Elektrikli araçlar için sürekli mıknatıs destekli senkron relüktans motorun tasarımı, optimizasyonu ve uygulaması

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Burak YENİPINAR

Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ali Saygın

Eş Danışman: Yusuf Sönmez

Özet:

Bu tez çalışmasında, elektrikli araçlarda kullanılmak üzere optimize edilmiş dış rotorlu 8 kutuplu yeni bir mıknatıs destekli senkron relüktans motor (MD-SRM) tasarlanmış, prototip üretimi ve performans testleri yapılmıştır. Tez çalışmasında öncelikle optimizasyon algoritması ve amaç fonksiyonu belirlenmiştir. Elektrik motorlarının tasarım optimizasyon sürecinde yaygın olarak kullanılan NSGA-II algoritması kullanılmıştır. Ayrıca amaç fonksiyonu belirlenirken elektrikli araçlarda kullanılan tahrik motor performans parametreleri dikkate alınmıştır. Bu kapsamda yüksek verimlilik, düşük ve yüksek hızda yüksek moment üretimi, mıknatıs tüketimi ve moment dalgalanmasını minimize etmeyi amaçlayan beş adet amaç fonksiyonu birlikte kullanılmıştır. Üç farklı mıknatıs yerleşim geometrisine sahip dış rotorlu MD-SRM modeli oluşturulmuş ve optimize edilmiştir. Optimizasyon çalışmasında her bir iterasyonda motora ait verimlilik haritası oluşturulmuştur. Tasarım optimizasyon çalışmaları sonlu eleman analizi yöntemini kullanan (SEA) JMAG Designer 22.1 programı ile gerçekleştirilmiştir. Tasarım optimizasyon çalışmaları sonucunda üç farklı geometride isterleri karşılayan üç adet optimum aday tasarım elde edilmiştir. Optimizasyon çalışması sonrasında elde edilen optimum 3 aday geometriye ait relüktans moment üretim kabiliyeti, demagnetizasyon analizleri, sürüş saykıl performansı, sabit güç ve moment bölgelerininin incelenmesini içeren detay analizler karşılaştırmalı olarak yapılmıştır. Yapılan karşılaştırmalar sonucunda optimum tasarımın prototip imalatı gerçekleştirilmiştir. Prototip imalat sonrası gerçekleştirilen MD-SRM’nin titreşim, farklı hız, yük ve yük açılarında performans testi, amper başına maksimum moment üretme testi, sıcaklık artış testi gerçekleştirilerek simülasyon sonuçları ile karşılaştırmalı olarak sunulmuştur.

Anahtar Kelimeler : MD-SRM, elektrikli araç motoru, dış rotorlu elektrik motoru