Anahtarlamalı relüktans motorunun modellenmesi ve yeni kontrol teknikleri ile denetimi

Abstract

ANAHTARLAMALI RELUKTANS MOTORUNUN MODELLENMESI VE YENİ KONTROL TEKNİKLERİ İLE DENETİMİ Nihat İNANÇ Anahtar Kelimeler: Anahtarlamalı Relüktans Motoru, Ortak Endüktanslar, Fuzzy Kontrol, Kayan Kipli Kontrol Özet: Son yıllarda özellikle değişken hıza ihtiyaç duyulan endüstriyel uygulamalarda, anahtarlamalı relüktans motoruna gösterilen yoğun ilgi dikkati çekmektedir. Bunun başlıca sebepleri, anahtarlamalı relüktans motoru (ARM)'nun yapısının basit, kararlı, veriminin yüksek, bakımının kolay, maliyetinin ucuz, boyutlarının diğer konvansiyonel makinalara nazaran küçük olması ve düşük hızlarda yüksek moment vermesi vs. olarak sayılabilir. Ancak ARM'nin çalışabilmesi için rotor konum bilgisine ihtiyaç duyulması ve anahtarlamalar esnasmda akustik gürültü oluşması makinanın sorunları olarak karşımıza çıkmaktadır. Rotor konum bilgisinin Hall-Effect sensörlerle elde edildiği bu tezin üç ana konusu vardır: 1) 8/6 ARM'nin, ortak endüktanslann etkisini de dikkate alarak, matematiksel modelini oluşturmak ve bu modele, sargı akımlarının ve sargı akımlarının karelerinin toplamının kontrol edildiği klasik kontrol uygulayarak, simülasyon çalışması ile moment dalgalanmasının azaltılmasını (dolayısıyla akustik gürültünün azaltılmasını) sağlamak. 2) Oluşturulan matematiksel modelde hız kontrolü gerçekleştirmek için aşağıdaki kontrol tekniklerini uygulayarak, teknikler arasında bir karşılaştırma imkanı oluşturmak ve en uygun kontrol tekniğini seçmek. a) Fuzzy kontrol b) Kayan kipli kontrol (Sliding Mode kontrol) 3) Deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlarla, 1. ve 2. maddelerde sayılan çalışmalardan elde edilen sonuçlan karşılaştırarak, teorik çalışmaların gerçeklik oranını belirlemek. Bütün bu çalışmalar boyunca; i ) Doyma bölgesi dikkate alınmadı, ii ) Eddy ve demir kayıpları ihmal edildi. Sonuçta; yapılan çalışmalar ile, ARM'nin moment dalgalanması büyük oranda giderilerek akustik gürültü azaltıldı. Şimdiye kadar ARM'ye uygulanmayan, fiızzy ve kayan kipli kontrol gibi yeni kontrol teknikleri, ARM'ye uygulanarak başarılı sonuçlar elde edildi.

MODELLING AND CONTROLLING BY NEW CONTROL TECHNIQUES OF A SWITCHED RELUCTANCE MOTOR Nihat INANC Keywords: Switched reluctance motor, Mutual enductance, Fuzzy Control, Sliding Mode Control Abstract: In recent years, especially the need to variable speed İn servo applications has increased the interest to the switched reluctance motors (SRM). The major reasons of these interests to SRM are ; * robustness, high efficiency and low cost * simple structure, easy to maintain and high torque in low speed. * smaller dimension of the motor in comparison to other motors However, the SRM has drawbacks too. These are; rotor position sensing and generates acoustic noise in switching. This thesis which obtains the rotor position sensing by Hall-Effect sensors has three main subjects. These are: 1. The building the mathematical model of 8/6 SRM by considering mutual inductances. Later the classical control technique which controls phase current and the sum of the square of the phase currents have been applied to this model. This has aimed at reducing the torque ripple which has been done by a simulation model. Therefore acoustic noise has also been reduced. 2. To control the speed in this mathematical model, the following control techniques have been applied and later these techniques compared each other, so that we could find the opportunity to find out the best control technique. These control techniques: a) Fuzzy control b) Sliding mode control (Variable structure control) 3. The result obtained from experimental studies and the results obtained from the models specified above list 1 and 2 have been compared each other, so that we could have the opportunity to find how realistic these theoretical studies. In this thesis, a) The saturation region has been omitted b) Eddy and iron losses have been neglected With this study, the torque ripple of SRM has been greatly removed and the acoustic noise has also been reduced. The newly invented fuzzy logic and sliding mode control techniques which have not been applied to SRM so far, have been applied in this study and successful results have been obtained. Ill