Theses supervised by Prof. Dr. İbrahim Şenol
10 theses · Yıldız Technical University
Ark fırınlarının şebeke üzerindeki etkileri ve harmonik kayıplarının analizi
Bu çalışmanın ilk bölümünde, genel olarak nonlineer yükler ve bu yüklerin sebep olduğu harmonikler incelenmiş, harmoniklerin matematiksel ifadeleri verilmiştir. İkinci bölümde harmonik kaynaklar incelenmiş, daha sonra bunlardan, çalışmanın ana konusunu oluşturan ark fırınları ve harmonik analizi detaylı olarak ele alınmıştır. Güç sistemlerinde, nonlineer yükler, doğrusal olmayan akım ve gerilim karakteristikleri nedeniyle harmonikli akım ve gerilim üretirler. Harmoniğe neden olan bu yüklerden biri de ark fırınlarıdır. Ark fırınlarının güç sisteminden çektiği akımlar gelişigüzeldir. Yükün sürekli değişmesi ve fazların sürekli dengesiz yüklenmeleri buna sebep olmaktadır. Bunun sonucu olarak akım ve gerilim dalga şekli sinüs formundan uzaklaşır. Akım ve gerilimdeki bu değişmeler harmoniklerin oluşmasına sebep olur. Çalışmanın dördüncü bölümünde ark fırını harmoniklerinin analizi ve ölçümüne yer verilmiş, harmonik kayıpların analizi yapılmıştır. Bununla ilgili olarak, ark fırını içeren 2 farklı sisteme ait sayısal uygulama yapılmış, sonuçlar irdelenmiştir.
Yakıt pilli-bataryalı hibrid bir elektrikli araçta enerji yönetiminin sağlanması
Fosil kökenli yakıtların tükeneceği endişesi ve bu yakıtların çevreye karşı olumsuz etkilerinden dolayı alternatif enerji kaynaklarına olan ilgi gün geçtikçe artmaktadır. Bununla birlikte ulaşımın insan hayatındaki önemi de dikkate alınarak, petrol ve türevi yakıtlarla çalışan içten yanmalı motorlara sahip olan araçlar yerine, elektrik enerjisi ile çalışan ve çevreye duyarlı olan elektrikli araçlar geliştirilmeye başlanmıştır. Günümüzde birçok alanda enerji üretimi için en önemli adaylardan biri, yakıt olarak hidrojen kullanan yakıt pilleridir. Yakıt pilleri, diğer enerji dönüşüm sistemlerine göre daha sessiz ve daha temiz çalışmaktadırlar. Ayrıca yakıt pillerinin verimleri, içten yanmalı motorlar ile karşılaştırıldığında daha yüksek olmakla birlikte çalışmaları esnasında emisyon üretmemeleri ve hareketli parçalara sahip olmama gibi avantajlara da sahiptir. Elektrikli araçların içten yanmalı motorlu araçlara göre dezavantajı menzillerinin sınırlı, performans ve verimlerinin düşük olmasıdır. Bu problemi ortadan kaldırmak amacıyla süregelen çalışmalarda, elektrikli araçlarda faydalı frenleme enerjisinin geri kazanılmasına ve enerji yönetim stratejisinin geliştirilmesine önem verilmektedir. Bu tez çalışmasında yakıt pilli ve bataryalı hibrid bir elektrikli araçta faydalı frenleme enerjisinin geri kazanılması ve enerji yönetiminin sağlanmasına yönelik bir benzetim çalışması yapılmıştır. Yük paylaşımı, aracın güç talebinin büyük kısmı YP tarafından, ani ve negatif güçler ise batarya tarafından karşılanacak şekilde sağlanmıştır ve elde edilen sonuçlar irdelenerek sunulmuştur. Anahtar Kelimeler: Elektrikli araçlar, yakıt pili, batarya, faydalı frenleme, enerji yönetimi
Yakıt pilli-bataryalı hibrid bir elektrikli araçta enerji yönetiminin sağlanması
