Farklı sargı yapılarının tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi

Ali Sinan Çabuk, Şafak Sağlam, Özgür Üstün
101 19

Öz


Elektrik motorlarında sargıların yapısı, motor performansına ve verimine etki eden en önemli parametrelerden biridir. Sargılar üzerinde yapılacak olan iyileştirmelerin motor performansını yükseltmesinin yanı sıra imalat maliyetine de etkisi vardır. Bu çalışmada, hafif elektrikli araçların tahrik sisteminde kullanılan bir tekerlek içi fırçasız doğru akım (FDA) motorunun en iyileştirilmiş verim sonuçlarının eldesi için farklı sargı yapılarının uygulanması üzerine incelemeler yapılmıştır. Elde edilen veriler doğrultusunda en iyileştirilmiş tasarımın prototipi imal edilmiş, ardından deneysel çalışma gerçekleştirilerek, test sonuçları ve hesaplamalar karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada kullanılan tekerlek içi FDA motoru 2,5 kW gücünde, 900 d/dk devir sayısındadır ve giriş gerilimi 150V dur. Tasarım çalışmasında el hesaplamaları ve sonlu elemanlar yöntemi (SEY) tabanlı ANSYS Electronics Desktop yazılımı kullanılmıştır. Farklı sargı yapılarında motor çalışmasının ne şekilde değişeceği ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. Motor performans deneylerinde, motor iç ve dış büyüklükleri yüksek doğrulukla ölçülerek çeşitli çalışma koşullarında verim değerleri belirlenmiştir. Test sonuçlarıyla hesaplama sonuçları karşılaştırılarak en iyileştirme çalışmasının geçerliliği ve tasarım çalışmasının doğrulaması incelenmiştir. Çalışmada sargı yapısının özellikle tekerlek içi motorlarda çok önemli olduğu sonucuna ulaşılmıştır.


Anahtar kelimeler


Tekerlek içi fırçasız doğru akım motoru; verim; sargı yapısı; hafif elektrikli araçlar

Tam metin:

PDF


Referanslar


Ustun O., Yilmaz M., Gokce C., Karakaya U., Tuncay R.N., Energy Management Method for Solar Race Car Design and Application, IEEE International Electric Machines and Drives Conference, Miami-USA, 804-811, 3-6 May, 2009.

Lee J.H., Kim D., Song J., Jung S., Kim Y., Design of 100kW propulsion motor for electric conversion vehicle based on vehicle driving performance simulation, IEEE Transportation Electrification Conference and Expo, Busan-Korea(South), 412-416, 1-4 June, 2016.

Bouscayrol A., Boulon L., Hofman T., Chan C.C., Special Section on Advanced Powertrains for More Electric Vehicles, IEEE Transactions on Vehicular Technology, 6(3), 995 - 997, 2016.

Zarko D., Ban D., Lipo T.A., Analytical Solution for Cogging Torque in Surface Permanent-Magnet Motors Using Conformal Mapping, IEEE Transactions on Magnetics, 44(1), 52-64, 2007.

Tuncay R.N., Ustun O., Yılmaz M., Gökce C., Karakaya U., Design And Implementation Of An Electric Drive System For In-Wheel Motor Electric Vehicle Applications, 7th IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC’11), Chicago- USA, 1-6, 6-9 September, 2011.

Zhao L., Ham C., Zheng L., Wu T., Sundaram K., Kapat J., Chow L., A Highly Efficient 200000 Rpm Permanent Magnet Motor System, IEEE Transactions on Magnetics, 43(6), 2528-2530, 2007.

Markovic M., Hodder A., Perriard Y., An Analytical Determination of The Torque–Speed and Efficiency–Speed Characteristics of a BLDC Motor, Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE 2009), California- USA, 168-172, 20-24 September, 2009.

Zhu S., Hu Y., Liu C., Wang K., Iron Loss and Efficiency Analysis of Interior PM Machines for Electric Vehicle Applications, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 65(1), 114-124, 2018.

Zarko D., Ban D., Lipo T.A., Analytical Calculation of Magnetic Field Distribution in the Slotted Air Gap of a Surface Permanent-Magnet Motor Using Complex Relative Air-Gap Permeance, IEEE Transactions on Magnetics, 42(7), 1828-1837, 2006.

Liu J., Gong C., Wu Z., Influence Research of Rotor Structure Parameters on the Performance of IPMSM, 20th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), Sydney-Australia, 1-5, 11-14 August, 2017.

Çabuk A.S., Tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının en iyi tasarımı için yeni bir yaklaşım, Doktora Tezi, Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2016.

Arnold Magnetic Technologies. Sintered Neodymium-Iron-Boron Magnets. http://www.arnoldmagnetics. com/products/neodymium-iron-boron-magnets/ . Yayın tarihi 2015. Erişim tarihi Ocak 15, 2018.

Senol S., Ustun O., Design and analysis of a sub-fractional slot concentrated winding BLDCM with unequal tooth widths, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, 39(1-4), 859-864, 2012.




Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.