Asimetrik sargı yapılı dokuz fazlı sürekli mıknatıslı bir senkron motorun modellenmesi ve kontrolü
Modelling and control of a nine phase asymmetric winding permanent magnet synchronous motor
Yazar: ERSİN YOLAÇAN
Danışman: DOÇ. DR. METİN AYDIN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Elektromanyetik sistemler = Electromagnetic systems ; Motor kontrol = Motor control ; Sonsuz elemanlar analizi = Infinite elements analysis ; Sürekli mıknatıslı senkron motorlar = Permanent magnet synchronous motors

Özet:
Yüksek güç-moment yoğunluğu, yüksek moment-akım oranı, yüksek verim ve son
derece sessiz çalışması gibi önemli avantajları nedeniyle özellikle hassas konumlama
ve düşük moment dalgalanması gerektiren uygulamalarda sürekli mıknatıslı senkron
motorların kullanım oranı diğer fırçalı veya fırçasız motor türlerine göre hızla
artmaktadır. Diğer yandan, aynı boyuttaki üç fazlı motorlara göre sağladığı daha
yüksek güç-moment yoğunluğu, yedekleme, güvenilirlik ve hata toleransı gibi
avantajlarından dolayı özellikle savunma sanayi ve elektrikli taşıt uygulamalarında
çok fazlı sürekli mıknatıslı senkron motorların kullanımı yaygın hale gelmeye
başlamıştır. Bu tez çalışması kapsamında, asimetrik sargı yapısına sahip dokuz fazlı
sürekli mıknatıslı bir senkron motor iki farklı sargı seçeneği ile sonlu elemanlar
analizi, matematiksel modelleme, benzetim ve deneysel çalışmalar açısından detaylıca
incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre asimetri açısının
artırılması ortalama çıkış momentinde azalmaya, moment dalgalanmasında artışa, zıt
elektro-motor kuvvet harmonik bozunumda artışa neden olduğu gözlemlenmiştir.
Ayrıca asimetri açısının artırılması motorun alan zayıflatma performansında az da olsa
azalışa neden olmuştur. Çalışma sonunda önerilen asimetrik sargı yapılı 9-fazlı
motorun özellikle savunma sanayi ve elektrikli taşıt uygulamaları için potansiyeli
detaylıca incelenmiştir.

Abstract:
Due to its important advantages such as high power-torque density, high torque-current
ratio, high efficiency and extremely silent operation, the rate of use of permanent
magnet synchronous motors increases rapidly compared to other brushed or brushless
motor types, especially in applications requiring precise positioning and low torque
ripple. On the other hand, the use of multi-phase permanent magnet synchronous
motors has become popular in defense industry and electric vehicle applications due
to the advantages such as higher power-torque density, redundancy, reliability and
fault tolerance compared to three-phase motors of the same size. Within the scope of
this thesis, a nine-phase permanent magnet synchronous motor with an asymmetric
winding structure has been examined and compared in detail in terms of finite element
analysis, mathematical modeling, simulation and experimental studies with two
different winding options. According to the obtained results, it was observed that
increasing the angle of asymmetry caused a decrease on the average torque output, an
increase on torque ripple and an increase on the total harmonic distortion of the back
electro-motor force. In addition, increasing the asymmetry angle caused a slight
decrease in the field weakening performance of the motor. At the end of this study, the
potential of the asymmetric winding 9-phase motor, especially for the defense industry
and electric vehicle applications, has been examined in detail.