Kalıcı mıknatıslı senkron motorlarda konum tespiti için bir deney düzeneğinin gerçekleştirilmesi
Implementation of an experimental setup for position detection of pmsm
Yazar: MURAT GÖZTAŞ
Danışman: PROF. DR. ŞEVKİ DEMİRBAŞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Optik kodlayıcılar = Optical encoders ; Servo motorlar = Servo motors ; Sürekli mıknatıslı senkron motorlar = Permanent magnet synchronous motors

Özet:
Servo motorlar hız, pozisyon ve moment kontrolü gerektiren uygulamalarda yaygın olarak kullanılan elektrik motorlarıdır. Geçmişte D.A. motorları kontrol yapısının basit olmasından dolayı servo sistemlerde yaygın olarak kullanılmıştır. Fakat D.A. motorlarının fırça ve kollektör yapısından dolayı sık bakım gerektirmeleri, komütasyon esnasında ortaya çıkan kıvılcımlardan dolayı patlayıcı ortamlarda kullanılamaması gibi dezavantajları bulunmaktadır. Günümüzde yarı iletken teknolojisindeki gelişmelere bağlı olarak A.A. motorlar birçok servo uygulamada D.A. motorlarının yerini almıştır. Fırçasız D.A. motoru, Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motor gibi A.A. motorları servo uygulamalarda en çok tercih edilen motor türleridir. Bu motorların yüksek verim, güç yoğunluğu ve güvenlik gibi avantajlarının yanında motorun kararlı çalışabilmesi için konum bilgisine ihtiyaç duyması dezavantaj olarak değerlendirilmektedir. Bu tezde Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motorlarda (KMSM) kullanılan artırımlı konum algılayıcıların kalibrasyonu için bir deney düzeneği gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen çalışmada KMSM harici bir tahrik motoru tarafından sürülmüş ve generatör modunda çalıştırılarak uç gerilimleri ölçülmüş ve bu gerilimler kare dalga sinyale dönüştürülmüştür. Generatörden elde edilen kare dalga sinyal artırımlı konum algılayıcıdan elde edilen sinyal ile karşılaştırılarak konum tespiti yapılmıştır. Gerçekleştirilen deney düzeneği farklı konumlarda KMSM'a uygulanmış, akım ve gerilim grafikleri incelenmiştir. Sabit yük altında yapılan deneylerde kalibrasyondan önce motorun rotoru ile konum algılayıcı arasındaki konum farkına bağlı olarak motorun çektiği akımda artış olmakta ve motor gürültülü çalışmakta iken kalibrasyondan sonra motorun çektiği akım azalmış ve motorun gürültüsüz çalıştığı görülmüştür.

Abstract:
Servo motors are electric motors widely used in the applications where speed, position and torque control are necessary. In the past, DC motors have been commonly used in servo systems because of the simple control structure. However, DC motors have disadvantages such as frequent maintenance requirements due to the brush and collector structure, and their inability to be used in explosive environments due to sparks during commutation. Today, depending on the developments in semiconductor technology, DC motors have been replaced with AC motors at many servo applications. AC motors such as Brushless DC Motor, Permanent Magnet Synchronous Motor are mainly preferred motor types in servo applications. Although having advantages such as high efficiency, power density and safety, these motors require position information in order to operate steady state condition. In this thesis, an experimental setup for the calibration of the incremental position sensors used in the Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSM) has been implemented. The PMSM has been driven by an external motor and has been operated in generator mode to measure the terminal voltages and these voltages are converted to square wave signals in the developed study. The square wave signal obtained from the generator is compared with the signal obtained from the incremental position sensor to determine the position. The experimental setup has been applied to PMSM at different positions then the current and voltage graphs has been monitored. In the experiments performed under constant load, while the current drawn by the motor increases and operation of the motor is noisy depending on the difference between the position of the rotor and sensor, the current drawn by the motor, however, decreases and the motor runs smoothly after the calibration.