Hafif Elektrikli Araç için FDAM Tasarım ve Uygulaması

Son yıllarda artan nüfusla birlikte enerji üretim/tüketim oranı, ulaşım giderleri, fosil yakıt rezervlerininazalması ve fosil yakıtların çevreye verdikleri zararlar gibi başlıca etkenler sebebiyle elektrikli araçlarınpopülaritesi hızlı bir şekilde artmaktadır. Dolasıyla elektrikli araç ve ekipmanları üzerine yapılançalışmalar da artmaktadır. Bu çalışmada günümüz ulaşım araçlarının yerini alan elektrikli araçlardakullanılması hedeflenen Fırçasız Doğru Akım Motor (FDAM) tasarımı gerçekleştirilmiştir. Önceliklehedeflenen motorun analitik tasarımı yapılarak Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) ile modellemesiyapılmıştır. Ansys Maxwell Programı SEY'de kullanılan paket programlardan biridir. Bu çalışma AnsysMaxwell Elektromanyetik Suite 17.2 versiyonu ile gerçekleştirilmiştir. SEY ile hedeflenen sonuçlaraulaşıldıktan sonra motorun protorip üretimi gerçekleştirilmiş ve prototip motorun, laboratuvarortamında hazırlanan deney düzeneği ile deneysel çalışmaları yapılmıştır. Deneysel sonuçlarelektromanyetik sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Son olarak prototip motor ElektroGOP aracına monteedilmiş ve sürüş denemelerinde motorun hedeflenen performansta ve sorunsuz şekilde çalıştığıgörülmüştür.

BLDC Motor Design and Application for Light Electric Vehicle

The popularity of electrical vehicles is increasing rapidly in recent years due to energy generation/consumption ratio, transportation costs, decrease in fossil fuel reserves with increasing population as well as the environmental damage caused by fossil fuels. Therefore, Brushless Direct Current (BLDC) Motor design was actualized in the present study for use in electrical vehicles expected to replace the transportation vehicles of today. Firstly, analytical design of the targeted motor was completed after which the Finite Elements Method was used for modelling. Ansys Maxwell Program is one of the package programs used in FEM. This study was carried out with Ansys Maxwell Electromagnetic Suite version 17.2 . The prototype motor was manufactured after reaching the desired results with Finite Elements Method and experimental studies commenced with the experiment setup prepared in the laboratory environment. Experimental results were compared with electromagnetic results. Finally, the prototype motor was mounted on the ElektroGOP vehicle and it was observed to work without problem at the expected performance during the test drives.

