Elektrikli araçlar için kalıcı mıknatıs destekli senkron relüktans motorların yüksek frekans sinyal enjeksiyonlu sensörsüz denetimi
Sensorless control of permanent magnet assisted synchronous reluctance motors for electric vehicles using high frequency signal injection
- Tez No: 993157
- Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ÖNER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Pamukkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektrikli araç teknolojilerinin performansı, kullanılan motor sürücü sistemlerinin verimliliği, güvenilirliği ve denetlenebilirliği ile doğrudan ilişkilidir. Çeşitli motor tipleri arasında senkron makineler, yüksek tork yoğunluğu, yüksek verim ve düşük bakım gereksinimleri nedeniyle çekiş uygulamalarında yaygın olarak tercih edilmektedir. Ancak bu motorların geleneksel çalışması, mekanik konum sensörlerine dayanmaktadır; bu durum sistem maliyetini artırmakta ve zorlu çalışma koşulları altında güvenilirliği azaltmaktadır. Bu nedenle, sensörsüz denetim stratejileri elektrikli araç uygulamaları için kritik bir araştırma konusu hâline gelmiştir. Dış rotorlu kalıcı mıknatıs destekli senkron relüktans motorları (OR-PMaSynRM), rotorun dış çevrede konumlandığı özgün bir geometrik yapıya sahiptir. Bu yapı, iç rotorlu tasarımlara kıyasla daha uzun bir manyetik akı yolu ve daha simetrik bir relüktans bariyeri dağılımı ortaya çıkarmaktadır. Bunun sonucunda d-q eksenleri arasındaki endüktans farkı azalmakta, çıkıntı oranı düşmekte ve akım anizotropisi zayıflamaktadır. Bu özellikler, yüksek frekanslı sinyal enjeksiyonuna (HFI) dayalı geleneksel sensörsüz denetim yöntemlerinin etkinliğini önemli ölçüde azaltmakta ve motora özgü algoritmik iyileştirmeleri gerekli kılmaktadır. Bu çalışmada, OR-PMaSynRM sürücüleri için özel olarak uyarlanmış adaptif HFI tabanlı bir sensörsüz denetim stratejisi önerilmektedir. Yöntem, adaptif frekans, genlik ve filtre ayarlama mekanizmalarını, yeni bir adaptif gerilim sınırlama yapısı ile birlikte bütünleştirmektedir. Önerilen algoritma, ilk kez bir OR-PMaSynRM üzerinde deneysel olarak uygulanmış ve rotor konum kestirimi doğruluğunda kayda değer iyileşmeler elde edilmiştir. Ayrıca, adaptif gerilim sınırlama yaklaşımı, enjekte edilen gerilimin inverter sınırlarını aşmasını önleyerek çalışma sırasında sinyal bütünlüğünü korumaktadır. Deneysel sonuçlar, adaptif parametre düzenlemesi kullanıldığında HFI tabanlı sensörsüz denetimin düşük çıkıntı oranına sahip motorlara etkin biçimde uygulanabileceğini doğrulamaktadır. Bu çalışma, literatürde görece az incelenmiş bir motor topolojisi olan OR- PMaSynRM sürücülerinde sensörsüz denetim alanına pratik ve özgün bir katkı sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The performance of electric vehicle technologies is strongly influenced by the efficiency, reliability, and controllability of the employed motor drive systems. Among various motor types, synchronous machines are widely adopted in traction applications due to their high torque density, elevated efficiency, and reduced maintenance requirements. Nevertheless, conventional operation of these motors relies on mechanical position sensors, which increase system cost and reduce reliability under harsh operating conditions. Consequently, sensorless control strategies have become a critical research topic for electric vehicle applications. OR-PmaSynRMs, exhibit a distinctive geometry in which the rotor is positioned on the outer periphery. This configuration leads to an extended magnetic flux path and a more symmetric reluctance structure compared to inner-rotor designs. As a result, the inductance difference between the d-q axes is reduced, yielding a lower saliency ratio and weakened current anisotropy. These characteristics significantly degrade the effectiveness of conventional high-frequency signal injection (HFI)–based sensorless control methods, necessitating motor-specific algorithmic enhancements. In this study, an adaptive HFI-based sensorless control strategy tailored for OR-PMaSynRM drives is proposed. The method integrates adaptive frequency, amplitude, and filter tuning mechanisms together with a novel adaptive voltage limitation scheme. The proposed algorithm is experimentally implemented for the first time on an OR-PMaSynRM, resulting in notable improvements in rotor position estimation accuracy. Furthermore, the adaptive voltage limitation prevents the injected voltage from exceeding inverter constraints, thereby maintaining signal integrity during operation. The experimental results confirm that HFI-based sensorless control can be effectively applied to low-saliency motors when adaptive parameter regulation is employed. This work provides a practical and original contribution to sensorless control of OR-PMaSynRM drives, a motor topology that remains relatively underexplored in the existing literature.
Benzer Tezler
- Senkron relüktans motorlarda kalıcı mıknatıs kullanarak performans arttırılması
Improving performance using permanent magnets in synchronous reluctance motors
MUSTAFA UFUKCAN URCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Manisa Celal Bayar ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- 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
2018
İstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Development of multi-capsule endoscopy locomotion via spring-assisted distance management
Yay destekli mesafe kontrolü ile çoklu kapsül endoskopi lokomosyonunun geliştirilmesi
ERFAN PARSAEI
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
İstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Plazma arkı eldesi ve yüzey bölgesi modifikasyonunda kullanılabilirliği
Başlık çevirisi yok
ÖZKAN ÖZİPEKLİLER
- Realization of transmitter and receiver clock generation units and channel switching unit in a modified analog radio relay
Değiştirilen bir analog radyodaki verici ve alıcı saat üretimi birimleri ve kanal anahtarlama biriminin gerçekleştirilmesi
AYHAN BÜYÜKSEMERCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
1987
Orta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...