Bu çalışmada havacılık uygulamaları için emniyet kritik yüksek hızlı ve yüksek güç yoğunluklu sürekli mıknatıslı senkron generatör tasarımı yapılması hedeflenmiştir. Amaç, 4kW/kg güç yoğunluğunda ve 50000rpm hıza sahip, kısa devre akımına dayanıklı bir generatör tasarlamaktır. Makinanın ilk tasarımı analitik yöntemlerle hesaplanan boyutlara göre yapılmış, daha sonra tasarım elektromanyetik analiz programı ile analiz edilmiş ve tasarım modifikasyonları gerçekleştirilmiştir. Makinanın isterleri belirlenirken sektör de kullanılan bazı Turbojet motorlar incelenmiş ve bunlara yakın devir ve güçlerde isterler belirlenmiştir. Generator çıkışı bir tam köprü diyot yapısından geçerek pasif doğrultulacağı ve isterlerde belirtilen DC-DC dönüştürücü gerilim aralığında bir DC gerilim elde edileceği kabulüyle çalışılmıştır. Havacılık standartlarına uyum sağlayacak şekilde makinanın tasarım ve malzeme seçimi açısından makinanın emniyet kritik bir yapıda olduğundan emin olunmuştur. İlk tasarım sonuçları incelendikten sonra, makinanın güç yoğunluğu artırmak ve kısa devre akımını azaltmak için tasarımsal değişiklikler ve ağırlık azaltma çalışmaları yapılmıştır. Yeni tasarım ve ilk tasarımın sonuçları karşılaştırmalı olarak incelenmiş ve tasarım kriterlerine uyum sağlandığı
gösterilmiştir.
In this study, it was aimed to carry out design of safety critical high speed and high power density permanent magnet synchronous generator for aircraft applications. The aim is to design a generator with a power density of 4kW/kg and a speed of 50000rpm that is resistant to short circuit current. The first design of the machine was made according to the dimensions calculated by analytical methods, then the design was analyzed with an electromagnetic analysis program and the design modification was carried out. While determining the requirements of the machine, some Turbojet engines used in the sector were examined and requirements were determined at speeds and powers close to these. The generator output is assumed to be passively rectified by passing through a full bridge diode structure and a DC voltage is obtained within the DC-DC converter voltage range specified in the requirements. In order to comply with aviation standards, it has been ensured that the machine is in a safety-critical structure in the design and material selection. After the initial design results were examined, design changes and weight reduction studies were carried out to increase the power density of the machine and reduce the short circuit current. The results of the new design and the initial design were comparatively examined and it was shown that the design criteria were met.
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Electrical Machines and Drives |
Journal Section | Research Articles |
Authors | |
Publication Date | September 30, 2025 |
Submission Date | March 13, 2025 |
Acceptance Date | June 10, 2025 |
Published in Issue | Year 2025 Volume: 13 Issue: 3 |