Geri Dön

Axial flux permanent magnet machine with novel flat winding made of conductor sheet

İletken levhadan üretilen özgün yassı sargılı eksenel akılı sabit mıknatıslı makina

  1. Tez No: 650209
  2. Yazar: GÖKHAN ÇAKAL
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ OZAN KEYSAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 145

Özet

Bu tez, elektrikli makineler için, ince, yuvarlak tellere sahip geleneksel sargılara alternatif olarak, yassı sargı adı verilen yeni bir sargı topolojisi önermektedir. Önerilen sargı türü, damgalama presi, lazer veya su jeti gibi endüstriyel otomasyon araçlarıyla ince bir iletken levhadan üretilmektedir. Bu araçlar elektrikli makineleri üretiminde yaygın olarak kullanıldığından, yassı sargı topolojisi, üretim hattında önemli değişikliklere neden olmaksızın, üretim kolaylığı avantajına sahiptir. Yüksek akım değerleri, kısaltılmış sargı sonları uzunluğu ve yüksek doldurma faktörü, yassı sargının diğer avantajlarıdır. Önerilen sargı türünün performansını değerlendirmek için, yassı sargı topolojisi, eksenel akılı, sabit mıknatıslı makinede uygulanmıştır. Manyetik alan analizi, gerilim, döndürme monenti formülünün çıkarılması ve kayıpların modellenmesi içeren makinenin analitik modeli, sonlu eleman analizi bağımlılığını ortadan kaldırmıştır. Yassı sargının vaat edilen avantajları, 1.4 kW, 26 Nm ve 48 V değerlerine sahip, üretimi gerçekleştirilen prototip makine üzerinde araştırılmış ve analitik modellerin hassasiyeti deneysel doğrulama yoluyla ölçülmüştür. Bakır ve alüminyum yassı sargıların fizibilitesi, maliyet, üretim ve verimlilik açısından prototip üzerinde araştırılmıştır. MW ölçekli makinelerde yassı sargı topolojisinin performansı, 1 MW, 480 kNm ve 680 V değerlerine sahip, rüzgâr türbini uygulaması için, doğrudan tahrikli generatör üzerinden değerlendirilmiştir. Yassı sargıya sahip generatörün, 46 Nm/kg döndürme monenti yoğunluğuna ulaşarak, makine performansını yükselttiği görülmüştür. Sonuç olarak, tezde sunulan analiz, özgün yassı sargı topolojisinin, elektrik makineleri geleneksel sargılarıyla karşılaştırıldığında, gelecek vaat eden bir alternatif olduğunu göstermektedir.

Özet (Çeviri)

This thesis proposes a novel winding topology, called flat winding, as an alternative to the conventional windings with stranded round wires for electric machines. It is made of a thin conductor sheet by industrial automation tools such as stamping press, laser, or water jet. Since these tools are widely used in the production of electric machines, the flat winding topology enjoys the advantage of the ease of manufacturing without significant modification on the production line. Superior current ratings, shortened end windings, and high fill factors are other advantages of flat winding. In order to evaluate its performance, it is implemented on the axial flux permanent magnet machine. Analytical modeling of the machine, including field modeling, voltage, torque derivations, and losses modeling, eliminated the finite element dependency. The promised advantages of flat winding are investigated on 1.4 kW, 26 Nm, and 48 V prototype machine, and the accuracy of the analytical models are validated through experimental verification. The feasibility of copper and aluminum flat windings is investigated on the prototype and compared in cost, manufacturing, and efficiency. The performance of flat winding topology in MW-scale machines are evaluated on 1 MW, 480 kNm, and 680 V direct-drive generator for wind turbine application. It is seen that flat winding has elevated the machine performance by achieving 46 Nm/kg torque density. In conclusion, the analysis in the thesis shows that novel flat winding topology is a promising alternative to the conventional windings for electric machines.

Benzer Tezler

  1. Analysis and fault tolerant control of a five-phase axial flux permanent magnet synchronous machine

    Beş fazlı eksenel akılı sabit mıknatıslı senkron makinenin analizi ve hata toleranslı kontrolü

    GÖKSENİN HANDE BAYAZIT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ OZAN KEYSAN

  2. Design and analysis of interior permanent magnet machines equipped with novel semi-overlapping windings for electric vehicle applications

    Elektrikli araç uygulamaları için yeni yarı kesişen sargılarla donanımlı gömülü kalıcı mıknatıslı makinaların tasarımı ve analizi

    TAYFUN GÜNDOĞDU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜVEN KÖMÜRGÖZ KIRIŞ

  3. Eksenel akılı nüvesiz SMSG demagnetizasyon arızasının tespiti

    Detection of axial flux coreless PMSG demagnetization fault

    EYYÜP AKCAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSiirt Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET RECEP MİNAZ

  4. Eksenel akılı jeneratörlerin tasarımı ve uygulaması

    Eksenel akili jeneratörlerin tasarimi ve uygulamasi

    HALİL GÖR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Elektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EROL KURT

  5. Contributions to reduce rotor harmonic losses in solid rotor induction machine for high speed drive applications

    Yüksek hızlı tahrik sistemleri için kütlesel rotorlu aenkron motorun rotor harmonik kayıplarını azaltmaya yönelik katkılar

    MEHMET ONUR GÜLBAHÇE

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DERYA AHMET KOCABAŞ