Sabit mıktanıslı senkron motorun bulanık anahtarlama yaklaşımı ile vektörel denetiminin incelenmesi
Investigation of vectoral control of permanent magnet synchronous motor with fuzzy switching approach
Yazar: DİDEM KORKMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKSU GÖREL
Çankırı Karatekin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Elektronik hız kontrol sistemi = Electronic speed control system ; Fırçasız motor sürücüleri = Brushless motor drives ; Motor kontrol = Motor control

Özet:
Elektrik motorlarının yüksek performanslı denetimlerini sağlayan vektörel sürücü sistemleri, özellikle elektrikli araç teknolojileri gibi gelişen kullanım alanlarında kritik öneme sahiptir. Malzeme ve güç elektroniği alanında yaşanan gelişmelere paralel olarak, yeni tip motorların kullanılması ile birlikte, yolcu ve yük taşımacılığı alanında daha da popüler olan elektrik motorları, özellikle fırçasız motor teknolojisinin gelişimi ile kullanım alanını genişletmektedir. Fırçasız motorlar sınıfında yer alan Sabit Mıknatıslı Senkron Motorlar, küçük boyutlarda olmalarına rağmen benzer boyutlardaki geleneksel motorlara oranla daha fazla moment üretebilme yeteneklerine sahiptirler. Bu özelliklerinin maksimum oranda öne çıkarılabilmesi için, motorun denetim yapısının da uygun belirlenmesinin önemi büyüktür. Vektörel sürücü sistemlerinin hızlı dinamik tepkisi ve görece basit yapıları sayesinde kullanım alanları artmaktadır. Bu çalışmada, sabit mıknatıslı senkron motorun vektörel denetiminde, bulanık tabanlı anahtarlama stratejisini içeren yeni bir yaklaşım önerilmektedir. Önerilen bu yaklaşımının temelinde, geleneksel denetimde kullanılan stator akı vektörü bölgelerinin bulanıklaştırılması yatmaktadır. Bu sayede hata değerleri ve akı vektörünün konumu kullanılarak, optimum anahtarlama durumunun üretilmesi sağlanmıştır.  Farklı yük ve hız çalışma senaryoları için simülasyonlar ile test edilen yaklaşımın, çalışma koşullarına göre farklılık göstermekle birlikte, moment dalgalanmalarında yaklaşık % 50 oranında azalma sağladığı tespit edilmiştir.

Abstract:
Vector drive systems, which provide high-performance control of electric motors, are  critical importance, especially in developing areas of use such as electric vehicle technologies. In parallel with the developments in the field of materials and power electronics, electric motors, which are even more popular in the field of passenger and freight transportation, are expanding their usage area, especially with the development of brushless motor technology, with the use of new types of motors. Permanent Magnet Synchronous Motors, which are in the class of brushless motors, have the ability to produce more torque than conventional motors of similar sizes, despite their small size. In order to bring these features to the fore at the maximum rate, it is of great importance to determine the control structure of the engine appropriately. The usage areas of vector drive systems are increasing thanks to their fast dynamic response and relatively simple structures. In this study, a new approach including fuzzy-based switching strategy is proposed for vector control of permanent magnet synchronous motor. The basis of this proposed approach is the fuzzification of the stator flux vector regions used in conventional control. In this way, it is ensured that the optimum switching state is produced by using the error values and the position of the flux vector. It has been determined that the approach tested with simulations for different load and speed operating scenarios provides a reduction of approximately 50% in torque fluctuations, although it differs according to operating conditions.