Çıkık kutuplu senkron generatörün geometrik optimizasyona dayalı performans iyileştirmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MELDA EYÜBOĞLU
Danışman: Cemil Ocak
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, 600 kVA gücünde çıkık kutuplu senkron generatör, verim, Toplam Harmonik Bozulma (THD) ve akı yoğunlukları gibi kritik performans çıktılarının iyileştirilmesi adına dört farklı q değeri için analitik olarak tasarlanmış ve Ansys Maxwell yazılımı ile modellenerek elektromanyetik Sonlu Eleman Analizleri (SEA) gerçekleştirilmiştir. Kutup ve faz başına stator oluk sayısı (q) değeri tasarımın kritik parametrelerinden biri olup, farklı q değerlerinde başlangıç tasarımlarının elde edilmesi neticesinde generatörlerin rotor kutup ve stator oluk geometrileri değişken olarak tanımlanmıştır. Belirlenen amaç fonksiyonu doğrultusunda, rotor ve stator geometrisi Çok Amaçlı Genetik Algoritma (ÇAGA) yöntemiyle optimize edilmiş ve performansları karşılaştırılmıştır. Optimizasyon sonucunda, q = 3 olarak belirlenen senkron generatör için verimlilik artırılmış, tam yük altında hat gerilimi THD değeri %10,38'den %4,47'e düşürülmüş, toplam kayıplar %12,4 oranında azaltılmış ve vuruntu torku %45,7 oranında iyileştirilmiştir. q = 4 olarak tasarlanan generatör veriminde yine verim artışı elde edilirken, THD değeri %10,85'den %3,89'a düşürülmüş, kayıplar %16 oranında azaltılmış ve vuruntu torku %8,64 oranında iyileştirilmiştir. q = 5 olarak tasarlanan senkron generatörün ise optimizasyon sonrası THD değeri %8,69'dan %3,54'ye düşürülmüş, toplam kayıpları %12,98 oranında azaltılmış ve vuruntu torku %41,8 oranında iyileştirilmiştir. Son olarak q = 6 olarak elde edilen tasarımda ise THD değeri %7,36'dan %3,26'ya düşürülmüş, toplam kayıplar %13,47 oranında azaltılmış ve vuruntu torku %25,6 oranında iyileştirilmiştir. Farklı q değerleri için stator akı yoğunluğu, rotor kutup akı yoğunluğu, stator boyunduruk akı yoğunluğu ve oluk doluluk oranı gibi kritik tasarım parametreleri amaç fonksiyonu ile hedeflenen değerleri sağlayacak biçimde elde edilmiştir. Çalışma ile ayrıca, çıkık kutuplu senkron generatör tasarımında farklı q değerinde optimize edilen generatörlerin performansları karşılaştırılarak, q değerinin rotor ve stator değişkenlerine bağlı olarak optimal seçimi gerçekleştirilmiştir.