Çok Amaçlı Genetik Algoritma Yöntemi Kullanılarak Enine Laminasyonlu Senkron Relüktans Motor Optimizasyonu

Senkron relüktans motor (SynRM), asenkron motor ile aynı gövde yapısına sahip olmasına rağmen rotor yapıları farklıdır. Rotorunda sargı, bakır veya alüminyum çubuklar bulundurmadığından rotor kayıpları azalmakta ve verimleri artmaktadır. Ancak SynRM’nin tork dalgalanması önemli bir problemdir ve motor performansını düşürmeden tork dalgalanmasının azaltılması elzemdir. Bu amaç doğrultusunda çalışmada, 4 KW gücündeki senkron relüktans motor dikkate alınmıştır. Motora ait tüm elektriksel ve mekaniksel veriler Ansys Maxwell programında tanımlanarak motorun analizi gerçekleştirilmiştir. Çok amaçlı genetik algoritma (MOGA) yöntemi kullanılarak motor performansı artışı için tanımlanan amaç fonksiyonları doğrultusunda optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Rotor boyutlandırma parametreleri giriş değişkenleri, çıkış büyüklükleri ise çıkış gücü, verim, tork, tork dalgalanması, çıkıntı oranı olarak tanımlanmıştır. Bariyer sayısı sırasıyla 3, 4 ve 5 için beş amaç fonksiyonu MOGA ile sınanmıştır. Ele alınan amaç fonksiyonlarından elde edilen sonuçlar referans motor verileri ile karşılaştırılmıştır. Amaç fonksiyonu 1’in dışında diğer amaç fonksiyonları referans motorun verim, çıkış gücü, tork dalgalanması bakımından karşılayamamaktadır. 4 bariyerli amaç fonksiyonu 1’den elde edilen verimde değişim gözlenmezken çıkış gücünde % 0,31 artış, tork dalgalanmasında %31,71 azalma görülmüştür.

Although the synchronous reluctance motor (SynRM) has the same body structure as the induction motor, the rotor structures are different. Since the rotor does not contain any copper or aluminum rods in the winding, rotor losses are reduced and efficiency is increased. However, SynRM's torque ripple is a major problem and reducing torque ripple without degrading engine performance is essential. For this purpose, 4 kW synchronous reluctance motor was considered in the study. All electrical and mechanical data of the motor were defined in the Ansys Maxwell program and the analysis of the motor was carried out. Optimization studies were carried out using the multi-objective genetic algorithm (MOGA) method in line with the defined objective functions to increase the engine performance. Rotor sizing parameters are defined as input variables and output sizes as output power, efficiency, torque, torque ripple, saliency ratio. Five objective functions were tested with MOGA for barrier numbers 3, 4 and 5, respectively. The results obtained from the considered objective functions were compared with the reference motor data. Except for objective function 1, other objective functions cannot meet the reference motor in terms of efficiency, output power, torque fluctuation. While no change was observed in the efficiency obtained from the 4-barrier objective function 1, an increase of 0.31% in output power and a decrease of 31.71% in torque fluctuation were observed.