HELİSEL YAPILI ANAHTARLAMALI RELÜKTANS MOTORUN (HY-ARM) BİLGİSAYAR DESTEKLİ 3 BOYUTLU STATİK MANYETİK ANALİZİ

Öz

Bu çalışmada, geleneksel Anahtarlamalı Relüktans Motorunun (ARM) rotor ve statorunun ikisine birden heliselyapı (HY) verilmiştir. Burada rotorun kendisi bir doğrudan tahrik uygulamasında eyleyici görevi yapmaktadır.HY-ARM’nin analitik ve sonlu elemanlar metodu (Ansoft Maxwell 3D) ile tahmin edilen tasarımından eldeedilen indüktans, verim, rotor üzerine etkiyen kuvvetler, statoru ovalleştirici kuvvetler ve üretilen torklar gibielektriksel ve manyetik büyüklükleri aynı ölçüdeki rotor ve statoru düz geleneksel ARM ile karşılaştırılmıştır.Düz ARM için geliştirilmiş geleneksel bazı eşitlikler helisellik dikkate alınarak yeniden düzenlenmiştir. HYARM’deakustik gürültüye neden olan statoru ovalleştirici kuvvetler bir avantaj olarak azalırken, helisel yapınınverimi bir sakınca olarak düşmektedir. Örneğin, 15 A’lik faz uyartımında statoru ovalleştirmeye çalışan veakustik gürültüye neden olan kuvvetin genliği, Fx düz ARM’de 4017 N iken β h = 45° ’lik HY-ARM’de 3647 Ndeğerine düşmüş ve ayrıca 2 kW’lık bir düz ARM’nin verimi %94 iken β h = 45° ’lik bir HY-ARM’de verim%88’e düşmüştür. Rotorun kendisinin özellikle bir eyleyici olduğu doğrudan tahrik uygulamasında (tasarımüzerinde AR-GE çalışmaları devam ederken) HY-ARM ayrıca bir sürücü motorun, kaplinlerin ve devir ayarlamaelemanlarının kullanılmaması üstünlüğü ile cazip bir seçim olarak gözükmektedir.

Anahtar Kelimeler

• ARM, helisel yapılı ARM, çarpıtma, doğrudan tahrik.

Kaynakça

1. Miller, T.J.E., Electronics Control of Switched
2. Reluctance Machines, Newnes PES, Oxford, 2001.
3. Miller, T.J.E., Switched Reluctance Motors and
4. Their Control, Magna Physics Publishing, Oxford,
5. -
6. Bedford, B. D.: USA Patents Nos. 3678352 ve
7. 1972.
8. Srinivas, K.N., Arumugam, R., “Static and dynamic

9. vibration analyses of switched reluctance motors
10. including bearings, housing, rotor dynamics, and
11. applied loads”, IEEE Transactions on Magnetics,
12. Volume 40, Issue 4, Part 1, 1911-1919, 2004.
13. Pillay, P., Cai, W., “An investigation into vibration in
14. switched reluctance motors”, IEEE Transactions on
15. Industry Applications, Volume 35, Issue 3, 589 –
16. , May-June 1999.
17. Zhangjun Tang, Pillay, P., Omekanda, A.M.,
18. “Vibration prediction in switched reluctance motors
19. with transfer function identification from shaker and
20. force hammer tests”, IEEE Transactions on
21. Industry Applications, Volume 39, Issue 4, 978 –
22. , July-Aug. 2003.
23. Cameron, D.E., Lang, J.H., Umans, S.D., “The
24. origin and reduction of acoustic noise in doubly
25. salient variable-reluctance motors”, IEEE
26. Transactions on Industry Applications, Volume
27. , Issue 6, 1250 – 1255, Nov.-Dec. 1992.
28. Krishnan, R., Switched Reluctance Motor
29. Drives, CRC Press, Florida, 2001.
30. Bin-Yen Ma, Tian-Hua Liu, Wu-Shiung Feng,
31. “Modeling and torque pulsation reduction for a
32. switched reluctance motor drive system”, IEEE
33. IECON 22nd International Conference on
34. Industrial Electronics, Control, and Instrumentation,
35. , Volume 1, 72 - 77 vol.1, 5-10 Aug. 1996
36. Rasmussen, P.O., Blaabjerg, F., Pedersen, J.K.,
37. Jensen, F., “Switched reluctance-shark machinesmore
38. torque and less acoustic noise”, IEEE
39. Industry Applications Conference, Volume 1,
40. -12 Oct. 2000 Page(s):93 – 98, vol.1.
41. Moallem, M., Ong, C.M., Unnewehr, L.E.,” Effect of
42. Rotor Profiles on the Torque of a Switched Reluctance
43. Motor”, IEEE Transactions on Industry
44. Applications, Vol.28, No. 2 March/April 1992.
45. Davis, R.M., “A comparison of switched reluctance
46. rotor structures”, IEEE Transactions on Industrial
47. Electronics, Volume 35, Issue 4, 524- 529, Nov. 1988.
48. Stanley, M.L., “Skewing of pole laminations of a
49. switched reluctance machine to reduce acoustic
50. noise”, USA Patent No. 5266859 1993.
51. Gizaw, D., “Pumping motor with skewed rotor
52. laminations”, USA Patent No. 0057800 A1 2003
53. http://www.ansoft.com/products/em/max3d/
54. Fenercioğlu A., Helisel Yapılı Anahtarlamalı
55. Relüktans Motorun Tasarımı ve Analizi, Doktora
56. Tezi, Gazi Ünv, FBE-Elektrik Eğitimi ABD, Eylül 2006.
57. Hamayer, K., Belmans, R., Numerical Modelling
58. and Design of Electrical Machines and Devices,
59. Wit Press Boston, 1999.
60. Bastos, J.P.A., Electromagnetic Modeling by
61. Finite Element Methods, Marcel Dekker, New
62. York, 2003.
63. Jianning, J., The Finite Element Method in
64. Electromagnetics, John Wiley&Sons Inc., New
65. York, 1993.
66. Benhama, A., Williamson, A.C., Reece, A.B.J.,
67. “SRM torque computation from 3D finite element
68. field solutions”, Eighth International Conference
69. on Electrical Machines and Drives, 1997 (Conf.
70. Publ. No. 444), 59 – 63, 1-3 Sept. 1997.
71. Garrigan, N.R., Soong, W.L., Stephens, C.M.,
72. Storace, A., Lipo, T.A., “Radial force characteristics
73. of a switched reluctance machine”, IEEE Industry
74. Applications Conference 1999, Volume 4, 2250-
75. vol.4, 3-7 Oct. 1999.
76. Edrington, C.S., Kaluvagunta, D.C., Joddar, J.
77. Fahimi, B., “Investigation of Electromagnetics
78. Force Components in SRM Under Single and
79. Multiphase Excitation”, IEEE transactions on
80. industry applications, Vol.41, No.4, August 2005.
81. Husain, I., Radun, A. Narius, J., “Unbalanced Force
82. Calculation in Switched-Reluctance Machines”,
83. IEEE transactions on magnetics, Vol.36, No.1,
84. January 2000.