Gömülü mıknatıslı senkron motorlarda akım başına maksimum tork stratejisi ile tork kontrolü
Torque control with maximum torque per ampere strategy in interior mounted permanent magnet synchronous motors
Yazar: OSMAN EMRE ÖZÇİFLİKÇİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN BAHÇECİ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MİKAİL KOÇ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Konvansiyonel enerji kaynaklarının baskın olarak kullanıldığı sektörlerden biri olan ulaşım sektöründe, elektrikli araçlarla birlikte yenilenebilir ve sürdürülebilir enerji kaynaklarının kullanılması mümkün olmaktadır. Elektrikli araçlarda motor veriminin yüksek olmasının yanı sıra kontrol sisteminin de iyi olması enerjinin verimli olarak kullanılmasını sağlayacağından kontrol stratejisi önem arz etmektedir. Sabit mıknatıslı senkron motorlar (SMSM) yüksek verimlilik, yüksek güç yoğunluğu, küçük hacim, az gürültülü çalışma gibi üstün özelliklerinden dolayı elektrikli araçlarda yaygın olarak kullanılır. Gömülü mıknatıslı senkron motorlar (GMSM) SMSM'lerin alt grubu olmakla beraber mıknatıslardan kaynaklanan torka ek olarak eksenlerdeki endüktans değerleri farkından dolayı relüktans torku üretebilirler. SMSM'lerin kontrolünde basitliğinden dolayı genellikle I_d=0 kontrol tekniği kullanılmaktadır. Fakat GMSM'lerin ürettiği relüktans torku her iki eksen akımına bağlı olduğu için dq- eksen akımlarının optimum değerlerinin tespit edilmesi gerekmektedir. Bu tez çalışmasında akım başına maksimum tork (ABMT) stratejisi kullanılarak talep edilen tork değerinin daha düşük akım büyüklüğü ile elde edilmesi sağlanmıştır. Gerçek motor parametreleri üzerinde sofistike benzetimler ile ABMT stratejisinin I_d=0 kontrol tekniğinden daha verimli olduğu ispatlanmıştır. Benzetimler sonucunda motorun tork kontrolünün başarıyla sağlandığı gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Akım Başına Maksimum Tork, Gömülü Mıknatıslı Senkron Motor, Yenilenebilir Enerji, Elektrikli Araçlar

Abstract:
It is possible to utilize renewable and sustainable energy technologies with electric vehicles in the transportation sector, which is one of the dominant sectors where conventional non-renewable energy resources are used. The control system is important to achieve high efficiency of the motors in the electric vehicles. Advanced control systems will ensure the efficient use of energy with improved output torque production. Permanent magnet synchronous motors (PMSM) are commonly employed in electric vehicles due to their superior features such as high efficiency, high power density, small volume, low noise operation and so on. Interior mounted permanent magnet synchronous motors (IPMSM) are classified in PMSMs. They facilitate reluctance torque production as well as magnet based torque production. In the control of PMSMs, I_d=0 control technique is commonly used due to its simplicity which only produces magnet based torque. However, to facilitate the use of extra reluctance torque in IPM drives, online generation of optimum dq- axis current commands is a must. In this thesis, the desired torque value is achieved with a minimized stator current magnitude by employing online MTPA control strategy. By completing simulations on real motor parameters, it has been validated that MTPA strategy is more efficient than I_d=0 control technique. As a result of the simulations, it has been shown that the torque control of the motor has been successfully achieved.

Key Words: Maximum Torque Per Ampere Strategy, Interior Mounted Permanent Magnet Synchronous Motors, Renewable Energy, Electric Vehicles