Elektrikli taşıtın tekerlek tahriği için geliştirilen dış rotorlu anahtarlı relüktans motor tasarımı ve analizi
Design and analysis of an outer rotor switched reluctance motor developed for wheel traction of an electric vehicle
- Tez No: 233144
- Danışmanlar: PROF. DR. FERİHA ERFAN KUYUMCU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 163
Özet
Bu çalışmada bir elektrikli taşıtın tekerlek tahriğini sağlamak amacıyla radyal akı yoluna sahip bir anahtarlı relüktans motorunun tasarımı yapılmaktadır. Motor, taşıtın tekerlek jantının içine yerleştirilmesi amacıyla dış rotorlu olarak tasarlanmıştır. Basit yapısı, düşük maliyeti ve güvenilirliği nedeniyle anahtarlı relüktans motor topolojisi tercih edilmiştir.Bu amaçla öncelikle, kullanım amacına yönelik olarak belirlenen sınırlayıcı koşulların ışığında motorun boyutları, konstrüksiyonu ve sargı yapısı matematiksel olarak hesaplanmıştır. Bunun ardından sonlu elemanlar yöntemi yardımıyla motorun statik analizi yapılmış ve performans karakteristikleri elde edilmiştir.Motorun çalışması sırasında faz sargıları, taşıdıkları akım nedeniyle ısı kaynağı olarak davranmaktadır. Bu nedenle tasarlanan motorun ısı analizi yapılmış ve gerekli olan izolasyon sınıfı belirlenmiştir.Üretilen moment değeri, tekerlek motorları için büyük önem taşımaktadır. Tasarlanan motorun moment üretim kapasitesini artırmak amacıyla uzun adımlı sargı yapısı motora uyarlanmış ve elde edilen moment ve dalgalılık değerleri kısa adımlı sargı yapısıyla karşılaştırılmıştır. Yeni sargı yapısı ile üretilen moment değeriyle birlikte moment dalgalılığını da önemli ölçüde artırdığı görülmüştür. Bu nedenle, uzun adımlı sargı yapısının taşıt tahrik uygulamaları için dalgalılık kontrolu yapılmadan kullanılmasının uygun olmadığı sonucuna varılmaktadır.Son olarak ise, motorun matematiksel modeli elde edilerek MATLAB-Simulink ortamında dinamik simülasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla statik manyetik analiz ile elde edilen karakteristikler, look-up tablolar halinde simülasyona dahil edilmiştir. Bu sayede farklı çalışma koşulları için motorun dinamik performansını izlemek mümkün olmaktadır.Tüm bu çalışma sürecinde elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde, tasarlanan dış rotorlu anahtarlı relüktans motorunun sunduğu performansın, bir elektrikli taşıtın tekerlek tahriğinin sağlanması için yeterli olduğu sonucuna varılmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a radial-flux type in-wheel switched reluctance traction motor for electric vehicles is designed. Constructional simplicity, low cost and reliability are the most important factors that leaded to the selection of this motor topology as a prototype in-wheel motor. Design process consists of statical magnetic analysis, thermal analysis and dynamical modeling and analysis steps, following the mathematical dimensioning, respectively.The design process starts with the numerical calculations of the dimensions, construction and winding configuration of the outer rotor SRM. A 2D finite element analysis is then performed to obtain the nonlinear field solutions within the motor.Phase windings behave as a heat source in operation. Therefore, heat analysis of the designed motor is realized and isolation class is defined.Capability, fully pithed winding configuration is adapted to designed motor and obtained torque profiles and ripple ratios are compared to conventional short pitched winding configuration. It is observed that, with fully pitched winding configuration, not only the torque output but also the torque ripple is higher than the short pitched winding configuration. So, this configuration is inconvenient for in-wheel EV applications unless ripple control is applied.A dynamic simulation model of the designed motor is composed of a set of electrical equations for each phase and equation of mechanical system, by using MATLAB-Simulink environment. By integrating the obtained static characteristic profiles into the dynamic model, drives simulation is realized. Thus, it is possible to study the dynamic behaviours of the designed motor under various operating conditions and investigate the applicability to an EV.Consequently, obtained static and dynamic results show that, designed outer rotor switched reluctance motor performance is sufficient and meets the requirements of a multimotor propelled electric vehicle.
Benzer Tezler
- Elektrikli bir aracın genel performans simülasyonu ve gerçeklemesi
General performance simulation and implementation of an electricvehicle
ALİ ÖZEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAfyon Kocatepe ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM YAVUZ
- Fırçasız doğru akım elektrik motoru karakteristiği ölçüm sistemi tasarımı ve uygulanması
Design and implementation of a measurement system for chracterization dc brushless electric motors
YALÇIN ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Mekatronik MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYTAÇ GÖREN
- PSPICE programı kullanılarak modern yakın mesafe elektrikli ulaşım sistemlerinde tahrik düzenlerinin incelenmesi ve performanslarının iyileştirilmesi
Examination and performance improvement of drive systems of modern short distance electrical traction systems using PSPICE
ENGİN AKIN
Doktora
Türkçe
1999
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASIM KASAPOĞLU
- Alternative control strategies for an electromechanical active suspension system
Bir elektromekanik aktif süspansiyon sistemi için alternatif kontrol stratejileri
SEVSEL GAMZE KABİL
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖZGEN AKALIN
- Advanced control systems for ground vehicles
Yol taşıtları için ileri kontrol sistemleri
MUMİN TOLGA EMİRLER
Doktora
İngilizce
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLİN AKSUN GÜVENÇ