Kalıcı Mıknatıslı Vernier Makinesi İçin Sargı İçi Kısa Devre Arızasının Kaçak Manyetik Akı İle Tespiti
Inter-Turn Short Cırcuıt Fault Detectıon of a Permanent Magnet Assisted Vernıer Machıne Through Stray Magnetıc Field
- Tez No: 1017752
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ DİDEM TEKGÜN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Arıza arama, Elektrik motorları, Hata izleme, Kaçak akı, Kısa devre, Kısa devre arızaları, Manyetik akı, Fault detection, Electric motors, Error monitoring, Leakage flux, Short circuit, Short circuit defect, Magnetic flux
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Abdullah Gül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kalıcı mıknatıslı vernier makineleri (PMVM), yüksek tork yoğunluğu ve manyetik dişli etkisi sayesinde rüzgar türbinleri, tekerlek içi elektrikli araçlar ve robotik sistemler gibi doğrudan tahrikli uygulamalarda giderek daha fazla tercih edilmektedir. Ancak stator sargılarındaki sargı içi kısa devre (ITSC) arızaları kritik bir güvenilirlik sorunudur; erken tespit edilmezse hızla yayılır, tork dalgalanması, aşırı ısınma ve olası demanyetizasyona yol açar. Geleneksel motor akım imza analizi (MCSA), makinenin yüksek armatür reaksiyonu nedeniyle PMVM'lerde düşük duyarlılık göstermektedir. Bu tez, stator gövdesi etrafına yerleştirilen düşük maliyetli manyetik sensörlerle dış kaçak manyetik akıyı izleyen yenilikçi, non-invaziv bir arıza tespit yöntemi önermektedir. Modifiye sargı fonksiyonu teorisine dayalı analitik bir model geliştirilerek arıza kaynaklı dolaşım akımları, tork dalgalanması öngörülmüştür. Model, 24 oluk/20 kutuplu statorlu, 28 kutuplu rotorlu bir PMVM üzerinde (550 dev/dak) 2D geçici sonlu elemanlar analizi (SEA) ile doğrulanmıştır. Faz-A L5 bobininde %3–16 şiddet aralığında arızalar simüle edilmiş; dışarıda konumlandırılan 24 sanal akı sensörünün RMS oranları incelenmiştir. Sonuçlar, arıza konumunda belirgin ve mekânsal olarak lokalize asimetriler ortaya koymaktadır: radyal akı neredeyse iki katına çıkarken tanjansiyel akı önemli ölçüde zayıflamaktadır. Yöntem, erken arıza tespiti ve yük seviyesinden bağımsız kesin lokalizasyon sağlayarak MCSA'ya kıyasla hem duyarlılık hem de sağlamlık açısından üstün performans göstermektedir. Önerilen teknik, PMVM'lerin durum izlemesi için pratik ve düşük maliyetli bir çözüm sunmakta, yenilenebilir enerji ve elektrikli ulaşım sistemlerinde daha yüksek güvenilirlik ve sürdürülebilirliğe katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
PMVM are increasingly preferred in direct-drive applications such as wind turbines, in-wheel electric vehicles and robotic systems owing to their high torque density and magnetic gearing effect. However, inter-turn short-circuit (ITSC) faults in the stator windings remain a critical reliability issue; if undetected, they rapidly propagate, causing torque ripple, overheating and possible demagnetization. Traditional motor current signature analysis (MCSA) suffers from low sensitivity and poor localization capability in PMVMs because of the machine's high armature reaction. This was validated through 2D transient finite element analysis (FEA), specifically a 24-slot/10-pole-pair stator and 28-pole rotor PMVM at 550 rpm. Faults with severities ranging from 3% to 16% were induced in the Phase-A coil L5. Twenty-four virtual sensor positions were considered in the radial and tangential directions outside the machine, and the ratios of the normalized RMS values of the components of the stray flux were plotted in polar coordinates. The results clearly indicate the localized asymmetries; for example, the radial flux almost doubles at the sensor near the faulted coil, and the tangential flux decreases significantly at this sensor location. The technique thus allows for initial-fault identification and accurate fault localization independent of loading, which compares favorably with MCSA in sensitivity and robustness. Hence, the technique provides an easy-to-implement and low-cost condition monitoring approach for PMVMs, which would make renewable energy systems and electric transport systems more reliable and sustainable.
Benzer Tezler
- Kalıcı mıknatıslı senkron motorun vektör kontrol tekniği ile denetimi
Control of vector controlled permanent magnet synchronous motor
MEHMET CİHAT ÖZGENEL
Doktora
Türkçe
2003
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAL
- Kalıcı mıknatıslı fırçasız doğru akım motor sürücüsü
Permanent magnet brushless direct current motor drive
DAĞHAN ÇAYCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. IŞIK ÇADIRCI
- Kalıcı mıknatıslı senkron motorun kontrolü
Control of permanent magnet synchronous motor
FATİH ALPASLAN KAZAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OSMAN BİLGİN
- Kalıcı mıknatıslı senkron generatörlerin sensörsüz direkt tork kontrolü
Sensorless direct torque control of permanent magnet synchronous generators
MEHMET SERTUĞ BAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ABDULKADİR BALIKÇI
- Kalıcı mıknatıslı senkron motorun bulanık mantık denetleyici ile sensörsüz hız denetimi
Sensorless control of speed control of permanent magnet synchronous motor by using fuzzy logic controller
RÜSTEM YILMAZEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBülent Ecevit ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM ALIŞKAN