İnsansız  hava  araçlarında  kullanılan  fırçasız dc motorların kontrolü
Control of brushless dc motor used in unmanned aircraft
Yazar: ŞÜKRÜ ÖZDEMİR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. REŞİT ERÇETİN ; YRD. DOÇ. DR. ERKAN KAPLANOĞLU
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: DC motor =   ; Hall etkisi = Hall effect ; Motor sürücüsü = Motor driver ; Motorlar = Motors ; Sensörler = Sensors

Özet:
Teknolojinin  gelişmesiyle  birlikte  günümüzde  insansız  hava araçlarına verilen önem hızla artmaktadır. Bizim bu tez çalışmamızda insansız  hava araçlarının  en  önemli  parçalarından bir  tanesi olan  fırçasız dc motorlar  incelenmiştir.
Fırçasız DA motorları (FDAM), yüksek verim, yüksek kalkınma momenti ve sessiz çalışma gibi özelliklerinden dolayı, çok hızlı tepki ve hassas hareket denetimi gerektiren yüksek performanslı servo uygulamalarda, robotikler, disk sürücüler ve üretim tezgahları gibi endüstriyel otomasyon sistemlerinde gittikçe geniş bir kullanım alanı bulmaktadır. Ayrıca FDAM, mekanik yapısında fırça ve komütatör bulunmaması  nedeniyle, bakım istemeden uzun süre çalışma özelliğine sahiptir. Düşük eylemsizlik, yüksek tork/boyut ve güç/boyut oranı nedeniyle FDAM, uzay araçları ve denizaltılar gibi hafiflik ve kullanım alanlarının kısıtlı olması gereken yerlerde, ark yapmadan çalışmasından dolayı da ateşe karşı hassas olan yerlerde kullanılabilme  özelliğine sahiptir.

Bu tez çalışmasında ,fırçasız dc motorun  sensörlü   ve  sensörsüz kontrolü  yapılmıştır.  Hall  sensör  ile kontrol sadece simülasyon olarak yapılmıştır.  Sensörsüz  kontrol hem simülasyon hem de gerçek zamanlı olarak yapılmıştır.  Sensörsüz  kontrol metodu olarak zıt emk metodu kullanılmıştır. Gerçek zamanlı kontrol için arduino  mega işlemci kullanılmıştır. Motorun sürülmesi için sürücü tasarlanmıştır. Deneyler üç farklı devirde yapılmıştır. Deney sonuçları tez çalışmamızda gösterilmiştir. Back emf kontrolünde simülasyon devresi için sonlu durum  makinası  kullanılmıştır.  Zıt emk kontrolü için stateflow algoritması programı yazılmıştır. Yazılan aynı program c dilinde yazılıp gerçek zamanlı uygulamada bilgisayar kontrollü devrede kullanılmıştır.  Simülasyon ve gerçek zamanlı deneylerin aynı sonuçları verdiği görülmüştür.  Hazırlanan çalışmanın fırçasız dc motor kullanıcılarına katkı sağlayacağını düşünüyorum.

Anahtar Kelimeler :  Fırçasız DC Motor , Hall Sensör, Zıt EMK, Matlab- Simulink, Stateflow

Abstract:
Today, with the development of technology, the  importance  given to unmanned aerial vehicles is rapidly increasing.  Study of this thesis, which is one of the most important parts of unmanned aerial vehicles brushless DC motors are investigated.Brushless DC motors (BDCM)  are  finding  more  widespread use due to their high efficiency,  high  starting  torque and noiseless operation characteristics in high performance servo applications which require very fast responses and precise movements, industrial automation systems such as robotics, disk drives and machine tools. Furthermore, brushless DC motors can work long time without require maintenance due to not have brush and commutater in the mechanical structure. Because of low inertia, high torque/volume and power/volume ratio, brushless DC motors can be used in space-vehicles and submarines.
In this study, sensored and sensorless control experiments of brushless dc motor were performed. Hall sensor control experiment, only made in the simulation. Sensorless control experiment was made  as well as a simulation  and  real-time. Only back emf method is used for sensorless control. Arduino mega processor is used for real-time control. Motor drive is designed for driving the motor. Experiments were conducted in three different rotation. The experiment results are shown in the thesis study. Finite state machine is used for circuit simulation of back EMF control. Simulation and real-time experiments have  been  found that the same results . I think this study will contribute to the brushless dc motor users.

Keywords : Brushless DC Motor, Hall Sensor, Back-EMF, Matlab-Simulink, Stateflow