Farklı Oluk/Kutup Oranlarına Sahip Sıralı Kutuplu Fırçasız Doğru Akım Motorlarının Analizi
Öz
Küçük veya büyük güçlü elektrikli araçlarda kullanılan kalıcı mıknatıslı fırçasız doğru akım motorlarında, en büyük maliyet kalemlerinden biri kullanılan kalıcı mıknatıslardır. Rotor yapısındaki kutuplarda kalıcı mıknatısların ve çelik malzemenin bir arada kullanıldığı sıralı kutuplu rotor yapısı incelenmiştir. Öncelikli olarak, elektrikli bisiklet için önceden tasarımı yapılan 250W giriş gücüne, 200 rpm anma hızına sahip Kalıcı Mıknatıslı Fırçasız Doğru Akım Motoru (KMFDAM)’nun bazı parametreleri temel alınarak ANSYS RMxprt programında tasarım oluşturulmuştur. Tasarımda sargı tipi olarak, bakır kayıplarının az olduğu, verimin yüksek ve motor imalatının kolay olduğu konsantrik (kesirli) çift kat sargılı yapı kullanılarak analizler gerçekleştirilmiştir. Farklı oluk/kutup sayılarında motor performans verileri ve vuruntu momentleri incelenmiştir. Oluşturulan bu modeller, Rmxprt ve Maxwell 2D programı yardımıyla analizi gerçekleştirilmiştir. Bu motorların, farklı sarım sayıları ve farklı kutup yayı oranlarında 4 farklı oluk/kutup modelinin geleneksel ve sıralı kutup yapıları için dikkate alınmıştır. Ayrıca vuruntu momenti analizleri yapılmıştır. Bu analizler sonucunda geleneksel ve sıralı kutup yapılarında vuruntu momenti en küçük olduğu modeller tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler
Fırçasız Doğru Akım Motoru , Sıralı Kutup , Ansys Maxwell , Elektrikli Bisiklet.
References
- Akar, M., Eker, M., & Akın, F. (2021). BLDC Motor Design and Application for Light Electric Vehicle. Afyon Kocatepe University Journal of Sciences and Engineering. https://doi.org/10.35414/akufemubid.889877
- Akın, F. (2019). Elektrikli Araçlar İçin Geliştirilen Dış Rotorlu Fırçasız Doğru Akım Motoru Tasarım ve Analizi. Yüksek Lisans Tezi, Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tokat.
- ANSYS Electronics Suite 19.2. Programı
- Arslan, S. (2016). Dalgıç Motorun Analitik, Sayısal, Performans Sonuçlarının Karşılaştırılması. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 4(2), 403-415.
- Aydın, M. (2007). Eksenel Akılı Sürekli Mıknatıslı Elektrik Motorlarında Vuruntu Moment Minimizasyonu, 12. Elektrik, Elektronik, Bilgisayar ve Biyomedikal Mühendisliği Ulusal Kongresi ve Fuarı, 14-18, Kocaeli.
- Bahrim, F. S., Sulaiman, E., Kumar, R., & Jusoh, L. I. (2017, August). New cogging torque reduction methods for permanent magnet machine. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 226, No. 1, p. 012127). Melaka, Malaysia.
- Bianchi, N., & Bolognani, S. (1997). Brushless dc motor design: an optimisation procedure based on genetic algorithms.
- Bianchi, N., & Bolognani, S. (1998). Design optimisation of electric motors by genetic algorithms. IEE Proceedings-Electric Power Applications, 145(5), 475-483.
- Chen, T.-C., Shieh, S. H., & Ren, T.-J. (2017). Torque ripple reduction of brushless DC motor using genetic algorithm. Proceedings of the 4th international conference on control, dynamic systems, and robotics, Toronto, ON, Canada, 21-23.
- Chung, S.-U., Kim, J.-M., Koo, D.-H., Woo, B.-C., Hong, D.-K., & Lee, J.-Y. (2012). Fractional slot concentrated winding permanent magnet synchronous machine with consequent pole rotor for low speed direct drive. IEEE transactions on magnetics, 48(11), 2965-2968.
