Sabit Mıknatıslı Senkron Makinelerde Demanyetizasyon: Modelleme, Teşhis ve Gelecek Yönelimler
Öz
Elektrikli araç ve yenilenebilir enerji sistemlerinde Sabit Mıknatıslı Senkron Makineler (SMSM), yüksek tork yoğunluğu ve üstün verimlilikleri nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu makinelerde meydana gelen arızalar, özellikle elektrikli araç tahrik sistemlerinde ve rüzgâr türbinlerinde performans kaybı, güvenirlik sorunları ve ek bakım maliyetlerine yol açmaktadır. Sürekli değişen yük, hız ve sıcaklık koşulları altında SMSM’lerin arıza eğilimi artmakta olup demanyetizasyon, rotor mıknatıslarının kalıcı manyetik özelliklerini kaybetmesi nedeniyle en kritik arızalardan biri olarak kabul edilmektedir. Demanyetizasyon, manyetik çevrimin kararlılığını bozarak akı dağılımının değişmesine, moment dalgalanmalarının artmasına, harmonik bozulmalara ve ısıl kararsızlığa neden olur. Düzensiz demanyetizasyon ise rotor çevresinde asimetri oluşturarak titreşim ve akustik gürültüyü yükseltir. Bu çalışmada demanyetizasyon arızaları bütüncül olarak ele alınmış; manyetik bozulma mekanizmaları ile teşhis göstergeleri arasındaki ilişki detaylandırılmıştır. Mıknatıs malzemesi özellikleri, knee bölgesi davranışı ve termal–manyetik etkileşimler değerlendirilmiş; B–H eğrisine dayalı analitik modellere ek olarak farklı arıza seviyelerinin manyetik tepkileri Sonlu Elemanlar Analizi (SEA) ile incelenmiştir. SEA sonuçları üzerinden akı zayıflaması, tork üretimi, zıt elektromotor kuvvet ve alan yoğunluğu değişimleri nicel olarak karşılaştırılmıştır. Ayrıca sinyal işleme, gözlemci tabanlı ve makine öğrenmesi destekli teşhis yöntemleri performans, gürültü dayanımı, sensör gereksinimi ve gerçek zamanlı uygulanabilirlik açısından karşılaştırılmıştır. Bu çalışma, elektrikli araç ve rüzgâr enerjisi uygulamaları için kapsamlı bir referans çerçeve sunmakta ve hibrit teşhis yaklaşımlarının gelecekteki araştırmalar için sunduğu potansiyeli tartışmaktadır.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Jung, W. S., Lee, H. K., Lee, Y. K., Kim, S. M., Lee, J. I., & Choi, J. Y. (2023). Analysis and comparison of permanent magnet synchronous motors according to rotor type under the same design specifications. Energies, 16(3), 1306.
- Canseven, H. T. High-specific-power permanent magnet synchronous machine: design, analysis, and validation. https://lutpub.lut.fi/handle/10024/170017.
- Canseven, H. T., Sadık, E. Ş., Cömert, M., & Ünsal, A. (2026). Fault detection and diagnosis for multi-faults of PMSM-drive systems using a hybrid machine learning method. IET Power Electronics, 19(1), e70203.
- Bellini, A., Filippetti, F., Tassoni, C., & Capolino, G. A. (2008). Advances in diagnostic techniques for induction machines. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 55(12), 4109-4126.
- Canseven, H. T., & Ünsal, A. (2021). Performance improvement of a five-phase PMSM drive under open circuit stator faults. 5th International Symposium on Multidisciplinary Studies and Innovative Technologies (ISMSIT 2021), 2021, Ankara, 561-565.
- Canseven, H. T., & Ünsal, A. (2021). Performance improvement of a five-phase PMSM drive under open circuit stator faults. 5th International Symposium on Multidisciplinary Studies and Innovative Technologies (ISMSIT 2021), 2021, Ankara, 561-565.
- Irgat, E., Cinar, E., & Unsal, A. (2021). The detection of bearing faults for induction motors by using vibration signals and machine learning. 13th IEEE International Symposium on Diagnostics for Electrical Machines, Power Electronics and Drives (SDEMPED 2021), 2021, Rapperswil, 447-453.
- Kudelina, K., ve diğerleri. (2024). Study of bearing currents in induction machine: diagnostic possibilities, fault detection, and prediction. Electrical Engineering, 106(6), 7089-7102.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
Derin Öğrenme, Elektrik Makineleri ve Sürücüler
Bölüm
Derleme
Yazarlar
Merve Cömert
*
0009-0007-9684-1080
Türkiye
Mustafa Ercire
0000-0003-4157-4951
Türkiye
Abdurrahman Ünsal
0000-0002-7053-517X
Türkiye
Yayımlanma Tarihi
31 Mayıs 2026
Gönderilme Tarihi
3 Aralık 2025
Kabul Tarihi
15 Mart 2026
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2026 Cilt: 13 Sayı: 1