Sürekli mıknatıslı senkron motorun sonlu elemanlar yönteminde incelenmesi ve sayısal sinyal işlemci tabanlı hız kontrolü

Abstract

Sürekli Mıknatıslı Senkron Motor (SMSM) yüksek verim ve düşük ataleti nedeniyle son yıllarda endüstride geniş kullanım alanı bulmuştur. SMSM'de manyetik doyma bağlı olarak stator ve rotorda manyetik vektör potansiyel değerleri, akı yoğunluğu gibi manyetik büyüklükler nonlineer değişmektedir. Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) Poisson veya Laplace türü nonlineer manyetik problemlerin çözümünü kolaylaştıran sayısal bir yöntemdir. Bu çalışmada Ansys Maxwell 3D yazılımı kullanılarak SMSM üç boyutlu SEY'den incelenmiş, SMSM'nin akı dağılımı elde edilmiş ve ürettiği moment hesaplanmıştır.SMSM sahip olduğu üstünlüklerden dolayı servo motor uygulamalarında tercih edilmektedir. SMSM'nin servo motor uygulamalarında başarısı parametre değişiminden ve bozuculardan etkilenmeyen sağlam bir kontrol ile sağlanır. SMSM'nin kapalı çevrim hız kontrolü modeli bilgisayar ortamında MATLAB/Simulink yazılımında oluşturulmuştur. Farklı referans hızlar ve değişik yük momentleri için SMSM'nin kapalı çevrim hız kontrol benzetim sonuçları alınmıştır.SMSM'nin kapalı çevrim hız kontrolü TMS320F2335 eZdsp sayısal sinyal işlemcisini kullanarak deneysel olarak gerçekleştirilmiştir. Farklı referans hızlar ve değişik yük momentleri için kapalı çevrim hız kontrol deneysel sonuçları ölçülmüştür. Simülasyon sonuçlarının doğruluğu deneysel sonuçlarla kanıtlanmıştır.

In recent years, Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) has been widely used due to its high efficiency and low inertia. Magnetic quantities such as magnetic vector potential values and flux density vary nonlinearly depending on magnetic saturation in PMSM.Finite Element Method (FEM) is a numerical method which facilitates the resolution of Poisson and Laplace kinds of nonlinear magnetic problems. In this study, Permanent Magnet Synchronous Motor has been examined with 3D Finite Element Method by using ANSYS Maxwell 3D software; flux distributions of Permanent Magnet Synchronous Motor have been obtained, and produced torque of PMSM has been calculated.Permanent Magnet Synchronous Motor is preferred in the motor applications due to its advantages. The success of the servo motor applications of PMSM is provided with a robust control which is not affected by parameter changes and distruptives. The closed-loop speed control model has been created in MATLAB / Simulink software in computer environment. For different load torques and different reference speeds the closed loop speed control simulation results of PMSM have been obtained.The closed loop speed control of PMSM has been carried out experimentally using eZdsp TMS320F2335 digital signal processor. For different load torques and different reference speeds the closed loop speed control experimental results has been measured. The accuracy of the simulation results has been proven with experimental results.