Elektrikli araçlar için geliştirilen dış rotorlu fırçasız doğru akım motoru tasarım ve analizi

Abstract

Günümüzde artan nüfus ile birlikte ulaşım sektörüne katılan bireysel araç ve toplu taşımacılığın kullanım oranı hızla artmaktadır. Buna paralel olarak fosil yakıt kullanım oranıda oldukça yükselmektedir. Fosil yakıtlar ulaştırma sektöründeki kullanımının yanı sıra, enerji üretimi, binalarda ve endüstri sektöründe de yoğun bir şekilde kullanılmaktadır. Bu durumun farkındalığı elektrikli araçlara yönelik araştırmalara ve gelişime olanak sağlamıştır. Bu tez çalışmasında günümüz ulaşım araçlarının yerini alan elektrikli araçlarda kullanılması hedeflenen fırçasız doğru akım motoru tasarımına yer verilmiştir. Motor tasarım çalışmalarına elektrikli araç sistemlerinin incelenmesi ile başlanmıştır. Motor parametrelerinin ve kullanılacak malzemelerin belirlenmesinden sonra, ANSYS RMxprt programında analitik çözümleme yapılarak motor geometrileri oluşturulmuş ve motorun tasarım optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Motor tasarımı moment, verim, hız gibi parametreler açısından değerlendirilmiş olup 51/46 oluk/kutup oranına sahip motor prototipi üretilmeye karar verilmiştir. Tasarlanan motorun sonlu elemanlar yöntemiyle elde edilen sonuçları ile deneysel sonuçları karşılaştırılmıştır. Daha sonra yapılan sürüş denemelerinde motorun hedeflenen performansta ve sorunsuz çalıştığı görülmüştür.

In these days, with the increasing population, the rate of usage of individual vehicles and public transportation that has joined the transportation sector is increasing rapidly. Parallel to this, the rate of fossil fuel use is increasing considerably. In addition to its use in the transportation sector, fossil fuels are also used extensively in power generation, buildings and industry. Awareness of this situation has enabled research and development of electric vehicles. In this thesis, brushless direct current, DC motor design which is aimed to be used in electric vehicles which replaces today 's transportation vehicles is given. DC motor design studies started with the examination of electric vehicle systems. After the determination of the motor parameters and materials to be used, ANSYS RMxprt program made analytical analysis and motor geometries were created and design optimization studies of the motor were realized. Motor design was evaluated in terms of parameters such as moment, efficiency and speed and it was decided to produce motor prototype with 51/46 groove / pole ratio. The results obtained by the finite element method of the motor were compared with the experimental results. In subsequent driving trials, it was found that the motor was operating at its intended performance and without any problems.