Vuruntu torku azaltılmış şebeke bağlantılı üç faz sabit mıknatıslı senkron motor sürücüsü tasarımı ve denetimi


Tezin Türü: Doktora

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

Tezin Onay Tarihi: 2018

Öğrenci: AHMET AKSÖZ

Danışman: ALİ SAYGIN

Özet:

Birçok motor uygulamasında yüksek toplam harmonik bozuntu (THB) ve yüksek vuruntu torku istenmeyen problemlerdir. Bu problemlerin çözümü için hem motor tasarımında hem de sürücü tasarımı ve kontrolünde iyileştirmeler gerekir. Bu tez çalışmasında, bir sabit mıknatıslı senkron motor (SMSM) sistemi daha az vuruntu torku ve daha az THB ile çalıştırılmıştır. Çalışmada uluslararası IEC 61000 ve IEEE-519 standartlarına bağlı olarak vuruntu torkunun ve sistem harmoniklerinin düşürülmesi gerçekleştirilmiştir. PMSM matematiksel modeli çıkartılıp sonlu elemanlar metodu (SEM) ile mekanik bir tasarım yapılmıştır. Analiz programında sırasıyla parametrik optimizasyon, MOGA, PSO ve GWO yöntemleriyle en az vuruntu torku için en iyi tasarım oluşturulmuştur. Oluşturulan motor modeli, rotorunun konumuna göre eksenel akılı ve dış rotorlu motorlar olarak performansına göre karşılaştırılmıştır. Böylece, bilgisayar destekli tasarım programıyla motorun vuruntu torku açısından optimum tasarımı gerçekleştirilmiştir. Akabinde, şebeke bağlantılı üç faz motor sürücüsü tasarlanmıştır. Düşük vuruntu torku ve düşük THB için görsel pozitif empedans (GPE) metodu temelli aktif sönümlemeli kontrol (ASK) yöntemi kullanılmıştır. dSPACE DS1103 ve DSP 28335 içerisinde uzay vektör modülasyonu (UVM) ve alan yönlendirmeli kontrol (AYK) kullanılarak bir DC-link sürücü tasarlanmıştır. DC-link sürücü için motor akımları, hız ve dönme açısı (teta) kapalı döngü içinde kullanılarak, 4 model geliştirilmiş ve karşılaştırılmıştır. Bu modeller, zayıf şebeke GPE ve 3DUVM kullanılmayan model (wOVPIwO3D), zayıf şebeke GPE kullanılan ama 3DUVM kullanılmayan model (wVPIwO3D), zayıf şebeke GPE ve 3DUVM kullanılan model(wVPIw3D) ve güçlü şebeke GPE ve 3DUVM kullanılan modeldir (stiffwVPIw3D). Bu 4 model kullanılarak GPE'ın 1/Yctrl bode eğrisi, DC bara voltajı, giriş şebeke akımının THBi, vuruntu torku ve motor akımlarının THBi elde edilmiş, karşılaştırılmış ve tartışılmıştır. Hem simülasyon sonuçları hem de deneysel sonuçlar karşılaştırılmış problemin çözümü için amaçlanan sonuca ulaşıldığı doğrulanmıştır.