Yazar "Körpe, Uğur Ufuk" seçeneğine göre listele

Listeleniyor 1 - 1 / 1
  • Küçük Resim
    Öğe
    ELEKTRİKLİ TAŞIT UYGULAMALARI İÇİN DAHİLİ MIKNATISLI SENKRON MOTORLARDA MODEL ÖNGÖRÜLÜ TORK KONTROL STRATEJİLERİ
    (2022-06) Körpe, Uğur Ufuk
    Elektrikli araçlarda yaygın olarak kullanılan motorlar indüksiyon motoru (IM) ile sabit mıknatıslı senkron motorlardır (SMSM). SMSM’ler yüksek verimliliğe, yüksek tork yoğunluğuna ve düşük akustik gürültüye sahip olması gibi avantajları sebebiyle öne çıkmaktadır. SMSM’ler ise kendi içerisinde rotordaki sabit mıknatısın konumuna göre iki grupta sınıflandırılabilirler: 1) Yüzeye monteli sabit mıknatıslı senkron motor (YMSM), 2) Dahili mıknatıslı senkron motor (DMSM). Akım başına maksimum tork (ABMT) stratejisi DMSM’ye uygulanarak eksen akımlarının aynı anda kontrol edilmesiyle relüktans tork ve mıknatıs torku aynı anda verimli bir şekilde kontrol edilebilmektedir. Her iki tork bileşenin kontrol edilmesiyle birlikte motorun tork yoğunluğu ve verimi YMSM’lere göre artmaktadır. AA sürücü sistemi uygulamalarında geleneksel kontrol stratejileri olan alan yönlendirmeli kontrol (AYK) ve doğrudan tork kontrol (DTK) sıklıkla kullanılmaktadır. Günümüzde gelişen sayısal işlemci endüstrisi sayesinde alternatif olarak model öngörülü kontrolün (MÖK) popülaritesi artmaktadır. MÖK birden fazla öngörülü kontrol metodunu kapsarken bunlardan en popüler hale gelen sonlu kontrol set MÖK (SKS-MÖK) metodudur. SKS-MÖK’de amaç invertörün doğasından kaynaklı sınırlı sayıdaki anahtarlama durumlarının oluşturduğu akımları tahmin etmektir. Daha sonrasındaysa optimizasyon kriteri olan maliyet fonksiyonunu en aza indiren akım tahminini oluşturan anahtarlama durumu seçilerek invertöre doğrudan uygulanır. SKS-MÖK’nin birçok avantajı bulunmakla birlikte en büyük deazavantajı olarak modülatör bloğunun sistemde bulunmaması sebebiyle kontrol sisteminin değişken anahtarlama frekansına sahip olması söylenebilir. Bu sistemin kalıcı durum performansını zayıflatmaktadır. Bunun önüne geçebilmek için sisteme modülatör bloğunun eklenmesiyle ortaya çıkan kontrol metoduna modüleli model öngörülü kontrol (MMÖK) adı verilmektedir. Bu çalışmanın ilk kısmında 4,1 kW’lık prototip DMSM’nin SKS-MÖK ve MMÖK metotlarıyla sabit tork bölgesinde kontrolü yapılarak, her iki kontrol metoduyla tasarlanan sistemlerin performans karşılaştırması yapılmıştır. Geniş çaplı yapılan simülasyon sonuçlarından sonra MMÖK metoduyla tasarlanan kontrol sisteminin, SKS-MÖK metoduyla tasarlanan kontrol sistemine göre stator akımlarındaki toplam harmonik bozulma (THB) oranını azalttığı, elektromanyetik torkdaki dalgalanmaları düşürdüğü ve işlemci üzerindeki matematiksel yükü önemli ölçüde hafiflettiği ispatlanmıştır. DMSM’nin ABMT stratejisi uygulanarak sabit tork bölgesinde kontrol edilebilmesi için farklı algoritmalar bulunmaktadır. Fakat bu algoritmaların önemli bir kısmı motor parametrelerinin değişimini ihmal etmektedir ve bundan dolayı yanlış ABMT noktalarında sistem çalışmaktadır. Arama algoritmaları motor parametrelerinden etkilenmeden ABMT noktasını arayan algoritmalardır. Arama algoritmalarından karıştır ve gözle (K&G) algoritmasının, kolay uygulanabilir olması ve diğer uygulama alanlarında etkinliğini göstermesi gibi avantajları bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında ayrıca motor parametrelerinin değişimlerinden etkilenmeyecek K&G tabanlı arama algoritması geliştirilmiş ve ABMT noktalarının anlık araması yapılmıştır. İlk olarak algoritma motorun sabit akımda torku maksimize eden K&G algoritmasından lokal maksimum noktasının bulunması amaçlanmıştır. Böylece sabit stator akımında maksimum elektromanyetik torku verecek olan optimum akım açısı (?)’nın araması yapılmıştır. Geliştirilen algoritmada kontrol sisteminin girişi stator akım komutu olacak şekilde tasarlanmıştır. Fakat elektrikli araçlarda giriş tork komutu olduğundan dolayı arama algoritması tabanlı ikinci bir algoritma daha tez çalışması kapsamında geliştirilmiştir. Geliştirilen bu algoritmada ise motorun sabit torkta stator akımını minimize ederek, algoritmanın lokal minimum noktasını bulması hedeflenmiştir. Kontrol sisteminden talep edilen sabit elektromanyetik torku minimum stator akımında verecek olan optimum ?’nın araması yapılarak sürücü sisteminin veriminin anlık olarak optimize edilmesi başarılmıştır. Bu geliştirilen algoritmalar MMÖK metoduyla tasarlanan sürücü sistemine entegre edilmiş ve her iki metodun dinamik durum ve kalıcı durumda performans analizi yapılmıştır. Geniş çaplı yapılan simülasyon sonuçları ile geliştirilen kontrol stratejilerinin sistemin kalıcı durum performansını geliştirerek optimum ? aramasını yaptığı ispatlanmıştır.