Geri Dön

Sürekli mıknatıslı bir senkron makinenin zaman domeni relüktans devre modeli

Time-domain reluctance network model of a permanent magnet synchronous machine

  1. Tez No: 166815
  2. Yazar: BARIŞ KEMENÇE
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. LEVET OVACIK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2005
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 76

Özet

SÜREKLİ MIKNATISLI BİR SENKRON MAKİNENİN ZAMAN DOMENI RELÜKTANS DEVRE MODELİ ÖZET Gönümüzde elektrik makinelerinin gelişen bilgisayar yazılımları ve analiz yöntemleri ile modellenmesi yaygın olarak, özellikle de statik durum analizi ve manyetik alan modellenmesi ağırlıklı olarak Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) ile yapılabilmektedir. Fakat dinamik simülasyonda bu konudaki yaygın olan iki yöntemden gerek SEY, gerek de Manyetik Eşdeğer Devre (MED) metodu ile zaman domeni analizlerinde, sürekli olarak değişen rotor pozisyonunun her yeni durumu için yeniden hesaplama gereksinimi ciddi bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır. SEY için senkron makinenin dinamik davranışım gösteren durum değişkenleri rotor pozisyonunun değişimine bağlı olduğundan, rotorun her yeni pozisyonu için yeni bir sonlu elemanlar ağı kurulmalıdır. MED metodunda ise rotor pozisyonunun her adım aralığında, stator ve rotor eşdeğer devrelerini bağlayan hava aralığı relüktans elemanları yeniden hesaplanmalıdır. S. Alkan'ın daha önceki yapmış olduğu çalışmada [1], rotor ve stator relüktans elemanlarının analitik çözümü için Fourier serisine açılımı ile ilgili yeni bir yöntem önerilmişti. Verilen herhangi bir rotor pozisyonu için bu elemanlar hesaplanabilmektedir. Bu tez çalışmasında, daha önce kurulmuş olan bu modelin geliştirilerek sürekli mıknatıslı senkron makinelerin dinamik simülasyonunun elde edilmesi açıklanmaktadır. Öncelikle hava aralığı manyetik vektör potansiyelinin Fourier serisine açılmış formülasyonu kullanılarak Maxwell Gerilme Tensörü yöntemi ile endüklenen moment elde edilmiştir. Ardından stator devresinde endüklenen elektro motor kuvvet (emk), makine manyetik eşdeğer devresinden hesaplanan akı kullanılarak açıklanmıştır. Sürekli mıknatıslı senkron makinelerin mekanik ve elektromanyetik davranışını gösteren denklem takımları bağlanarak, bu makinenin elektriksel ve mekanik parametreleri için zaman domeni çözümü geliştirilmiştir. Tüm bu denklemler, 24 oluklu, 4 kutuplu rotorunda NdFeB tipi sürekli mıknatıslar olan bir sürekli mıknatıslı senkron motor için MATLAB yazılım dilinde programlanarak, farklı yük durumları için motorun zaman domeni dinamik simülasyon sonuçlan elde edilmiştir. Ek olarak stator sargısı iç sargılarındaki hata durumları için motorun dinamik davranışı modellenmiştir.

Özet (Çeviri)

TIME-DOMAIN RELUCTANCE NETWORK MODEL OF A PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MACHINE SUMMARY Today, modeling of electric machines has been a widespread application area with the advance of computer software and analysis methods. Especially modeling of a magnetic field and analyzing a stationary electric machine could be calculated by using the Finite Element Method (FEM). There are two important techniques in time domain analysis of electric machines; one is the FEM and the other is the Magnetic Equivalent Circuit (MEC) method. Both have some problems in the dynamic simulation of an electric machine. Since the rotor position changes during iterative solution for the state variables of the differential equations which represent the dynamic behavior of the synchronous machine, a new FE mesh model must be recalculated for a new position of the rotor. It is also problem for the MEC, as the rotor starts to move, however, the air-gap reluctance elements coupling the rotor and stator reluctance circuits have to be recalculated after each step change of the rotor position. The previous study Alkan [1] suggested a new approach based on Fourier series to analytically express reluctance elements coupling the rotor and stator magnetic circuits. Therefore, for a given position of the rotor, these mutual elements can easily be calculated during iterative solution. The work presented in this thesis is concerned with development of a dynamic model for permanent magnet synchronous machines (PMSM), as an extension to the steady- state magnetic circuit model previously developed by Alkan [1], The magnetic vector potential expressed by Fourier's series is used to calculate the electromagnetic torque by means of Maxwell Stress Tensor (MST). The electro-motor force (emf) induced in the stator's electrical circuit is expressed by using the magnetic flux calculated from the magnetic equivalent circuit model of the machine. A set of differential equations representing the electromagnetic behavior and mechanical behavior of the PMSM are linked together and iteratively solved to obtain a time-domain solution for the mechanical and electrical parameters of the PMSM. Time-domain simulation of permanent magnet synchronous motors has been implemented using the MATLAB program. A 4-pole, 24-slot, Nd-Fe-B permanent magnet synchronous motor is tested for different loading conditions. In addition, a internal turn-to-turn faults in the stator phase coils are simulated and dynamic behavior of the machine is presented. XI

Benzer Tezler

  1. Sürekli mıknatıslı senkron makinelerin simülasyonu için fourier serisi ve relüktans devresi yaklaşımıyla bir karma modelin geliştirilmesi

    Development of a hybrid fourier series and reluctance network model for simulation of permanent magnet synchronous machines

    SAVAŞ ALKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. LEVENT OVACIK

  2. Application of MPPT algorithms in small scale PMSG based WECS

    Küçük ölçekli PMSG tabanlı WECS'de MPPT algoritmalarının uygulaması

    ARDAVAN MAGHSADHAGH

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. LALE ERGENE

  3. Fırçasız doğru akım makinelerinde konum algılayıcısız hız denetimi

    Sensorless speed control of brushless DC machines

    NAMIK YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2000

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. M. EMİN TACER

  4. Elektrikli araçlar için gömülü sürekli mıknatıslı senkron makine tasarımının en uygunlaştırılmasına katkılar

    Contributions to optimisation of interior permanent magnet synchronous machine for electric vehicles

    AHMET HAKAN OĞUZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA AHMET KOCABAŞ

  5. Sürekli mıknatıslı senkron motorda algılayıcısız kontrol yöntemini geliştirmeye katkılar

    Contributions to improve the method of sensorless control of PMSM

    GÖKHAN ALTINTAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