Elektrikli araçlarda kullanılan dıştan rotorlu fırçasız bir doğru akım motorunun tasarımı
Design of an outer rotor brushless dc motor used in electric vehicles
Yazar: MOHAMAD BAZAZIAN
Danışman: PROF. DR. OSMAN ELDOĞAN
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Doğru akım motorları = Direct current motors ; Elektrik motorları = Electric motors ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method

Özet:
Sabit mıknatıslı doğru akım motoru, durmakta olan stator ve dönen bir parça olan rotordan meydana gelen ve sabit mıknatısların kullanıldığı bir makinedir Elektrikli araçlarda, araç silecek motorlarında, otomatik camlarda, robotik projelerde, jeneratörlerde ya da beyaz eşyalarda yoğun olarak kullanılmaktadır. Sabit Mıknatıslı Fırçasız Doğru Akım (BLDC) motorları endüstride sıklıkla kullanılan motor türüdür ve genel olarak küçük veya orta güç üretimi için kullanılmaktadır. BLDC motorlarda komütatörün olmaması, verimin yüksek oluşu, daha az bakım gerektirmeleri, boyutlarının küçük olması ve yüksek hızda çalışmaları birçok alanda tercih edilmelerini sağlamaktadır. Genel olarak bu tezin amacı, üniversitenin elektrikli aracı için yüksek verimliliğe sahip bir BLDC motor prototipi üretmektir. Bir diğer amaç ise, kütle başına maksimum güç ve tork yoğunluğunun sağlanması ile başarılı bir tasarımın ortaya koyulabilmesidir. 
Bu çalışmada elektriksel eşdeğer devre parametreleri ile eşdeğer devrenin hesabı yapılmıştır. Güç kaybı, çıkış gücü ve çıkış torku değerleri yapılan hesaplar sonucunda elde edilen parametrelerle analiz edilmişlerdir. Bu çalışmadaki tasarımların denemeleri daha önce belirlenmiş olan kombinasyon ve sınırlamalar ile ANSYS RMxprt yazılımı ile denenmiştir. Kullanılan ANSYS RMxprt yazılımı ile makine performansı hesaplanmıştır. Ayrıca bu yazılım ile motor parametreleri de hesaplanarak motor ilk boyutlandırması için parametrelere karar verilmiştir. Motor tasarımı bu yazılım sayesinde ve yapılan analizlerle gerçekleştirilmiştir. Tercih edilen tasarım sonlu elemanlar analizi açısından en uygun modeldir. Tasarlanan motor üzerindeki analizler için sonlu elemanlar yöntemine (SEY) dayalı olan Ansys-Maxwell programı kullanılmış ve değerlendirilen motorun nominal çıkış gücü 2 kW ve nominal hızı 561.5 rpm'dir. Çalışma sonunda prototipi yapılan motorun iyi bir dinamik sonuca sahip olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
A permanent magnet direct current motor is a type of motor in which the stator and rotor rotate at the same speed. It is extensively used in electric vehicles, vehicle wiper motors, automatic windows, robotic projects, generators, or white goods. Permanent Magnet Brushless Direct Current (BLDC) motors are the type of motor frequently used in industry and are generally used for small or medium power generation. The lack of commutator in BLDC motors, high efficiency, requiring less maintenance, small size, and high-speed operation cause them to be preferred in many areas.
Overall, the objects of this project are to produce a developed prototype BLDC motor with high efficiency for university's electric car. Another aim is to provide a successful design by providing maximum power and torque density per mass.
The electrical equivalent circuit parameters and the equivalent circuit are computed in this study. The calculated parameters are used to examine the power loss, output power, and output torque values. The designs in this study were evaluated using the ANSYS RMxprt program using the previously specified combinations and constraints. The ANSYS RMxprt program was used to calculate machine performance. Furthermore, motor parameters were computed using this program, and the parameters for the initial dimensioning of the motor were determined. This program was used to develop the engine and perform the analyses. In terms of finite element analysis, the preferred design is the best model. For the analyses of the designed motor, the Ansys-Maxwell software based on the finite element technique (FEM) was employed, and the nominal output power of the evaluated motor was 2 kW and the nominal speed was 561.5 rpm. At the end of the study, it was determined that the prototype engine had a good dynamic result.