Dişlisiz Asansör Uygulamaları için Yüzey Montajlı Senkron Motorun Optimal Tasarımı

Musab Okşar; Hicret Yetiş; Taner Göktaş; Asım Kaygusuz; Erkan Meşe

doi:10.35234/fumbd.632783

Dişlisiz Asansör Uygulamaları için Yüzey Montajlı Senkron Motorun Optimal Tasarımı

Öz

Mıknatıslı Senkron Makineler tarafından sürülen dişlisiz asansör sistemleri, geleneksel asenkron motor uygulamalarına kıyasla yüksek verim, yüksek moment yoğunluğu, dişli kutusunun ortadan kalkması ile kayıpların azalması ve sistemin hacminin küçülmesi gibi birçok avantaja sahiptir. Bu çalışmada 800 kg / 10 kişilik taşıma kapasitesine sahip bir dişlisiz asansör sistemini sürmek için tasarlanan 27-oluklu 30-kutuplu Yüzey Montajlı Senkron Motorun (YMSM) tasarımı yapılmıştır. Tasarım süreci içerisinde kritik önem teşkil eden; hava aralığı, oluk açıklığı ve mıknatıs kalınlığı gibi geometrik boyutlar parametrik analiz ve çok amaçlı optimizasyon yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Optimizasyon süreci sonucunda elde edilen motor; verim, akı dağılımı, çıkış ve vuruntu momenti açısından analiz edilmiştir. Enerji verimliliği ve performans açısından optimal bir tasarım hedeflenmiştir. Yapılan tasarım ve analizler ANSYS@Maxwell simülasyon programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

[1] Ficheux, R. L., Caricchi, F., Crescimbini, F. ve Honorati, O., “Axial-Flux Permanent-Magnet Motor for Direct-Drive Elevator Systems Without Machine Room”, IEEE Transactions On Industry Applications, 2001, 37(6):1693-1701.
[2] Wang, J. H., Tan, F. W. ve Jin, R. L., “Research on Low-speed Gearless Permanent Magnet Synchronous Motor for Elevator Drive”, in Proc. International Conference on Electrical Machines and Systems, (ICEMS), 27-29 Sept. 2005, Nanjing, pp. 454-459.
[3] Jahns T. M, “The Expanding Role of PM Machines in Direct-Drive Applications”, in Proc. Wisconsin Electric Machines and Power Electronics Consortium (WEMPEC), 23-25Oct. 2007, Madison, pp. (1-6).
[4] Zhongshu L., Aijun Z., Lie M. ve Siyang L., “Design of Line-Start Low Speed and High Torque PMSM for Gearless Drive System”, in Proc. International Conference on Electrical Machines and Systems, (ICEMS) , 20-23 Agust. 2011, Beijing, pp. 1-4.
[5] Wang G., Zhang G.,Yang D. ve Xu D.,“Robust Low-Cost Control Scheme of Direct-Drive Gearless Traction Machine for Elevators Without a Weight Transducer” , in Proc. IEEE Trans. Ind. Appl. May/Jun. 2012, vol. 48, no. 3, pp. 996-1005.
[6] Cicelé S., Albini L., Parasiliti F. ve Villani M., “Design of a Permanent Magnet Synchronous Motor with Grain Oriented Electrical Steel for Direct-Drive Elevators “in Proc. 20th International Conference on Electrical Machines (ICEM), Sept. 2012, pp. 1256-1263.
[7] Yetis H., Boztepeli H., Yasa Y. ve Mese E., “Comparative design of direct drive PM synchronous motors in gearless elevator systems”, in Proc. 3rd Int. Conf. on Electric Power and Energy Conversion Systems (EPECS), Oct. 2013, Istanbul, pp. 1–5.
[8] Wang G., Xu J., Li T., Zhang G., Zhan H., DingL ve Xu D., “Weight-Transducerless Starting Torque Compensation of Gearless Permanent-Magnet Traction Machine for Direct-Drive Elevators”, IEEE Trans. Ind. Appl.,Sept. 2014.. vol. 61, no. 9, pp. 4594-4604.

