Elektrikli Araç Uygulamalarında Kullanılan Sürekli Mıknatıslı Senkron Motorun Farklı Rotor Topolojilerinin Karşılaştırılması


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: BEKTAŞ AYBARS BALTA

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Engin Ayçiçek

Eş Danışman: Mustafa Gürkan Aydeniz

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Fosil yakıtların azalması, çevre kirliliği ve küresel ısınmanın giderek artması gibi sebeplerle elektrikli araçların kullanımı yaygınlaşmaktadır. Elektrikli araçlar; yüksek verimlilik, sessiz ve titreşimsiz çalışma, çevre dostu olması gibi pek çok avantaja sahiptir. Bunların yanında elektrik motoru, batarya ve kontrolcü teknolojilerinin de gelişmesiyle birlikte elektrikli araçlara olan ilgi artmaktadır. Elektrik motorları, yüksek güç yoğunluğu, yüksek verim, geniş moment-hız aralığı sunmaktadır. Bu sebeplerle elektrikli araçlarda kullanılan elektrik motorları için mühendislik anlamında pek çok araştırma, inceleme ve karşılaştırma çalışmaları yapılmaktadır. Bu çalışma kapsamında seri üretime geçmiş ve iyi satış rakamlarına ulaşmış olan elektrikli bir araçta kullanılmakta olan gömülü sürekli mıknatıslı senkron motor referans alınarak farklı rotor topolojilerine sahip gömülü sürekli mıknatıslı senkron motorların modelleme, analiz ve karşılaştırmaları yapılmıştır. Referans GSMSM ile ilgili literatürdeki modelleme ve test çalışmaları xiii incelenmiştir. Bu çalışmalar yardımıyla referans GSMSM ANSYS Maxwell programında iki boyutta modellenmiş ve analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçların literatürdeki çalışmalar ile benzerlik taşıdığı görülmüştür. Karşılaştırılması yapılacak V şekilli, düz şekilli ve U şekilli gömülü sürekli mıknatıslı senkron motorlar, referans GSMSM’nin stator boyutları, sargı yapısı, rotor boyutları, manyetik malzeme türü ve sürekli mıknatıs malzeme türü aynı kalmak koşulu ile modellenmiş ve mıknatıs kalınlığı, mıknatıs genişliği gibi rotor geometri parametrelerinin performansa etkisi incelenmiştir. Sonuç olarak dört farklı yapıdaki gömülü sürekli mıknatıslı senkron motorun analizleri gerçekleştirilerek karşılaştırmaları yapılmıştır. Düz şekilli gömülü sürekli mıknatıslı senkron motor momenti 279,85 Nm ile en yüksek değere sahiptir. Moment dalgalanması bakımından V şekilli ve U şekilli gömülü sürekli mıknatıslı senkron motorlar sırasıyla 15,9 Nm ve 17,1 Nm ile düşük değerler elde edilmiştir. U şekilli gömülü sürekli mıknatıslı senkron motor %91 ile en düşük verime sahipken diğerleri benzer seviyededir. Vuruntu momentin de ise düz şekilli gömülü sürekli mıknatıslı senkron motorda en yüksek değer elde edilmiştir.