5-azlı U-tipi segmental rotorlu bipolar uyartımlı 10/8 anahtarlamalı relüktans motorun tasarımı ve uygulaması

Abstract

Bu tez çalışmasında, 5-fazlı 10/8 kutup konfigürasyonlu yeni bir segmental tip anahtarlamalı relüktans motor (ST-ARM) tasarlanmış ve üretilmiştir. Tasarlanan ST-ARM; eşit aralıklı çıkık kutupları olan bir stator ve alüminyum içerisine gömülmüş U şeklinde çekirdeklere sahip bir rotordan oluşmaktadır. ST-ARM'nin çalışması; bitişik kutupların kısa akı yolları oluşturarak her anda sırasıyla enerjilendirilmesi prensibine dayanmaktadır. Tasarlanan prototipin performans karakteristikleri sonlu elemanlar metodu (SEM) ile incelenmiştir. Elektrik makinalarının üretiminde izlenen tasarım ve benzetim prensipleri sırasıyla klasik ARM ve tasarlanan ST-ARM'ye uygulanmıştır. Bahsi geçen yapıya ve faz enerjilendirme şemasına sahip ST-ARM aynı boyuttaki klasik ARM'nin yaklaşık 2,10 katı moment üretmiştir. Sonuç olarak, tasarlanan yeni ARM'nin karşılaştırmada kullanılan çıkış momenti, toplam ağırlık, birim güç yoğunluğu gibi kıstaslarda daha üstün olduğu ve amaçlanan modelin uzay ve askeri uygulamalar gibi yüksek moment gereksinimi olan ve ağırlığın önem arz ettiği uygulamalarda uygun olacağı kanıtlanmıştır.Anahtar Kelimeler : Segmental rotor, iki faz enerjilendirme, anahtarlama.

In this thesis study, a novel 5-phase segment-type switched reluctance motor (ST-SRM) with 10/8 pole configuration has been designed and produced. The designed ST-SRM includes a stator having evenly spaced salient poles and a rotor having segmental U-type cores which are embedded in aluminum block. The operation of ST-SRM depends on exciting two adjacent phases respectively at all times by creating short flux loops. The performance characteristics of the designed prototype are investigated by finite element method (FEM). The design and simulation principles considered while designing electrical machines, are applied to conventional SRM and designed ST-SRM, respectively. The ST-SRM having foregoing structure and phase excitation scheme substantially provides 2,10 times more output torque than a same-sized conventional SR motor. As a result, it is proved that the novel SRM is superior among the criterias used in comparison such as output torque, total weight and unit power density and the purposed model is particularly well suited for high torque and weight constrained applications like aerospace and military applications.Key Words : Segmental rotor, two-phase excitation, switching.