Fosil kökenli yakıtların tükeneceği endişesi ve bu yakıtların çevreye karşı olumsuz etkilerinden dolayı alternatif enerji kaynaklarına olan ilgi gün geçtikçe artmaktadır. Bununla birlikte ulaşımın insan hayatındaki önemi de dikkate alınarak, petrol ve türevi yakıtlarla çalışan içten yanmalı motorlara sahip olan araçlar yerine, elektrik enerjisi ile çalışan ve çevreye duyarlı olan elektrikli araçlar geliştirilmeye başlanmıştır. Günümüzde birçok alanda enerji üretimi için en önemli adaylardan biri, yakıt olarak hidrojen kullanan yakıt pilleridir. Yakıt pilleri, diğer enerji dönüşüm sistemlerine göre daha sessiz ve daha temiz çalışmaktadırlar. Ayrıca yakıt pillerinin verimleri, içten yanmalı motorlar ile karşılaştırıldığında daha yüksek olmakla birlikte çalışmaları esnasında emisyon üretmemeleri ve hareketli parçalara sahip olmama gibi avantajlara da sahiptir. Elektrikli araçların içten yanmalı motorlu araçlara göre dezavantajı menzillerinin sınırlı, performans ve verimlerinin düşük olmasıdır. Bu problemi ortadan kaldırmak amacıyla süregelen çalışmalarda, elektrikli araçlarda faydalı frenleme enerjisinin geri kazanılmasına ve enerji yönetim stratejisinin geliştirilmesine önem verilmektedir. Bu tez çalışmasında yakıt pilli ve bataryalı hibrid bir elektrikli araçta faydalı frenleme enerjisinin geri kazanılması ve enerji yönetiminin sağlanmasına yönelik bir benzetim çalışması yapılmıştır. Yük paylaşımı, aracın güç talebinin büyük kısmı YP tarafından, ani ve negatif güçler ise batarya tarafından karşılanacak şekilde sağlanmıştır ve elde edilen sonuçlar irdelenerek sunulmuştur. Anahtar Kelimeler: Elektrikli araçlar, yakıt pili, batarya, faydalı frenleme, enerji yönetimi
Yakıt pilli-bataryalı hibrid bir elektrikli araçta enerji yönetiminin sağlanması
Fosil kökenli yakıtların tükeneceği endişesi ve bu yakıtların çevreye karşı olumsuz etkilerinden dolayı alternatif enerji kaynaklarına olan ilgi gün geçtikçe artmaktadır. Bununla birlikte ulaşımın insan hayatındaki önemi de dikkate alınarak, petrol ve türevi yakıtlarla çalışan içten yanmalı motorlara sahip olan araçlar yerine, elektrik enerjisi ile çalışan ve çevreye duyarlı olan elektrikli araçlar geliştirilmeye başlanmıştır. Günümüzde birçok alanda enerji üretimi için en önemli adaylardan biri, yakıt olarak hidrojen kullanan yakıt pilleridir. Yakıt pilleri, diğer enerji dönüşüm sistemlerine göre daha sessiz ve daha temiz çalışmaktadırlar. Ayrıca yakıt pillerinin verimleri, içten yanmalı motorlar ile karşılaştırıldığında daha yüksek olmakla birlikte çalışmaları esnasında emisyon üretmemeleri ve hareketli parçalara sahip olmama gibi avantajlara da sahiptir. Elektrikli araçların içten yanmalı motorlu araçlara göre dezavantajı menzillerinin sınırlı, performans ve verimlerinin düşük olmasıdır. Bu problemi ortadan kaldırmak amacıyla süregelen çalışmalarda, elektrikli araçlarda faydalı frenleme enerjisinin geri kazanılmasına ve enerji yönetim stratejisinin geliştirilmesine önem verilmektedir. Bu tez çalışmasında yakıt pilli ve bataryalı hibrid bir elektrikli araçta faydalı frenleme enerjisinin geri kazanılması ve enerji yönetiminin sağlanmasına yönelik bir benzetim çalışması yapılmıştır. Yük paylaşımı, aracın güç talebinin büyük kısmı YP tarafından, ani ve negatif güçler ise batarya tarafından karşılanacak şekilde sağlanmıştır ve elde edilen sonuçlar irdelenerek sunulmuştur. Anahtar Kelimeler: Elektrikli araçlar, yakıt pili, batarya, faydalı frenleme, enerji yönetimi
Rüzgar türbinleri için; düşük hızlı, sürekli mıknatıslı, yumuşak manyetik kompozit malzemeli, senkron generatör tasarımı, optimizasyonu ve üretimi
