Karşıt kuplajlı anahtarlamalı relüktans makinasının tasarımı, analizi ve sıfır akım geçiş sürücü uygulaması

Abstract

Bu tez çalışmasında KKARM için sıfır akım geçişli sürücü uygulaması gerçekleştirilmiştir. KKARM'ler klasik ARM'lere göre daha yüksek moment üretebilme yeteneğine sahip makinalardır. Sargı yapısı ve kontrol yöntemi klasik ARM'lerden farklıdır. KKARM'lerde aynı anda iki fazın devrede olması nedeniyle sürücü üzerinde meydana gelen anahtar kayıpları klasik ARM'lerden daha yüksektir. Bu nedenle makine daha yüksek moment üretmesine rağmen yaygın olarak kullanılamamaktadır. Gerçekleştirilen sıfır akım geçişli sürücü uygulamasıyla bu kayıplar iyileştirilmiştir.Çalışmanın giriş bölümünde KKARM ile ilgili literatüre yer verilmiştir. Burada güç elektroniğinde önemli bir yeri olan yumuşak anahtarlama tekniklerinin KKARM'nin sürülmesinde hiç kullanılmadığı ortaya konmuştur. Birinci bölümde, ARM ve KKARM'ler hakkında genel bilgiler verilmiş, KKARM'nin sonlu elemanlar yöntemiyle analizi gerçekleştirilmiştir. Bölüm sonunda analiz sonuçları değerlendirilmiş, motor kalıplama yönteminin moment dalgalılığı üzerine etkisine değinilmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde ARM'lerin genel sürüş modelleri hakkında literatür bilgisi verilmiştir. Çalışmanın üçüncü bölümünde yumuşak anahtarlama tekniklerine değinilmiştir. KKARM'ye uygulanan sıfır akım geçişli metot tanıtılmış çalışma aralıkları açıklanmıştır. Çalışmanın son bölümünde ise sıfır akım geçişli asimetrik H tipi sürücü uygulaması gerçekleştirilmiş alınan sonuçlar verilmiştir. Uygulanan bu yeni teknik sayesinde KKARM sürücüsünün anahtarlama kayıplarının azaldığı ve veriminin %94-%95,5'lere yükseldiği görülmüştür.

Drive application with Zero Current Transition (ZCT) technique for Mutually Coupled Switched Reluctance Machine (MCSRM) is realized in this thesis. As a well known fact that MCSRM produces higher torque more than classical Swiched Reluctance Machine (SRM). The winding structure and control of MCSRM are different from SRM. Since two phases of MCSRM are online at simultaneosly, drive losses are higher than the classical SRM's. Therefore, MCSRM can not be used widely, still it produces higher torque than classical SRM. Thanks to realized ZCT drive for MCSRM, these losses are minimized in this thesis.MCSRM literature is given in introduction of the study. It has been searched out that soft switching techniques have not been applied to MCSRM drivers before. General information about classical SRM and MCSRM are given and MCSRM is analysed via Finite Element Method (FEM) in the first section of the study. Analysis results are evaluated at the end of the section and also affects of motor moulding methods on torque ripple are discussed in this part. In second part of the study, SRM drive models are mentioned. Soft switching techniques are investigated in the third section and intervals of ZCT drive for applied MCSRM are explained comprehensively. Asymetric H-bridge ZCT drive for MCSRM is realized and the results are given in the last section of the thesis. Thanks to this new technique, switching losses of the MCSRM drive are reduced. It is also observed that the efficiency of the drive is in between 94% and 95'5% for this prototype MCSRM.