Yeni gömülü mıknatıslı düşük hızlı bir senkron tork motor tasarımı, optimizasyonu, üretimi ve doğrulaması
Design, manufacturing and verification of a low speed permanent magnet synchronous torque motor with a new inner pole structure
Yazar: MURAT ÖNSAL
Danışman: DOÇ. DR. METİN AYDIN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Endüstri Ürünleri Tasarımı = Industrial Design ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Sürekli mıknatıslı (SM) motorlar son yıllarda birçok alanda sıklıkla kullanılmaktadır. Bu tip motorların yüksek verim ve güç yoğunluğu sağlamaları ve moment-ağırlık oranlarının yüksek olması son yıllarda diğer motor türlerine göre kullanım sayılarının artmasına neden olmuştur. Özellikle özel uygulamalara yönelik tasarımlarının da kolay gerçekleştirilebilir olması bu motorların tercih sebeplerinden biridir. Uygulamaya dönük yapılan çalışmalara bakacak olursak da yüksek moment, düşük hızlı uygulamalar için redüktör sistemleri yerine SM motorların tercih edildiği söylenebilir. Tork motoru olarak adlandırılan yüksek momenti düşük hızlı SM senkron motorlar redüktör ihtiyacını ortadan kaldırır ve sisteme doğrudan bağlanırlar. Yüksek moment ihtiyaçlarından dolayı genelde yüksek sayıda kutup içeren motorlardır. Yapılan çalışmada da yüksek moment düşük hızlı doğrudan sürüşlü uygulamalara yönelik yeni bir SM tork motor tasarımı gerçekleştirilmiştir. Ancak yüzeyden mıknatıslı motorlara göre maksimum çalışma hızlarının ve moment-mıknatıs ağırlığı oranların yüksek olması nedeniyle bu çalışmada gömülü SM senkron tork motor tasarımı üzerinde durulmuştur. Yapılan optimizasyon çalışmaları sonrasında yeni bir gömülü mıknatıslı düşük hızlı senkron tork motor tasarımı, üretimi ve deneysel doğrulaması gerçekleştirilmiştir. Yapılan testler sonucu elde edilen performans verileri aynı oluk-kutup sayısına ve dış boyutlara sahip yüzeyden mıknatıslı başka bir senkron tork motoru ile karşılaştırılıp gömülü mıknatıslı yeni yapının avantajları ortaya konulmuştur.

Abstract:
Permanent magnet (PM) motors have been used in many applications in recent years. The usage of permanent magnet motor has increased than other type motor because of high efficiency, high power density and high torque-weight ratio. Another reason for preference this type motor is design of permanent magnet motor that can be realized easily for special applications. When we consider high-torque low-speed application, PM motors are preferred instead of gearbox systems. High-torque low-speed permanent magnet synchronous motor that is called "Torque Motor" removes the gearbox and connects directly to the system. Torque motors are usually high-pole motors due to their high torque requirements. In this work, a new permanent magnet torque motor is designed for high-torque low-speed direct drive applications. In many conventional torque motor designs, surface permanent magnet motor is preferred because of their ease production. However, in this study focused on the design of the embedded magnet type synchronous torque motor instead of surface PM torque motor. The embedded magnet type synchronous motor is also called inner type PM motor in literature. The inner type PM motors can reach higher maximum speed and have more torque-magnet weight ratio than the surface PM motors. Therefore, a new inner magnet low speed synchronous torque motor was designed, manufactured and tested. After tests, the results were obtained and compared with another synchronous torque motor which has same slot-pole combination and outer dimensions to show advantages of the new design.