Ali Sinan ÇABUK, Safak SAĞLAM, Özgür ÜSTÜN

Farklı sargı yapılarının tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi

Elektrik motorlarında sargıların yapısı, motor performansına ve verimine etki eden en önemli parametrelerden biridir. Sargılar üzerinde yapılacak olan iyileştirmelerin motor performansını yükseltmesinin yanı sıra imalat maliyetine de etkisi vardır. Bu çalışmada, hafif elektrikli araçların tahrik sisteminde kullanılan bir tekerlek içi fırçasız doğru akım (FDA) motorunun en iyileştirilmiş verim sonuçlarının eldesi için farklı sargı yapılarının uygulanması üzerine incelemeler yapılmıştır. Elde edilen veriler doğrultusunda en iyileştirilmiş tasarımın prototipi imal edilmiş, ardından deneysel çalışma gerçekleştirilerek, test sonuçları ve hesaplamalar karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada kullanılan tekerlek içi FDA motoru 2,5 kW gücünde, 900 d/dk devir sayısındadır ve giriş gerilimi 150V dur. Tasarım çalışmasında el hesaplamaları ve sonlu elemanlar yöntemi (SEY) tabanlı ANSYS Electronics Desktop yazılımı kullanılmıştır. Farklı sargı yapılarında motor çalışmasının ne şekilde değişeceği ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. Motor performans deneylerinde, motor iç ve dış büyüklükleri yüksek doğrulukla ölçülerek çeşitli çalışma koşullarında verim değerleri belirlenmiştir. Test sonuçlarıyla hesaplama sonuçları karşılaştırılarak en iyileştirme çalışmasının geçerliliği ve tasarım çalışmasının doğrulaması incelenmiştir. Çalışmada sargı yapısının özellikle tekerlek içi motorlarda çok önemli olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Anahtar Kelimeler:

Tekerlek içi fırçasız doğru akım motoru, verim, sargı yapısı, hafif elektrikli araçlar

PDF

___

1. Ustun O., Yilmaz M., Gokce C., Karakaya U., Tuncay R.N., Energy Management Method for Solar Race Car Design and Application, IEEE International Electric Machines and Drives Conference, Miami-USA, 804-811, 3-6 May, 2009.
2. Lee J.H., Kim D., Song J., Jung S., Kim Y., Design of 100kW Propulsion Motor for Electric Conversion Vehicle Based on Vehicle Driving Performance Simulation, IEEE Transportation Electrification Conference and Expo, Busan-Korea (South), 412-416, 1-4, June, 2016.
3. Sarıkurt T., Balıkçı A., A Novel Energy Management System for Full Electric Vehicles, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 32 (2), 323-333, 2017.
4. Bouscayrol A., Boulon L., Hofman T., Chan C.C., Special Section on Advanced Powertrains for More Electric Vehicles, IEEE Transactions on Vehicular Technology, 6 (3), 995 - 997, 2016.
5. Zarko D., Ban D., Lipo T.A., Analytical Solution for Cogging Torque in Surface Permanent-Magnet Motors Using Conformal Mapping, IEEE Transactions on Magnetics, 44 (1), 52-64, 2007.
6. Tuncay R.N., Ustun O., Yılmaz M., Gökce C., Karakaya U., Design And Implementation Of An Electric Drive System For In-Wheel Motor Electric Vehicle Applications, 7th IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC’11), Chicago- USA, 1-6, 6-9 September, 2011.
7. Demir U., Aküner M. C., Design and Optimization of in-Wheel Asynchronous Motor for Electric Vehicle, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 18-2, 1-21, 2018.
8. Zhao L., Ham C., Zheng L., Wu T., Sundaram K., Kapat J., Chow L., A Highly Efficient 200000 Rpm Permanent Magnet Motor System, IEEE Transactions on Magnetics, 43 (6), 2528-2530, 2007.
9. Markovic M., Hodder A., Perriard Y., An Analytical Determination of The Torque–Speed and Efficiency–Speed Characteristics of a BLDC Motor, Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE 2009), California- USA, 168-172, 20-24 September, 2009.
10. Zhu S., Hu Y., Liu C., Wang K., Iron Loss and Efficiency Analysis of Interior PM Machines for Electric Vehicle Applications, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 65 (1), 114-124, 2018.