Anahtarlamalı Relüktans Motorunun Atalet Momentinin ve Faz Direncinin Maxwell Tabanlı Tahmin Edilmesi ve Sonlu Elemanlar Analizi

Yıl 2017, Cilt: 7 Sayı: 2, 455 - 461, 01.06.2017

Ercüment Karakaş Serkan Sezen Kadir Yılmaz

Öz

Bu çalışmada, üç fazlı 6/4 kutuplu kısa kutup adımlı sargı yapısına sahip klasik bir Anahtarlamalı Relüktans Motorun ARM Ansoft/Maxwell kullanılarak sonlu elemanlar analizi yapılmakta ve atalet momenti ile faz sargı direncinin tahmin edilmesi için bir yöntem önerilmektedir. Atalet momentinin hesaplanması aşamasında Maxwell programının hassas alan hesaplama özelliğinden ve rotorun geometrik verilerinden faydalanılarak rotor kütlesi ve atalet momenti hesaplanmaktadır. Benzer şekilde motorun geometrik verilerinden faydalanarak bir faza ait sargı uzunluğu ve faz direnci değeri hesaplanmaktadır. Çalışmanın son kısmında ise motorun Sonlu Elemanlar analizi yapılmaktadır. Analiz sonucunda literatüre uygun olarak elde edilen akı, endüktans ve moment karakteristikleri ayrıntılı grafikler ile gösterilmektedir

Anahtar Kelimeler

Anahtarlamalı relüktans motor, Atalet momenti, Faz direnci, Maxwell

Anahtarlamalı Relüktans Motorunun Atalet Momentinin ve Faz Direncinin Maxwell Tabanlı Tahmin Edilmesi ve Sonlu Elemanlar Analizi

Öz

Bu çalışmada, üç fazlı 6/4 kutuplu kısa kutup adımlı sargı yapısına sahip klasik bir Anahtarlamalı Relüktans Motorun ARM Ansoft/Maxwell kullanılarak sonlu elemanlar analizi yapılmakta ve atalet momenti ile faz sargı direncinin tahmin edilmesi için bir yöntem önerilmektedir. Atalet momentinin hesaplanması aşamasında Maxwell programının hassas alan hesaplama özelliğinden ve rotorun geometrik verilerinden faydalanılarak rotor kütlesi ve atalet momenti hesaplanmaktadır. Benzer şekilde motorun geometrik verilerinden faydalanarak bir faza ait sargı uzunluğu ve faz direnci değeri hesaplanmaktadır. Çalışmanın son kısmında ise motorun Sonlu Elemanlar analizi yapılmaktadır. Analiz sonucunda literatüre uygun olarak elde edilen akı, endüktans ve moment karakteristikleri ayrıntılı grafikler ile gösterilmektedir.

Anahtar Kelimeler

Anahtarlamalı Relüktans Motor, Atalet Momenti, Faz Direnci, Maxwell.

Kaynakça

• Chen, H., Wang, Q. 2016. Electromagnetic Analysis on Two Structures of Bilateral Switched Reluctance Linear Motor. IEEE T. Appl. Supercon., 26: 5205109.
• Cheshmehbeigi, HM., Yari, S., Afjei, E. 2009. Design and analysis of Low Torque Ripple Switched Reluctance Motor using 3-Dimensional Finite Element Method. In: Proceedings of the European Conference on Circuit Theory and Design, Turkey, 857–861.
• Faiz, J., Shahgholian, G., Ghazizadeh, H. 2010. Analysis of Dynamic Behavior of Switched Reluctance Motor-Design Parameters Effects. In: Proceedings of the 15th IEEE Mediterranean Electrotechnical Conference (MELECON 2010), Malta, 532–537.
• Fleming, FE., Edrington, CS. 2016. Real-Time Emulation of Switched Reluctance Machines via Magnetic Equivalent Circuits. IEEE T. Ind. Electron., 63: 3366–3376.
• Garip, M. 2002. Tam Kutup Adımlı Anahtarlamalı Relüktans Motorun Kutup Başlarını Şekillendirerek Moment Dalgalılığının İyileştirilmesi. Doktora Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, 19s.
• Gürdal, O. 2001. Elektrik Makinalarının Tasarımı, Nobel Yayınevi.
• Hieu, PT., Lee, DH., Ahn, JW. 2015. Design of Novel High Speed 2-Phase 4/3 Switched Reluctance Motor for AirBlower Application. In: Proceedings of the IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, Korea, 1520–1524.
• Miller, TJE. 2002. Speed’s Electric Motors. University of Glasgow. Nezamabadi, MM., Afjei, E., Torkaman, H. 2016. Design, Dynamic Electromagnetic Analysis, FEM, and Fabrication of a New Switched-Reluctance Motor with Hybrid Motion. IEEE T. Magn., 52: 8201708.
• Parvizi, A., Aris, RM., Lachman, T., Rom, TM. 2009. Artificial Intelligent Based Approaches of Estimating of Torque for Multi-Teet per Pole Switched Reluctance Motor. In: Proceedings of the Conference on Innovative Technologies in Intelligent Systems and Industrial Applications (CITISIA 2009), Malaysia, 81–86.
• Pérez Cebolla, FJ., Martínez, A., Martín, B., Bernal, C., Bono-Nuez, A. 2016. Nonlinear Lumped-Circuit Model for Switched Reluctance Motors Exhibiting Core Losses. IEEE T. Ind. Electron., 63: 3433–3445.
• Pérez Cebolla, FJ., Martínez, A., Martín, B., Laloya, E., Montaño, CE., Méndez, S., Vicuña, JE. 2009. Experimental Equivalent Circuit Parameters Identification of a Switched Reluctance Motor. In: Proceedings of the IEEE 35th Annual Conference of Industrial Electronics, Portugal, 1140–1145.
• Qinghai, WU., Xiaofeng, HE., Defei, JIN., Shasha, WU., Zhang, T. 2011. Parameter Design and FEM Analysis for 3-phase 6/4 Poles Switched Reluctance Motor. In: Proceedings of the 30th Chinese Control Conference, China, 3636–3639.
• Sahoo, SK., Zeng, Q., Panda, SK., Xu, JX. 2003. Model-based Torque Estimator for Switched Reluctance Motors. In: Proceedings of the Fifth International Conference on Power Electronics and Drive Systems, Singapore, 959–963.
• Srinivas, KN., Arumugam, R. 2002. Finite Element Analysis Combined Circuit Simulation of Dynamic Performances of Switched Reluctance Motors. Elec. Pow. Comp. Syst., 30: 1033- 1045.
• Takeno, M., Chiba, A., Hoshi N., Ogasawara, S., Takemoto, M., Rahman, MA. 2012. Test Results and Torque Improvement of the 50-kW Switched Reluctance Motor Designed for Hybrid Electric Vehicles. IEEE T. Ind. Appl., 48: 1327–1334.
• Zhou, P., Stanton, S., Zoltan, JC. 2012. Dynamic Modeling of Electric Machines. Ansoft Corporation, Pittsburg