Kalıcı mıknatıslı senkron motorda eviricideki ölü zamandan kaynaklanan hız ve moment dalgalanmalarının azaltılması
Reduction of speed and torque ripples caused by inverter dead time in permanent magnet synchronous motors
- Tez No: 958969
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FARUK ERKEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kastamonu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 79
Özet
Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motorlar (KMSM), yüksek verimlilik, moment yoğunluğu ve dinamik performans avantajlarıyla endüstriyel otomasyon ve elektrikli araç sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu motorların hassas kontrolü için Alan Yönlendirmeli Kontrol (AYK) algoritmaları tercih edilmektedir. Ancak bu algoritmalar, sistemdeki doğrusal olmayan etkilerden biri olan ölü zaman nedeniyle istenilen performansı her zaman sağlayamamaktadır. Ölü zaman, evirici anahtarlarının güvenli çalışması için zorunlu olarak eklenen gecikmelerdir ve motorun akım dalga formlarında bozulmalara, moment salınımlarına ve hız dengesizliklerine yol açmaktadır. Bu tez çalışmasında, KMSM sistemlerinde ölü zaman kaynaklı gerilim sapmalarının oluşturduğu moment ve hız bozulmaları incelenmiş, bu etkilerin azaltılmasına yönelik bir kompanzasyon algoritması önerilmiştir. Öncelikle motorun matematiksel modeli oluşturulmuş, ardından alan yönlendirmeli kontrol yapısı detaylandırılmıştır. Geliştirilen algoritma Simulink ortamında modellenerek farklı hız ve yük koşulları altında test edilmiştir. Çalışmada, sabit düzeltmeli, uyarlamalı gerilim geri beslemeli ve gözleyici tabanlı kompanzasyon yöntemleri karşılaştırılmış, geliştirilen yöntemin moment salınımlarını ve Toplam Harmonik Bozulma (THB) oranını önemli ölçüde azalttığı gösterilmiştir. Geliştirilen algoritma, ek donanıma ihtiyaç duymadan, düşük hesaplama maliyetiyle gerçek zamanlı sistemlerde uygulanabilir özellik taşımaktadır. Bu yönüyle tez, ölü zamanın zararlı etkilerini azaltmaya yönelik yazılım tabanlı çözümler sunarak literatüre katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSMs) are widely used in industrial automation and electric vehicle systems due to their advantages of high efficiency, torque density, and dynamic performance. Field-Oriented Control (FOC) algorithms are preferred for the precise control of these motors. However, these algorithms cannot always provide the desired performance due to dead time, one of the nonlinear effects in the system. Dead time refers to the intentionally added delays for the safe operation of inverter switches, which lead to distortions in the motor's current waveforms, torque ripples, and speed instabilities. This thesis investigates the torque and speed distortions caused by dead-time-induced voltage deviations in PMSM systems and proposes a compensation algorithm to mitigate these effects. First, the mathematical model of the motor is established, and then the field-oriented control structure is detailed. The developed algorithm was modeled in the Simulink environment and tested under various speed and load conditions. The study compares constant correction, adaptive voltage feedback, and observer-based compensation methods. It demonstrates that the proposed method significantly reduces torque ripples and the Total Harmonic Distortion (THD) rate. The developed algorithm is applicable in real-time systems without the need for additional hardware and with low computational cost. In this respect, this thesis contributes to the literature by offering software-based solutions to mitigate the detrimental effects of dead time.
Benzer Tezler
- Design and implementation of sensorless vector controlled drive for PMSMs
Sürekli mıknatıslı senkron motorlar için sensörsüz vektör kontrollü sürücü tasarımı ve gerçeklenmesi
BURAK GÖRDÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT YILMAZ
- Sensorless speed control of ipmsm drive using high frequency signal injection with a simplified demodulation process
Yüksek frekans sinyal enjeksiyon yöntemi ve basitleştirilmiş gerimodülasyon ile sürekli mıknatıslı senkron motorun sensörsüz kontrolü
BERK TAŞGIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SALİH BARIŞ ÖZTÜRK
- Bir doğrusal kalıcı mıknatıslı senkron motorun yardımcı diş ve kaykı teknikleri ile vuruntu kuvvetinin eniyileştirilmesi
Detent force minimization of a permanent magnet linear synchronous motor with auxiliary teeth and skewing methods
AYŞE BODUROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METİN AYDIN
- Sirkülasyon pompası uygulamalarında kalıcı mıknatıslı senkron motorun vektör kontrolü ve EEI optimizasyonu
Vector control of pmsm in circulation pump application and an adaptive approach for EEI optimization
MUTULLAH EŞER
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. COŞKU KASNAKOĞLU
- Determination of commutation sector in sensorless control of BLDC motors by maximum likelihood estimation method
Fırçasız doğru akım motorlarının algılayıcısız kontrolünde komütasyon bölgesinin en büyük olasılık tahmini yöntemi ile tespiti
ABDULKERİM AHMET KAPLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA AHMET KOCABAŞ