Research Article

Pençe-Kutuplu Senkron Generatörlerde Yeni Nesil Çekirdek Malzemelerin Kullanımıyla Performans Artışı

Volume: 5 Number: 2 December 31, 2024
TR EN

Pençe-Kutuplu Senkron Generatörlerde Yeni Nesil Çekirdek Malzemelerin Kullanımıyla Performans Artışı

Abstract

Geleneksel araçlarda kullanılan senkron generatörler (alternatör olarak da bilinir) hibrit elektrikli araçların güç sistemlerindeki bataryaları şarj etmek için de kullanılabilir. Alternatör tipi olarak genellikle, kare-eksen akılı senkron generatörlere benzer özelliklere sahip pençe kutuplu senkron generatör (CPSG) tercih edilir. CPSG'lerin kutup yapıları çoğunlukla uyarma sargılıdır, ancak son yıllarda kalıcı mıknatıslı olarak da tasarlanabilmektedir. Bu çalışmada, 0,55 kVA anma gücüne sahip ve 4 kutuplu kalıcı mıknatıslı bir CPSG'nin çekirdek malzeme tipine göre karşılaştırmalı elektromanyetik modellemesi ve benzetimi ANSYS-Electronics yazılımı ile yapılmıştır. Önerilen yeni nesil çekirdek malzemelerinin performansı amorf ve JFE super çekirdek olarak geleneksel çekirdek malzemesi SiFe alaşımı ile karşılaştırmalı incelenmiştir. Böylece JFE süperçekirdek malzemesinin, çekirdek kayıpları ve verimlilik açısından performansı iyileştirme açısından CPSG'lerin stator tasarımında çok daha uygun bir çekirdek malzemesi olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, yüksek elektromanyetik özelliklere sahip yeni nesil çekirdek malzemeleri ve çok daha yüksek kVA/kg güç yoğunluğu sayesinde daha kompakt bir generatör tasarlanabileceği vurgulanmıştır.

Keywords

References

  1. Nasiri-Zarandi, R., Mohammadi Ajamloo, A., and Abbaszadeh, K. Cogging Torque Minimization in Transverse Flux Permanent Magnet Generators using Two-step Axial Permanent Magnet Segmentation for Direct Drive Wind Turbine Application. International Journal of Engineering, 34(4), 2021, 908-918. doi: 10.5829/ije.2021.34.04a.17.
  2. Jurca, F., Martis, C., and Biro, K. Claw-pole generator analysis using flux 3D, International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion, Ischia, Italy, 2008, pp. 1286-1291, doi: 10.1109/SPEEDHAM.2008.4581153.
  3. Boldea, I., Tutelea, L. N., and Popa, A. A. "Claw Pole Synchronous Motors/Generators (CP-SMs/Gs) Design and Control: Recent Progress," in IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol. 10, no. 4, pp. 4556-4564, Aug. 2022, doi: 10.1109/JESTPE.2021.3125044.
  4. Wang, X., Yuan, P., Li, Y., Chen, S., Shi Z., and Xie W., Performance research and optimization of vehicle-mounted claw-pole generator based on 3D electromagnetic field and circuit coupling modeling, IEEE International Power Electronics and Application Conference and Exposition (PEAC), Guangzhou,Guangdong, China, 2022, pp. 886-891, doi: 10.1109/PEAC56338.2022.9959606.
  5. Yamazaki, K., Suzuki, R., Nuka, M., and Masegi, M. Analysis and Characteristics Improvement of Claw-Pole Alternators by Reducing Armature Reaction, in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 65, no. 11, pp. 8740-8748, Nov. 2018, doi: 10.1109/TIE.2018.2811405.
  6. Ibala, A. and Masmoudi, A. 3D-FEA based comparison of the features of two hybrid-excited claw pole alternators, International Conference on Sustainable Mobility Applications, Renewables and Technology (SMART), Kuwait, Kuwait, 2015, pp. 1-8, doi: 10.1109/SMART.2015.7399239.
  7. Cao, Y., Liu, C., and Yu, J. Mesh-Based 3D MEC Modeling of a Novel Hybrid Claw Pole Generator. Energies 2022, 15, 1692. https:// doi.org/10.3390/en15051692.
  8. Kuroda, Y., Morita, M., Hazeyama, M., Azuma, M., and Inoue, M. Improvement of a claw pole motor using additional ferrite magnets for hybrid electric vehicles, The XIX International Conference on Electrical Machines - ICEM 2010, Rome, Italy, 2010, pp. 1-3, doi: 10.1109/ICELMACH.2010.5608267.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Energy Systems Engineering (Other)

Journal Section

Research Article

Publication Date

December 31, 2024

Submission Date

June 23, 2024

Acceptance Date

December 25, 2024

Published in Issue

Year 2024 Volume: 5 Number: 2

APA
Balcı, S. (2024). Pençe-Kutuplu Senkron Generatörlerde Yeni Nesil Çekirdek Malzemelerin Kullanımıyla Performans Artışı. Muş Alparslan Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 5(2), 20-38. https://izlik.org/JA43LF38FR
AMA
1.Balcı S. Pençe-Kutuplu Senkron Generatörlerde Yeni Nesil Çekirdek Malzemelerin Kullanımıyla Performans Artışı. Muş Alparslan Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2024;5(2):20-38. https://izlik.org/JA43LF38FR
Chicago
Balcı, Selami. 2024. “Pençe-Kutuplu Senkron Generatörlerde Yeni Nesil Çekirdek Malzemelerin Kullanımıyla Performans Artışı”. Muş Alparslan Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 5 (2): 20-38. https://izlik.org/JA43LF38FR.
EndNote
Balcı S (December 1, 2024) Pençe-Kutuplu Senkron Generatörlerde Yeni Nesil Çekirdek Malzemelerin Kullanımıyla Performans Artışı. Muş Alparslan Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 5 2 20–38.
IEEE
[1]S. Balcı, “Pençe-Kutuplu Senkron Generatörlerde Yeni Nesil Çekirdek Malzemelerin Kullanımıyla Performans Artışı”, Muş Alparslan Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol. 5, no. 2, pp. 20–38, Dec. 2024, [Online]. Available: https://izlik.org/JA43LF38FR
ISNAD
Balcı, Selami. “Pençe-Kutuplu Senkron Generatörlerde Yeni Nesil Çekirdek Malzemelerin Kullanımıyla Performans Artışı”. Muş Alparslan Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 5/2 (December 1, 2024): 20-38. https://izlik.org/JA43LF38FR.
JAMA
1.Balcı S. Pençe-Kutuplu Senkron Generatörlerde Yeni Nesil Çekirdek Malzemelerin Kullanımıyla Performans Artışı. Muş Alparslan Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2024;5:20–38.
MLA
Balcı, Selami. “Pençe-Kutuplu Senkron Generatörlerde Yeni Nesil Çekirdek Malzemelerin Kullanımıyla Performans Artışı”. Muş Alparslan Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol. 5, no. 2, Dec. 2024, pp. 20-38, https://izlik.org/JA43LF38FR.
Vancouver
1.Selami Balcı. Pençe-Kutuplu Senkron Generatörlerde Yeni Nesil Çekirdek Malzemelerin Kullanımıyla Performans Artışı. Muş Alparslan Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi [Internet]. 2024 Dec. 1;5(2):20-38. Available from: https://izlik.org/JA43LF38FR