___

  • Akın, F., 2019. Electric vehicles developed for external-rotor brushless dc motor design and analysis. M.Sc. Thesis, Tokat Gaziosmanpasa University Graduate School of Natural And Applied Sciences, Tokat, 84.
  • Aydoğdu, Ö., 2011. An effective real coded GA based fuzzy controller for speed control of a BLDC motor without speed sensor. Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Sciences, 19 (3), 413-430.
  • Boldea, İ. and Nasar, S.A., 2002. The induction machines desing handbook - Second edition. Taylor and Francis Group, United States of America, 490-640.
  • Fukami, T., Motoki, K., Kirihata, R., Shima, K., Koyama, M., Mori, T. and Nakano, M., 2017. An electromagnet-assisted ferrite magnet motor, IEEE Transactions on Magnetics, 53 (11), 1-4.
  • Çelikel, R., and Aydoğmuş, Ö., 2019. A torque ripple minimization method for brushless dc motor in high speed applications. Journal of Engineering Research, 7 (3), 200-214.
  • Gökce, C., 2005. Modeling and simulation of a series parallel hybrid electrical vehicle. Istanbul Technical Unıversity, Institute of Science and Technology, İstanbul, 64.
  • Grunditz, E. and Jansson, E., 2009. Modelling and simulation of a hybrid electric vehicle for shell ecomarathon and an electric gokart, M.Sc. Thesis, Chalmers University of Technology Electric Power Engineering, Göteborg, 10-12.
  • Hanselman, D.C, 1994. Brushless permanent-magnet motor design. I, McGraw- Hill, ABD, 61-101.
  • Hori, Y., 2004. Future vehicle driven by electricity and control-research on four-wheel- motored, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 51 (5), 1-14.
  • Kim, S., Choi, J. and Lee, J., 2003. Magnet shape optimization for high performance single-phase line start synchronous motor. Journal of Applied Physics, 93 (10), 8695-8697
  • Krause, P., Wasynczuk, O. and Sudhoff, S.D., 2002. Analysis of electrıc machinery and drive systems. 2nd ed., IEEE Press, USA, 67-106.
  • Li, Y., Bobba, D., and Sarlioglu, B., 2018. Design and optimization of a novel dual-rotor hybrid pm machine for traction application. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 65 (2), 1762-1771.
  • Ogawa, T., Takahashi, T., Takemoto, M., Ogasawara, S., and Daikoku, A., 2017. The examination of pole geometry of consequent pole type ferrite PM axial gap motor with field winding. In Electric Machines and Drives Conference (IEMDC), 2017 IEEE International, pp. 1-7.
  • Raminosoa, T., El-Refaie, A. M., Torrey, D. A., Grace, K., Pan, D., Grubic, S., and Huh, K. K. 2017. Testresultsfor a high temperature non- permanent-magnet traction motor. IEEE Transactions on Industry Applications, 53 (4), 3496-3504.
  • Skvarenina, T. L., 2002. The power electronic handbook. I, CRC Press LLC, New York, 78-100.
  • Tur, O., Tuncay, R.N. and Ucarol, H., 2005. Basics of electric vehicle technology and a design study on a series hybrid electric vehicle powertrain. ELECO 2005 4th International Conference on Electrical and Electronics Engineering, Bursa.
  • Tur, O., Uçarol, H., Özsu, E., Demirci, M., Solak, Y., Elcik, E., Dalkılıç, Ö. and Özatay, E., 2007. Sizing, design and prototyping of an electric drive system for a split drive hybrid electric vehicle, International Electric Machines and Drives Conference (IEMDC) 2007, Antalya.
  • Tutelea, L. and I. Boldea, I., 2007. Optimal design of residential brushless d.c. permanent magnet motors with FEM validation, Aegean Conference on Electric Machines, Power Electronics and Electromotion (ACEMP'07), 435-439.
  • Ustun, O., Yilmaz, M., Gokce, C., Karakaya, U. and Tuncay, R., 2009. Energy Management Method for Solar Race Car Design and Application, IEEE International Electric Machines andDrives Conference, 804-811.
  • Uçarol, H., 2003, Hybrid electric vehicle, M.Sc. Thesis, Istanbul Technical Unıversity, Institute of Science and Technology, İstanbul, 89.
  • Xue, X. D., Cheng, K.W.E. and Cheung, N.C., 2008. Selection Of Electric Motor Drives For Electric Vehicles, Australasian Universities Power Engineering Conference, Hong Kong, 170-175.
  • Yılmaz, M., Tuncay, R.N. and Ustub, O, 2004. A wavelet study of sensorless control of brushless DC motor through rapid prototyping approach, Proceedings of the IEEE International Conference on Mechatronics, ICM '04, İstanbul, Turkey.
  • Ying, L. and Ertugrul, N., 1999. The Dynamic Simulation of the Three-Phase Brushless Permanent Magnet AC Motor Drives with LabVIEW, Australasian Universities Power Engineering Conference AUPEC'99, Darwin, 11-16.
  • Zarko, D., Ban, D. and Lipo, T.A., 2007. Analytical Solution for Cogging Torque in Surface Permanent-Magnet Motors Using Conformal Mapping, IEEE Transactions on Magnetics, 44 (1), 52-64
Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 6 Sayı
  • Başlangıç: 2015
  • Yayıncı: AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Hidronik Isıtma Sistemlerinin Sonlu Elemanlar Yöntemi KullanılarakTermal Analiz Sonuçlarının İncelenmesi

Hüseyin AKBULUT, Lale ATILGAN GEVREK

Bozkurt (Denizli) Depremi Sonrası (Mw=6.0, 08.08.2019) GNSS Ölçüleriile Kosismik Deformasyonların Belirlenmesi

Çağlar ÖZKAYMAK, Halil İbrahim SOLAK, İbrahim TİRYAKİOĞLU, Orhan DOĞAN, Eda Esma EYÜBAGİL

Banaz Havzasındaki (Uşak, B-Türkiye) Neojen Yaşlı Sedimanter Birimlerin Mineralojik ve Jeokimyasal Özellikleri

Tülay ALTAY, İbrahim ASLAN

Dağlık, Engebeli Arazilerde İnsansız Hava Araçları İle Fotogrametrik VeriÜretiminde Doğruluk Araştırması: Yusufeli Barajı Örneği

Erdem Emin MARAŞ, Hanifi AVCI

Sönümlemeli Sistemlerin Eşlenmesi Üzerine

Oğul ESEN, Serkan SÜTLÜ, Gökhan ÖZCAN

Kesik Bir Koninin Ezilme Davranışı Hakkında Tasarım ve Test Parametrelerinin Etkileri Üzerine Nümerik Bir Çalışma

Ali İmran AYTEN

IGZO İnce Filme Dayalı Olarak Üretilen Heteroeklem Diyotun Elektriksel Özellikleri

Serap YİĞİT GEZGİN, Yasemin GÜNDOĞDU, Hamdi Şükür KILIÇ

Farklı Taban Profiline Sahip Denizaltı Heyelanları Sonucu Meydana Gelen Tsunami Tırmanması için Analitik Bir Çalışma

Baran AYDIN

Acil Bakım Hastalarında Evrişimli Sinir Ağını Kullanarak COVID-19 Hastalığının Tahmini

Kemal ADEM, Serhat KILIÇARSLAN

Havuz Suyu ve Havuz İç Ortamında Doğrusal ve Halkalı Metil SiloksanKonsantrasyonlarının Belirlenmesi, Yüzücülerin Metil SiloksanMaruziyeti

Yetkin DUMANOĞLU, Ebrar GÜR