Sürekli mıknatıslı senkron makinaların (SMSM) rüzgar türbinlerinde kullanımı son zamanlarda oldukça ilgi uyandırmıştır. Özellikle gelişen teknoloji ile birlikte makina tasarımlarındaki iyileşmeler sürekli mıknatıslı senkron makinaların önemini daha da artırmıştır. Ayrıca malzeme teknolojisindeki gelişmeler elektrik makinalarında hem daha az maliyetli hem de tasarımsal kolaylıklar sağlamıştır. Sürekli mıknatıslı senkron makinalar oluk/kutup oranının tam ve kesirli olması durumuna göre ikiye ayrılmaktadır. Oluk/kutup oranının kesirli olması durumunda elde edilen makine modeline kesirli oluklu sürekli mıknatıslı senkron makine denmektedir. Son yıllarda, kesirli oluklu senkron makinalar düşük moment dalgalanması ve düşük vuruntu momentine sahip olduğundan dolayı oldukça önem kazanmıştır. Bu çalışmada öncelikle stator kısmında yumuşak manyetik kompozit (YMK) malzeme kullanılan SMSM makinanın 2 boyutlu manyetik eşdeğer devresi (MED) oluşturuldu. Oluşturulan manyetik eşdeğer devrenin doğruluğu sonlu elemanlar yöntemi ile doğrulandı. YMK malzemeleri, elektrik makinalarında kullanıldığında akı 3 boyutlu bir yol izler. Bundan dolayı literatür incelendiğinde yapılan çalışmalarda YMK malzemeli makinaların analizi için 3 boyutlu analiz yapılmıştır. 3 boyutlu sonlu elemanlar analizi oldukça zaman almaktadır. Çalışmada kullanılan 2 boyutlu MED analizi sayesinde analiz süresi oldukça kısaltılmıştır. Oluşturulan MED yöntemi ile SMSM?nın momenti ve endüklenen gerilim hesaplanmıştır. Tez çalışmasında, oluşturulan optimizasyon algoritması kullanılarak prototip makina üretimi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca endüklenen gerilimi ölçmek için özel olarak kurulan deney düzeneği ile üretilen makinanın testleri yapılmış ve elde edilen sonuçların 3D SEY değerleri ve 2D MED ile karşılaştırmaları yapılarak önerilen yöntemin deneysel çalışma ile doğrulanması amaçlanmıştır. Elde edilen sonuçlardan üretilen prototip ile tasarlanan algoritmanın uyum içinde olduğu görülmüştür.
Rüzgar türbinleri için; düşük hızlı, sürekli mıknatıslı, yumuşak manyetik kompozit malzemeli, senkron generatör tasarımı, optimizasyonu ve üretimi
Sürekli mıknatıslı senkron makinaların (SMSM) rüzgar türbinlerinde kullanımı son zamanlarda oldukça ilgi uyandırmıştır. Özellikle gelişen teknoloji ile birlikte makina tasarımlarındaki iyileşmeler sürekli mıknatıslı senkron makinaların önemini daha da artırmıştır. Ayrıca malzeme teknolojisindeki gelişmeler elektrik makinalarında hem daha az maliyetli hem de tasarımsal kolaylıklar sağlamıştır. Sürekli mıknatıslı senkron makinalar oluk/kutup oranının tam ve kesirli olması durumuna göre ikiye ayrılmaktadır. Oluk/kutup oranının kesirli olması durumunda elde edilen makine modeline kesirli oluklu sürekli mıknatıslı senkron makine denmektedir. Son yıllarda, kesirli oluklu senkron makinalar düşük moment dalgalanması ve düşük vuruntu momentine sahip olduğundan dolayı oldukça önem kazanmıştır. Bu çalışmada öncelikle stator kısmında yumuşak manyetik kompozit (YMK) malzeme kullanılan SMSM makinanın 2 boyutlu manyetik eşdeğer devresi (MED) oluşturuldu. Oluşturulan manyetik eşdeğer devrenin doğruluğu sonlu elemanlar yöntemi ile doğrulandı. YMK malzemeleri, elektrik makinalarında kullanıldığında akı 3 boyutlu bir yol izler. Bundan dolayı literatür incelendiğinde yapılan çalışmalarda YMK malzemeli makinaların analizi için 3 boyutlu analiz yapılmıştır. 3 boyutlu sonlu elemanlar analizi oldukça zaman almaktadır. Çalışmada kullanılan 2 boyutlu MED analizi sayesinde analiz süresi oldukça kısaltılmıştır. Oluşturulan MED yöntemi ile SMSM?nın momenti ve endüklenen gerilim hesaplanmıştır. Tez çalışmasında, oluşturulan optimizasyon algoritması kullanılarak prototip makina üretimi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca endüklenen gerilimi ölçmek için özel olarak kurulan deney düzeneği ile üretilen makinanın testleri yapılmış ve elde edilen sonuçların 3D SEY değerleri ve 2D MED ile karşılaştırmaları yapılarak önerilen yöntemin deneysel çalışma ile doğrulanması amaçlanmıştır. Elde edilen sonuçlardan üretilen prototip ile tasarlanan algoritmanın uyum içinde olduğu görülmüştür.