[9] Bakhtiarzadeh H., Polat A. ve Ergene L. T., “Design and Analysis of a Permanent Magnet Synchronous Motor for Elevator Applications”, in Proc. Aegean Conference on Electrical Machines and Power Electronics Optimization of Electrical & Electronic Equipment Conference, (OPTIM & ACEMP), May 2017, pp. 293-298.
[10] EN81-1 European Elevator Standards, pp. 44, 1998.
[11] Zheng P., Zhao J., Han J., Wang J., Yao Z., ve Liu R. “Optimization of the Magnetic Pole Shape of a Permanent-Magnet Synchronous Motor”, IEEE Trans. Ind. Appl., Jun. 2007. vol. 43, no. 6, pp.2531-2533.
[12] Bayındır R., Ocak C. ve Topaloğlu İ. “Investigation of the Effect of Magnet Thickness on Output Power and Torque of PM BLDC Machines Using Parametric Approach Method”, in Proc. International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives Torremolinos, Spain. May 2011, pp. 1-4.
[13] Wang X., Wang Q., ve Wang Y. “Analysis of the Magnetic Field of the Six-phase Disc PMSM and Effect of Permanent Magnet Thickness on the Air Gap Magnetic Field “,in Proc. 2008 World Automation Congress, 28 Sept.-2 Oct. 2008, pp. 1-4.
[14] Ma J., Wu L. ve Zhu Z. Q., “Effect of Magnet Thickness on Electromagnetic Performance of High Speed Permanent Magnet Machines”, in Proc. IEEE International Electric Machines and Drives Conference (IEMDC),21-24 May 2017, pp. 1-7.
[15] Sharkhl S. M., Qazalbash A., Irenjil N. T. ve Wills R. G., “Effect of Slot Configuration and Airgap and Magnet Thicknesses on Rotor Electromagnetic Loss in Surface PM Synchronous Machines”, in Proc. International Conference on Electrical Machines and Systems, (ICEMS), Aug. 2011, pp. 1-6.
[16] Ayaz M., Tezcan M., Mese E. ve Yılmaz K., “Parametric Optimization of Permanent Magnet Synchronous Machines” in Proc. 6th International Conference on Control Engineering & Information Technology (CEIT), 25-27 Oct. 2018, İstanbul, pp. 1-6.
[17] Yetis, H., Mese, E. ve Biyikli M., (2018). “Design and Comparison of Ferrite Based IPM and NdFeB Based SPM Synchronous Motors for Gearless Elevator Systems”, in Proc. International Conference on Electrical Machines (ICEM), 3-6 Sep.2018, Alexandroupoli, pp.1-7.
[18] Sudhoff S. D., Cale J., Cassimere B. ve Swinney M., “Genetic Algorithm Based Design of a Permanent Magnet Synchronous Machine”, in Proc. IEEE International Electric Machines and Drives Conference (IEMDC),15-15 May 2005, pp. 1011-1019.
[19] Cvetkovski G. ve Petkovska L., “Efficiency Maximisation in Structural Design Optimisation of Permanent Magnet Synchronous Motor”, in Proc., International Conference on Electrical Machines (ICEM), Sep. 2008, pp. 1-6.
[20] Duan Y., Harley R. G. ve Habetler T. G, “Multi-objective Design Optimization of Surface Mount Permanent Magnet Machine with Particle Swarm Intelligence”, in Proc. IEEE Swarm Intelligence Symposium, St. Louis MO USA, Sep. 21-23, 2008, pp. 1-5.
[21] Sarı A., Dubas F. ve Espanet C., “Multi-Objective Design Optimization of PMSM forPEM Fuel Cell Air-Circuit with PSO Algorithms”, in Proc. IEEE International Electric Machines and Drives Conference (IEMDC),3-6 May 2009, pp. 1360-1367.
[22] Lopez C. A., Strangas E.G., “Performance Optimization of PMSM with Torque Ripple Reduction”, in Proc. International Conference on Electrical Machines (ICEM), Alexandroupoli, Sep. 2018, pp. 1-7.
[23] John H. Holland, “Adaptation in Natural and Artifcial Systems,” University of Michigan Press, 1975.
[24] S. Tüfenkçi, B. Şenol ve B. B. Alagöz, “Stabilization of Fractional Order PID Controllers for Time-Delay Fractional Order Plants by Using Genetic Algorithm”, in Proc., International Conference on Artificial Intelligence and Data Processing (IDAP), 28-30 Sept. 2018, Malatya, pp. 1-6.
[25] Sooriyakumar G., Perryman R. ve Dodds S. J., “Design Optimisation For Permanent Magnet Synchronous Motors Using Genetic Algorithm”, in Proc. Universities Power Engineering Conference (UPEC), 31 Aug.-3 Sept. 2010, pp. 1-6.
[26] User’s guide – Maxwell 2D v15,ANSYS.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

