Sinüzoidal relüktans motorların alan yönlendirmeli kontrolü
Field oriented control of sinusoidal reluctance motors
Yazar: MEHMET SERGEN ÇATAL
Danışman: PROF. DR. ERKAN MEŞE
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Alan yönlendirme = Field orientation ; Relüktans motorları = Reluctance motors ; Uzay vektörü kuramı = Space vector theory ; Vektör kontrol yöntemleri = Vector control methods

Özet:
Bu tez çalışmasında Sinüzoidal Relüktans Motorun (SRM) uzay vektör modülasyonu (Space Vector Pulse Width Modulation - SVPWM) ve vektör kontrol yöntemleri ile kontrolü üzerine çalışılmıştır. SRM'nin dinamik denklemleri incelenmiş; kontrol algoritması oluşturulmuş; motor kontrolünün benzetimi ve deneysel çalışmaları yapılmıştır. SRM statorunda iki farklı sargı seti içerir. Sargılardan birisi Doğru Akım (DA) alan sargısı, diğeri ise üç fazlı Alternatif Akım (AA) sargıdır. Rotorunda sargı veya sabit mıknatıs içermez ve bu özelliğinden dolayı sağlam bir yapıya sahiptir. 
Elektrikli araçlarda, sahip olduğu yüksek güç yoğunluğu ve geniş hız aralığı gibi özelliklerden dolayı sabit mıknatıslı senkron motorlar (SMSM) tercih edilmektedir. SMSM'lerin içindeki mıknatıslar doğal mıknatıs değildir ve nadir elementler içerir. Ayrıca sabit mıknatıslara olan talep artışı da fiyatlarda dalgalılık oluşturmaktadır. Bu yüzden son yıllarda içerisinde sabit mıknatıs bulundurmayan motorlara ilgi artmıştır. SRM bu motor çeşitlerinden birisidir. Kontrolü ve dinamik denklemleri SMSM ile benzerlik göstermektedir. SRM'nin dinamik denklemlerinde SMSM'den farklı olarak DC sargılara ait ifadeler de bulunur. SRM için literatürde alan zayıflatma bölgesinde bir çalışma olmadığı görülmüştür. Tez kapsamında SRM'nin alan zayıflatma bölgesindeki matematiksel eşitlikleri, evirici ve motorun akım ve gerilim sınırları dikkate alınarak çıkarılmış ve benzetimi gerçekleştirilmiştir. Hem DC sargı akımı hem de d ekseni akımı kontrol edilerek hava aralığındaki manyetik akı zayıflatılabilir. Ancak DC sargı akımını düşürmek momenti düşürdüğü için yük momentinin bilinmesi gerekir. Bu tezde sadece d ekseni akımı kontrol edilerek alan zayıflatma bölgesinde kontrol yapılmıştır.

Anahtar sözcükler: Sinüzoidal relüktans motor, alan yönlendirmeli kontrol, vektör kontrol, uzay vektör modülasyonu, alan zayıflatma bölgesi

Abstract:
In this thesis, the control of the Sinüzoidal Reluctance Motor (SRM) with space vector pulse width modulation (SVPWM) and vector control methods is studied. The dynamic equations of SRM are examined, a control algorithm is developed, and simulation and experimental motor control experiments are carried out. The SRM has two sets of windings on the stator as field and armature windings. On the rotor, there are no windings or permanent magnets, result in a simple and robust structure.   
The permanent magnet synchronous motors (PMSM) are preferred in electric vehicles due to their high power density and wide speed range. The magnets inside PMSMs are not natural magnets and contain rare elements. In addition, the increase in demand for permanent magnets also creates fluctuations in prices. Therefore, interest in motors that do not contain permanent magnets has increased in recent years. SRM is one of these motor types and its control is similar to PMSM. The position of the SRM is determined by the encoder; the necessary voltage signals that create with control block which contains one speed and two torque loops is applied to the motor with SVPWM. To run the SRM at high speeds, the magnetic field in the air gap must be weakened. There is no study for the field weakening region in the literature for SRM. The mathematical equations in the field weakening region of the SRM are derived and simulated in this paper.

Key words: Sinusoidal reluctance motor, field oriented control, vector control, space vector modulation, field weakening region