Anahtarlamalı relüktans motorda algılayıcısız konum kontrolü ve moment dalgalılığının azaltılması
Sensorless position control and torque ripple minimization of switched reluctance machine
Yazar: MEHMET POLAT
Danışman: PROF. DR. HASAN KÜRÜM
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Anahtarlamalı Relüktans Motorlar (ARM), gürültülü çalışmaları ve konum algılayıcılarına duydukları ihtiyaçtan dolayı endüstriyel uygulamalarda çok yaygın olarak kullanılamamaktadır. Ancak, eğer bu iki olumsuzluk önemli derecede giderilirse ARM'ler günümüz piyasasında bulunan birçok motor yerine kullanılabilecek düzeye gelebilir.Literatürde akustik gürültünün birincil sebebi olarak radyal kuvvetler gösterilmektedir. Eğer biz radyal kuvvetlerin etkisini azaltabilirsek, akustik gürültüyü de azaltmış oluruz. Bu tezin amaçlarından biri gürültüye sebep olan radyal kuvvetlerin azaltılmasıdır. Bunun için de, motorun ya kontrol ya da manyetik devresinde iyileştirmeler yapılabilir.Bu amaçla ilk etapta, tasarlanacak 8/6 ARM'nin boyutları belirlendikten sonra, motorun manyetik devresi esas alınarak yapılan geliştirmelerle (örneğin rotor ve stator kutuplarına şekil verme yöntemi) dört tip ARM tasarlanıp bir birleriyle karşılaştırılmıştır. Endüstride kullanılan motorlarla karşılaştırmak için dalgıç pompa tipi 8/6 kutuplu dört fazlı ARM üretilmiştir. Tasarlanan modellerin manyetik analizini yapmak için Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) kullanılmıştır. Bunun için deANSYS 10.0 paket programı kullanılmıştır. İncelemelerin sonucunda radyal kuvvettin etkisi standart tip bir ARM'ye göre %19.03 seviyesinde azaltılmıştır.Bu çalışmanın ikinci etabını ise ARM'nin algılayıcılı ve algılayıcısız kapalı çevrim hız ve akım kontrolü oluşturmaktadır. Bu kontrol algoritmaları hız ve akım kontrolünün dışında iki önemli problemin çözümünün de sağlanması planlanmıştır. Bunlardan biri tetikleme açılarını değiştirerek moment dalgalılığının azaltılması ile birlikte akustik gürültünün azaltılması diğeri ise ARM konumunun algılayıcı olmadan tespit edilmesidir. ARM'nin algılayıcısız konum tahmini için ise SEY yönteminden elde edilen ARM'nin manyetik karakteristikleri kullanılmıştır. Akı ve akım büyüklükleri yapay sinir ağlarına (YSA) giriş olarak verilip çıkışta ise konum elde edilmiştir.

Abstract:
Because of need for a position sensor and producing acoustic noise the Switched Reluctance Machines (SRM) are not widely used in industrial applications. However, if these two drawbacks are solved in an important degree, SRMs can be used instead of many machines in today?s industry.In the literature, the primary cause of acoustic noise is given as radial forces. If the effect of the radial force is reduced then the acoustic noise will also reduced. One of the aims of this thesis is that reducing radial forces which is a cause of acoustic noise. Hence, some improvements can be made on control and/or magnetic circuits.For this purpose, after determining the size of which 8/6 SRM is designed and based on improving motor magnetic circuit, four types of SRM are designed and are compared. In order to compare with machines used in industry, submersible pump type of 8/6 SRM was produced. Finite Elements Method (FEM) was also used to perform magnetic analysis of the designed models. ANSYS 10.0 package program was used in the analysis. The result of the investigation showed 19.03% reduction in radial force compared with the standard SRM.The closed-loop speed and current controls with and without sensors of SRMs constitute the second stage of this study. It is planned to find a solution for two important problems with this control circuit. One of them is to reduce the acoustic noise and the other is to achieve sensorless operation of SRM. SRM?s magnetic characteristics which are attained by FEM have been used for predicting SRM?s sensorless position. Flux and current are input to artificial neural networks and position is attained as an output.