Klasik ve karşıt kuplajlı anahtarlamalı relüktans motorlarda geometrik parametrelerin çıkış performansına etkileri
The effects of geometric parameters on output perpormance of switched reluctance and mutually switched reluctance motors
Yazar: MURAT AYAZ
Danışman: DR. KADİR YILMAZ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Anahtarlamalı Relüktans Motorlar bilinen en eski elektrik makinesidir. Günümüzde Anahtarlamalı Relüktans Motorların performansını arttırmaya yönelik birçok araştırma ve çalışma yapılmaktadır. Bugüne kadar yapılan çalışmalar incelendiğinde performansı arttırmaya yönelik yöntemlerden ilki motor kontrol devresi tasarımı, ikincisi ise motorun manyetik devresinin tasarımı olduğu görülmektedir. Bu çalışmada motorun geometrisi ve manyetik devresi esas alınarak çalışmalar ele alınmıştır.Çalışmada Anahtarlamalı Relüktans Motor iki farklı sargı yapısında incelenmektedir. Birincisi klasik ARM (kısa adımlı) ikincisi ise karşıt kuplajlı (tam adımlı) ARM'dur. Her iki sargı yapısı için, motorun geometrik boyutları değiştirilerek bu parametrelerin çalışma karakteristiklerine olan etkileri ortaya konulmaktadır. Bu doğrultuda her iki makine için tasarım açısından önemli bir parametre olan hava aralığı ile stator-rotor kutup açı değerleri belirlenen aralıklarda değiştirilerek oluşturulan modeller sonlu elemanlar yöntemi ile analiz edilmektedir.Yapılan statik analizler sonucunda hava aralığı değişimi ile makinanın daha erken manyetik doymaya girdiği ve çıkış moment değerleri üzerinde etkili olduğu görülmektedir. Yine belirlenen uygun stator-rotor kutup açılarında momentte oluşan pik değerlerinin genliğinin azaltılabildiği gösterilmektedir. Analizler sonucunda her iki makinedeki moment dalgalık oranları tespit edilerek giderilmesine yönelik önerilerde bulunulmaktadır. Bu çalışma ile klasik ARM'unun moment dalgalılığını azaltmak için kullanılan yöntemlerin karşıt kuplajlı ARM içinde kullanılabileceği sonucu ortaya konulmaktadır.

Abstract:
Switched Reluctance Motor (SRM) is the oldest electric machine. Many investigations on improving performance of SR motors have been performed so far. Its seen from the related literature that the first method used for performance improvement is the design of motor control circuit while the second method is the design of motor magnetic circuit have been taken into account.This study investigates the SR motor for two different winding structures. The first one is classical SR (Short pitched) and the second one is mutually coupled SR (fully pitched) motor. For both winding structures the geometric dimensions of the motor have been changed, and the effects of these parameters on the motor characteristics have been determined. In this regard, for both motors the air-gap and stator-rotor pole arcs, which are important design parameters, have been varied in definite intervals. Then the developed models have been analysed using the Finite Element Method (FEM).According to the resulting of the static analyses it has been found that the motor will reach the magnetic saturation earlier when the air gap is varied. Its seen that , for the properly determined stator-rotor pole arcs, the amplitude of torque peaks can be decreased using the analyses results the torque ripples ratios in both motors have been determined, and suggestions for eliminating them have been presented. It has been found that the methods used for decreasing torque ripple in classical SR motors can also be used in Mutually Coupled SR motors.