Fırçasız doğru akım motorlarında optimal hall sensör konumunun motor parametrelerine etkisi
Effect of optimal hall sensor's position on parameters of brushless direct current motors (BLDCM)
Yazar: KEMAL HASANUSTA
Danışman: PROF. DR. NECİBE FÜSUN OYMAN SERTELLER
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu çalışmada bipolar sürücülü hall sensörlü fırçasız doğru akım motoru (FSDAM)'nun  sensörlerinin, optimal çalışma aralığı deneysel olarak araştırılmıştır. Klasik doğru akım makinalarında teori ve deneylerle ispatlanmış, motoru en verimli haliyle çalıştıran  rotor ve  stotor magnetik eksenleri arasındaki  elektriksel açı olan 900'ye karşılık gelen açı, FSDAM'da teorik olarak 600 ile 1200  olarak belirlenmiştir[1]. Bu değerlerden  1200 lik elektriksel açı ileçalışan (hall sensörler arasındaki açı değeri) FSDAM üzerinde deneyler yapılmıştır. Bu çalışmada hall sensörler 00(referans) ila 200 (açı kaydırılmış) elektriki açı arası ayarlama imkanı bulunan yerleri değiştirilerek, optimal çalışma parametreleri elde edilmeye çalışılmıştır. Bu çalışma; klasik doğru akım makinalarında endüvi reaksiyonunu ve dolayısıyla komutasyonu iyileştirmeye yardımcı olan fırça kaydırma olayına denktir. FSDAM'ın referans (normal) ve açı kaydırılmış durumdaki moment, akım ve harmonik değerleri (THD) ölçülmüş ve karşılaştırmalı bir sonuç şeklinde verilmiştir. Bu  araştırmada, çalışma sonuçları teorik bilgilerle de desteklenmiştir. FSDAM'da rotor  pozisyonun tam ve doğru bir şekilde belirlenmesi, başka bir deyişle; hall sensörlerin motorun çalışma parametrelerine etkisinin en verimli olacak şekilde yerleştirilmesi oldukça zor bir iştir. Teorik çalışmalarının yanında titizlikle yapılması gereken deneysel çalışmalar da gereklidir.  Bu çalışmada FSDAM'ın verimli çalışması için gerekli olan moment ve  akım değerlerinin yanında, akım harmonik değerleri (THD) de ölçülmüştür ve karşılaştırmalı bir analiz yapılmıştır. Bu  araştırma çalışması sonuçları teorik bilgilerle de desteklenmiştir.

Abstract:
In this study, hall sensor's location for optimal operating range of bipolar brushless direct current (dc)  motor was researched experimentally. In conventional dc machines, the angle corresponding to 90o (which is the electrical angle between rotor and stator magnetic axes that operates the motor most efficiently as proven by theory and experiments) is theoretically determined to be 60o and 120o in BLDCM. Here, experiments were made on electrical angle of 120o between hall sensors of BLDCM. In this study, hall sensors are attempted to get optimal operating parameters by changing the locations adjusting the geometrical angles from 00 (reference) to 200 (shifted angle). This study is equivalent to the brush shift event that helps improving commutation and armature reaction of conventional dc machines. Torque, current and harmonic values of (THD) BLDCM in reference (normal) and shifted position is given as a comparative result in detail. In this research, studied results are supported by theoretical knowledge. In BLDCM determination of rotor position accurately, in other words location of hall sensors so as to have most efficient effect on operation parameters of the motor is a very difficult task.  A part from theoretical studies, experimental studies should be conducted thoroughly. In this study, beside the torque and current values for optimal motor parameters operation of BLDCM, THDs are also considered and measured. Results of this study are supported by theoretical information, as well.