Motor dizaynı için optimizasyon algoritması hazırlanması
Preparation of an optimisation algorithm for motor design
Yazar: ÖZKAN ÖZLÜ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MURAT CANER
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Elektrik motorları = Electric motors ; Optimizasyon teknikleri = Optimization techniques

Özet:
Bu araştırmada, kuş ve balık sürülerinin eş zamanlı hareketlerinden esinlenerek geliştirilmiş, parçacık sürü optimizasyonu algoritmasının bir türevi olan, pasif katılımlı parçacık sürü optimizasyonu metodunu kullanarak daimi mıknatıslı senkron motor tasarımının sensörsüz kontrol açısından optimize edilmesi amaçlanmıştır.Pasif katılımlı parçacık sürü optimizasyonu algoritması MATLAB ortamında geliştirilerek optimizasyon algoritmalarının testlerinde kullanılan, Rastrigin, Schwefel ve Michalewicz gibi, bir takım iyi-bilinen, doğrusal olmayan fonksiyonlar üzerinde sınanmış ve başarılı sonuçların alındığı gözlenmiştir. Yazılan optimizasyon algoritması, sonlu elemanlar tabanlı, motor tasarımı yapabilen ve performansını ölçebilen bir simülasyon yazılımı ile haberleşmeyi sağlayan, yine MATLAB ortamında önceden yazılmış aracı bir yazılıma adapte edilmiştir.Motorun dış geometrisi sabit tutularak iç geometrisinde belirlenen sekiz değişken optimize edilmiştir. Tork ve sensörsüz kontrol kabiliyetini artırmak olmak üzere, iki farklı amaç için tasarım optimizasyonu yapılmıştır. Daimi mıknatıslı senkron motorların sensörsüz kontrol yeteneği optimize edilirken tork performansı düşmektedir. Yapılan üçüncü bir tasarım optimizasyonunda ise aynı dış geometriye sahip olan motorun ürettiği tork değerinden daha az taviz vererek sensörsüz kontrol yeteneği arttırılmaya çalışılmıştır.Yapılan her bir tasarım için performans sonuçları verilerek karşılaştırılmıştır. İlave olarak, her bir tasarım değişkeninin ±%5-10 değişimlerine göre performansa etkileri de incelenmiştir.

Abstract:
In this study, an optimization of a permanent magnet synchronous motor design has been aimed in terms of sensorless control using another variation of particle swarm optimization algorithm, which was developed inspired by bird or fish school moving synchronously, particle swarm optimization with passive congregation.Particle swarm optimization with passive congregation algorithm first was developed on MATLAB environment and then examined on some well-known non-linear functions such as Rastrigin, Schwefel and Michalewicz which are widely used for examination of optimization algorithms. The algorithm written was then adapted to software, previously developed on MATLAB environment again, that can obtain communication with an external finite elements analysis based, capable of designing and measuring performance of a motor.The given eight interior variables have been optimized by fixing the outer geometry of the motor. In order to enhance torque and sensorless control capability, design optimizations has been made for two different objectives. While optimizing the sensorless control capability of the permanent magnet synchronous motor, torque performance decreases. It has been tried to increase sensorless control capability by compromising torque value too little with a third design optimization.The performance results for each design optimization have been given and compared. In addition to this, the effects of ±5-10% change for each design variable have been investigated.