Elektrikli araçlar için mıknatıs oranı ve moment titreşimi azaltılmış yüksek verimli sürekli mıknatıslı senkron motor tasarım süreci ve gerçeklenmesi
Elektrikli araçlar için mıknatıs oranı ve moment titreşimi azaltılmış yüksek verimli sürekli mıknatıslı senkron motor tasarım süreci ve gerçeklenmesi
Yazar: Kurnaz Araz, Hatice; Yilmaz, Murat
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 35 No. 2, 2018
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Elektrikli araçlar,Sürekli mıknatıslı senkron motor,Sonlu elemanlar analizi,Moment titreşimi

Yakıngelecekte, petrol ürünlerine bağımlılığın azaltılması talebi ve emisyonkısıtlamaları, özellikle batarya, elektrik motoru ve güç elektroniğiteknolojilerinin gelişmesi ile elektrikli araçların günlük yaşantımıza dahafazla girmesi kaçınılmaz olup, elektrikli araçlar hem otomotiv sektörünün hemde akıllı şebekelerin önemli bir unsuru olacaktır. Bu kapsamda, elektrikliaraçların tahrik sisteminin ana parçası olan yüksek verim ve güç yoğunluklu, düşükmoment dalgalanmalı, değişken hız değerlerine sahip ve mıknatıs oranıazaltılmış sürekli mıknatıslı senkron motorun tasarımı ve gerçeklenmesihedeflenmiştir. Çalışmada öncelikle, gömülü mıknatıslı senkron motor tasarımsürecini kapsayan akış diyagramı oluşturulmuş ve elektrikli aracıngereksinimleri doğrultusunda motorun ana boyutları belirlenmiştir. Detaylıanalitik analizlerle elektrik makinesinin temel büyüklüklerinin, rotor vestator boyutlarının, sargı şekli ve yapısının belirlenmesi süreci uygulanmış vesonlu elemanlar yöntemi ile çeşitli çalışma koşullarında nümerik analizlergerçekleştirilmiştir. Tasarlanan motorun statorunda tek ve yüksek oluk sayısıkullanılarak oluşturulan simetrik olmayan sargı yapısıyla uzay harmonikleri,radyal kuvvetler ve vuruntu momentinin etkisi azaltılmıştır. Böylece, tasarımaözel 57 oluk yapısıyla moment titreşimleri ve vuruntu momenti azaltılmış bir tasarımgerçeklenmiştir. Rotor ve sürekli mıknatısların boyutları ve konumunda yapılanoptimizasyon çalışmaları ile mıknatıs miktarının gerekli performansı sağlayacakşekilde minimuma indirilmesi sağlanmıştır. Motorun, termal ve yapısal dayanımanalizleri yapılıp üretimi gerçekleştirilmiş ve oluşturulan test düzeneğiüzerinde deneyler gerçekleştirilmiştir. Deneysel sonuçlarla analiz sonuçlarınınkarşılaştırılması, tasarımda yapılan eniyilemelerle optimize edilen motor vesürücü sistemi araca monte edilerek araç üzerinde performans ve yol testleri başarılıbir şekilde gerçekleştirilmiştir.

Yakıngelecekte, petrol ürünlerine bağımlılığın azaltılması talebi ve emisyonkısıtlamaları, özellikle batarya, elektrik motoru ve güç elektroniğiteknolojilerinin gelişmesi ile elektrikli araçların günlük yaşantımıza dahafazla girmesi kaçınılmaz olup, elektrikli araçlar hem otomotiv sektörünün hemde akıllı şebekelerin önemli bir unsuru olacaktır. Bu kapsamda, elektrikliaraçların tahrik sisteminin ana parçası olan yüksek verim ve güç yoğunluklu, düşükmoment dalgalanmalı, değişken hız değerlerine sahip ve mıknatıs oranıazaltılmış sürekli mıknatıslı senkron motorun tasarımı ve gerçeklenmesihedeflenmiştir. Çalışmada öncelikle, gömülü mıknatıslı senkron motor tasarımsürecini kapsayan akış diyagramı oluşturulmuş ve elektrikli aracıngereksinimleri doğrultusunda motorun ana boyutları belirlenmiştir. Detaylıanalitik analizlerle elektrik makinesinin temel büyüklüklerinin, rotor vestator boyutlarının, sargı şekli ve yapısının belirlenmesi süreci uygulanmış vesonlu elemanlar yöntemi ile çeşitli çalışma koşullarında nümerik analizlergerçekleştirilmiştir. Tasarlanan motorun statorunda tek ve yüksek oluk sayısıkullanılarak oluşturulan simetrik olmayan sargı yapısıyla uzay harmonikleri,radyal kuvvetler ve vuruntu momentinin etkisi azaltılmıştır. Böylece, tasarımaözel 57 oluk yapısıyla moment titreşimleri ve vuruntu momenti azaltılmış bir tasarımgerçeklenmiştir. Rotor ve sürekli mıknatısların boyutları ve konumunda yapılanoptimizasyon çalışmaları ile mıknatıs miktarının gerekli performansı sağlayacakşekilde minimuma indirilmesi sağlanmıştır. Motorun, termal ve yapısal dayanımanalizleri yapılıp üretimi gerçekleştirilmiş ve oluşturulan test düzeneğiüzerinde deneyler gerçekleştirilmiştir. Deneysel sonuçlarla analiz sonuçlarınınkarşılaştırılması, tasarımda yapılan eniyilemelerle optimize edilen motor vesürücü sistemi araca monte edilerek araç üzerinde performans ve yol testleri başarılıbir şekilde gerçekleştirilmiştir.