Çamaşır makineleri için yeni nesil senkron relüktans motor tasarımı
Design of new generation synchronous reluctance motor for washing machines
Yazar: DENİZ CAN DURSUN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET POLAT
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekatronik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Analitik tasarım = Analytical design ; Bilgisayar destekli tasarım = Computer aided design ; Bobin tasarımı = Coil design ; Parçacık sürü optimizasyonu = Particle swarm optimization ; Tasarım optimizasyonu = Design optimization ; Çamaşır makineleri = Washing machines ; Çok kriterli optimizasyon = Multi criteria optimization

Özet:
Beyaz eşya sektöründe artan enerji maliyetleri nedeniyle kullanılan elektrik motorlarının verimi önemli bir faktör haline gelmiştir. Fırça ve kollektör düzeneğinin beraberinde getirdiği bakım ve onarım masrafının fazlalığı ve düşük verimi nedeniyle çamaşır makinelerinde universal motorlardan fırçasız senkron motorlara geçiş giderek hız kazanmıştır. Ancak bu geçişin getirmiş olduğu sürücü ihtiyacı ile birlikte maliyet dezavantajı ortaya çıkmaktadır. Ayrıca kullanılan mıknatıslı motorlardaki mıknatıs fiyatı ve hammaddenin büyük bir kısmının uzak doğu devletlerinde olmasından ötürü ortaya çıkan mıknatıs fiyatındaki dalgalanmalar seri üretim şartları için büyük bir risk oluşturmaktadır.
Bu çalışmada, belirtilen bu risk ve maliyetler göz önünde bulundurularak mıknatıs ihtiyacı olmadan yeni nesil çamaşır makinelerine uygun senkron relüktans motorunun tasarımı gerçekleştirilmiştir. Bu hedef doğrultusunda Senkron Relüktans Motorun (SynRM) matematiksel denklemleri elde edilmiştir. Bu denklemler kullanılıp elde edilen ön sonuçlar doğrultusunda bir sonraki adım olan Maxwell programına geçiş yapılmıştır. Özellikle denklemlerle ile tam olarak tanımlanamayan rotor bariyerlerinin, moment, moment dalgalanması ve verim etkisi göz önünde bulundurularak Maxwell programı ile tasarımı yapılmıştır. 12 oyuk, 4 kutuplu, dağıtılmış sargılı, 3-faz, 3480-8584 d/d hız aralığına sahip 4 farklı rotor yapısına sahip olan SynRM analiz edilip hava aralığı, köprü kalınlığı ve uç köprü kalınlıkları için eniyileme yapılmış olup bunların arasındaki en iyi sonuç ortaya çıkartılıp çamaşır makinesi motoru için önerilmiştir.

Abstract:
With the changing energy regulations in the white goods sector, the efficiency of the electric motors used has become an important factor. With the necessity brought by the regulations, the transition from universal motors to brushless synchronous motors in washing machines has gradually gained speed. However, with the need for drivers brought by this transition, a cost disadvantage arises. In addition, fluctuations in the magnet price of the magnet motors used and
the price of the magnet due to the fact that most of the raw material is in the Far East countries pose a great risk for mass production conditions.
In this study, considering these risks and costs, a synchronous reluctance motor suitable for new-generation washing machines was designed without the need for magnets in order to eliminate them. In line with this aim, the mathematical equations of the synchronous reluctance motor have been obtained. In line with the preliminary results obtained by using these equations, the next step was the Maxwell program. In particular, the design of the rotor barriers, which cannot be
fully defined with the equations, was made with the Maxwell program, taking into account the torque, torque fluctuation, and efficiency effect.SynRM, which has 12 slots, 4 poles, distributed winding, 3-phase, 3480-8584 rpm speed range, and 4 different rotor structures, has been analyzed and optimized for the air gap, bridge thickness, and end bridge thickness, and the best result among them has been revealed and recommended for washing machine motor.