-

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Musab Okşar
0000-0002-0680-2421
Türkiye

Hicret Yetiş
0000-0002-3173-5611
Türkiye

Taner Göktaş ^*
0000-0002-8218-3239
Türkiye

Asım Kaygusuz
0000-0003-2905-1816
Türkiye

Erkan Meşe
0000-0002-6305-1281
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

24 Eylül 2020

Gönderilme Tarihi

18 Ekim 2019

Kabul Tarihi

26 Nisan 2020

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2020 Cilt: 32 Sayı: 2

DOI

https://doi.org/10.35234/fumbd.632783

IZ

https://izlik.org/JA92SU88XE

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Okşar, M., Yetiş, H., Göktaş, T., Kaygusuz, A., & Meşe, E. (2020). Dişlisiz Asansör Uygulamaları için Yüzey Montajlı Senkron Motorun Optimal Tasarımı. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 32(2), 335-344. https://doi.org/10.35234/fumbd.632783

AMA

1.Okşar M, Yetiş H, Göktaş T, Kaygusuz A, Meşe E. Dişlisiz Asansör Uygulamaları için Yüzey Montajlı Senkron Motorun Optimal Tasarımı. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2020;32(2):335-344. doi:10.35234/fumbd.632783

Chicago

Okşar, Musab, Hicret Yetiş, Taner Göktaş, Asım Kaygusuz, ve Erkan Meşe. 2020. “Dişlisiz Asansör Uygulamaları için Yüzey Montajlı Senkron Motorun Optimal Tasarımı”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 32 (2): 335-44. https://doi.org/10.35234/fumbd.632783.

EndNote

Okşar M, Yetiş H, Göktaş T, Kaygusuz A, Meşe E (01 Eylül 2020) Dişlisiz Asansör Uygulamaları için Yüzey Montajlı Senkron Motorun Optimal Tasarımı. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 32 2 335–344.

IEEE

[1]M. Okşar, H. Yetiş, T. Göktaş, A. Kaygusuz, ve E. Meşe, “Dişlisiz Asansör Uygulamaları için Yüzey Montajlı Senkron Motorun Optimal Tasarımı”, Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 32, sy 2, ss. 335–344, Eyl. 2020, doi: 10.35234/fumbd.632783.

ISNAD

Okşar, Musab - Yetiş, Hicret - Göktaş, Taner - Kaygusuz, Asım - Meşe, Erkan. “Dişlisiz Asansör Uygulamaları için Yüzey Montajlı Senkron Motorun Optimal Tasarımı”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 32/2 (01 Eylül 2020): 335-344. https://doi.org/10.35234/fumbd.632783.

JAMA

1.Okşar M, Yetiş H, Göktaş T, Kaygusuz A, Meşe E. Dişlisiz Asansör Uygulamaları için Yüzey Montajlı Senkron Motorun Optimal Tasarımı. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2020;32:335–344.

MLA

Okşar, Musab, vd. “Dişlisiz Asansör Uygulamaları için Yüzey Montajlı Senkron Motorun Optimal Tasarımı”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 32, sy 2, Eylül 2020, ss. 335-44, doi:10.35234/fumbd.632783.

Vancouver

1.Musab Okşar, Hicret Yetiş, Taner Göktaş, Asım Kaygusuz, Erkan Meşe. Dişlisiz Asansör Uygulamaları için Yüzey Montajlı Senkron Motorun Optimal Tasarımı. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 01 Eylül 2020;32(2):335-44. doi:10.35234/fumbd.632783

Cited By

Design and Production of Belt Drive Elevator Traction Machine: Modelling of Double Side Belt System

Journal of Polytechnic

https://doi.org/10.2339/politeknik.1187864