Daimi mıknatıslı senkron makinalarının kontrolü ve bir uygulama devresinin gerçekleştirilmesi
Control of permanent magnetic synchronous machines and performing an application circuit
Yazar: NAZİF HAKAN YENİAY
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA HADİ SARUL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: DC motor =   ; Elektromotor kuvveti = Electromotor force ; Motor sürücüsü = Motor driver

Özet:
Fırçasız Doğru Akım (BLDC) motorları daha iyi tork-hız karakteristiği, yüksek dinamik tepki, yüksek verim, uzun çalışma ömrü, sessiz çalışma, daha yüksek hız aralıkları gibi özelliklerinden dolay hızla popülerlik kazanan motor tiplerinden biridir. BLDC motorları, Otomotiv, Havacılık, Tıp, Endüstriyel Otomasyon Ekipmanları ve Enstrümantasyon gibi sektörlerde kullanılmaktadır.
Fırçasız DC motorların çalıştırılabilmesi için, bir kontrol sistemine ve rotor pozisyonunu belirleyen sensörlere ihtiyaç duyulmaktadır. BLDC'ler için, rotor pozisyonunu tespit etmek için yaygın olarak statorda Hall Effect cihazı bulunur.  Ancak, sensörlerin maliyet, yer ve kararsızlık gibi dezavantajlarından dolayı, son yıllarda sensörsüz hız kontrolü önem kazanmıştır. Ayrıca sınırlı montaj alanı ve şiddetli titreşim ve / veya yüksek sıcaklığa sahip katı çalışma ortamı nedeniyle bir konum sensörü takmak ve muhafaza etmek zor olabilir. BLDC'ler üç fazlı bir güç yarı iletken köprüsüne anahtarlama için sinyal üreten ve geribesleme sinyallerini işleyen bir mikrokontroller tarafından kontrol edilir. Bu yarı iletken üç fazlı köprü, kontrol algoritmasına dayalı olarak stator bobinlerine güç sağlar.
Sensörlü sürücüler hall effect cihazlarından gelen rotor pozisyon bilgisinin kontrolcü tarafından çözümlenmesiyle komutasyon sinyalleri üretilerek motorun kontrolü gerçekleştirilir. Sensörsüz sürücüler; Zıt Elektromotor Kuvveti (BackEMF), Dolaylı Zıt EMK Entegrasyonu ve Alan Odaklı Kontrol (FOC) gibi kontrol tekniklerini kullanılarak motorun kontrolü gerçekleştirilebilir. Zıt EMK'nin sıfır geçişi tespiti en popüler yöntemdir. 
Bu çalışmada fırçasız daimî mıknatıslı motorlarla ilgili temel kavramlar incelenmiş, motorların yapısı ve çalışma prensibi hakkında bilgiler verilmiştir. Özel olarak fırçasız daimî mıknatıslı motor sınıfına giren fırçasız DC motorunun incelenmesi yapılımıştır. Fırçasız DC motorun sürücüsü sensörlü ve sensörsüz olmak üzere incelenmiştir. Sensörsüz sürücü tasarlanarak sürücünün gerçeklenmesi yapılmış ve deneysel sonuçları incelenmiştir. Fırçasız doğru akım motorunun sensörsüz sürücü tasarımı kapsamında trapezoidal zıt emk sıfır geçiş yöntemi incelenmiş ve kontrol yöntemi olarak uygulanmıştır.

Abstract:
Brushless Direct Current (BLDC) motors are among the fastest-growing motor types due to their better torque-speed characteristics, high dynamic response, high efficiency, long operating life, quiet operation, higher speed ranges and more. BLDC motors are used in sectors such as Automotive, Aerospace, Medical, Industrial Automation Equipment and Instrumentation.
In order to operate brushless DC motors, a control system and sensors that determine rotor position are needed. For BLDCs, the statorda Hall Effect device is commonly used to determine the rotor position. However, due to the disadvantages of sensors such as cost, location and instability, sensorless speed control has gained importance in recent years. It may also be difficult to install and maintain a position sensor due to limited mounting space and a rigid working environment with severe vibration and / or high temperature. BLDCs are controlled by a microcontroller that generates signals for switching to a three-phase power semiconductor bridge and processes the feedback signals. This semiconductor three-phase bridge provides power to the stator windings based on the control algorithm.
Motor position control is performed by analyzing the rotor position information from sensor driven motor hall effect devices. Sensorless drivers; Motor control can be performed using control techniques such as Back Electromotive Force (BackEMF), Indirect Inverse EMF Integration, and Field Focused Control (FOC). The zero crossing detection of the inverse EMF is the most popular method.
In this study, basic concepts related to brushless permanent magnet motors are examined, and the structure and working principle of motors are given. Particularly, brushless DC motor which belongs to brushless permanent magnet motor class has been examined. The brushless DC motor has been examined for its sensor with sensor and without sensor Sensorless driver is designed and realization of the driver is done and its experimental results are examined. In the context of sensorless drive design of brushless direct current motor, trapezoidal back EMF zero transfer method is investigated and applied as a control method.