• Applications, Vol.28, No. 2 March/April 1992.
• Davis, R.M., “A comparison of switched reluctance
• rotor structures”, IEEE Transactions on Industrial
• Electronics, Volume 35, Issue 4, 524- 529, Nov. 1988.
• Stanley, M.L., “Skewing of pole laminations of a
• switched reluctance machine to reduce acoustic
• noise”, USA Patent No. 5266859 1993.
• Gizaw, D., “Pumping motor with skewed rotor
• laminations”, USA Patent No. 0057800 A1 2003
• http://www.ansoft.com/products/em/max3d/
• Fenercioğlu A., Helisel Yapılı Anahtarlamalı
• Relüktans Motorun Tasarımı ve Analizi, Doktora
• Tezi, Gazi Ünv, FBE-Elektrik Eğitimi ABD, Eylül 2006.
• Hamayer, K., Belmans, R., Numerical Modelling
• and Design of Electrical Machines and Devices,
• Wit Press Boston, 1999.
• Bastos, J.P.A., Electromagnetic Modeling by
• Finite Element Methods, Marcel Dekker, New
• York, 2003.
• Jianning, J., The Finite Element Method in
• Electromagnetics, John Wiley&Sons Inc., New
• York, 1993.
• Benhama, A., Williamson, A.C., Reece, A.B.J.,
• “SRM torque computation from 3D finite element
• field solutions”, Eighth International Conference
• on Electrical Machines and Drives, 1997 (Conf.
• Publ. No. 444), 59 – 63, 1-3 Sept. 1997.
• Garrigan, N.R., Soong, W.L., Stephens, C.M.,
• Storace, A., Lipo, T.A., “Radial force characteristics
• of a switched reluctance machine”, IEEE Industry
• Applications Conference 1999, Volume 4, 2250-
• vol.4, 3-7 Oct. 1999.
• Edrington, C.S., Kaluvagunta, D.C., Joddar, J.
• Fahimi, B., “Investigation of Electromagnetics
• Force Components in SRM Under Single and
• Multiphase Excitation”, IEEE transactions on
• industry applications, Vol.41, No.4, August 2005.
• Husain, I., Radun, A. Narius, J., “Unbalanced Force
• Calculation in Switched-Reluctance Machines”,
• IEEE transactions on magnetics, Vol.36, No.1,
• January 2000.