Rüzgar türbinleri için; düşük hızlı, sürekli mıknatıslı, yumuşak manyetik kompozit malzemeli, senkron generatör tasarımı, optimizasyonu ve üretimi
Sürekli mıknatıslı senkron makinaların (SMSM) rüzgar türbinlerinde kullanımı son zamanlarda oldukça ilgi uyandırmıştır. Özellikle gelişen teknoloji ile birlikte makina tasarımlarındaki iyileşmeler sürekli mıknatıslı senkron makinaların önemini daha da artırmıştır. Ayrıca malzeme teknolojisindeki gelişmeler elektrik makinalarında hem daha az maliyetli hem de tasarımsal kolaylıklar sağlamıştır. Sürekli mıknatıslı senkron makinalar oluk/kutup oranının tam ve kesirli olması durumuna göre ikiye ayrılmaktadır. Oluk/kutup oranının kesirli olması durumunda elde edilen makine modeline kesirli oluklu sürekli mıknatıslı senkron makine denmektedir. Son yıllarda, kesirli oluklu senkron makinalar düşük moment dalgalanması ve düşük vuruntu momentine sahip olduğundan dolayı oldukça önem kazanmıştır. Bu çalışmada öncelikle stator kısmında yumuşak manyetik kompozit (YMK) malzeme kullanılan SMSM makinanın 2 boyutlu manyetik eşdeğer devresi (MED) oluşturuldu. Oluşturulan manyetik eşdeğer devrenin doğruluğu sonlu elemanlar yöntemi ile doğrulandı. YMK malzemeleri, elektrik makinalarında kullanıldığında akı 3 boyutlu bir yol izler. Bundan dolayı literatür incelendiğinde yapılan çalışmalarda YMK malzemeli makinaların analizi için 3 boyutlu analiz yapılmıştır. 3 boyutlu sonlu elemanlar analizi oldukça zaman almaktadır. Çalışmada kullanılan 2 boyutlu MED analizi sayesinde analiz süresi oldukça kısaltılmıştır. Oluşturulan MED yöntemi ile SMSM?nın momenti ve endüklenen gerilim hesaplanmıştır. Tez çalışmasında, oluşturulan optimizasyon algoritması kullanılarak prototip makina üretimi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca endüklenen gerilimi ölçmek için özel olarak kurulan deney düzeneği ile üretilen makinanın testleri yapılmış ve elde edilen sonuçların 3D SEY değerleri ve 2D MED ile karşılaştırmaları yapılarak önerilen yöntemin deneysel çalışma ile doğrulanması amaçlanmıştır. Elde edilen sonuçlardan üretilen prototip ile tasarlanan algoritmanın uyum içinde olduğu görülmüştür.
Hibrid araçlarda değişik parametrelere göre elektrik motoru seçimi
Fosil yakıt kaynaklarının tükeniyor olması ve buna bağlı petrol fiyatlarının artışı ulaşımda mevcut teknolojilerin verimliliğinin artırılması çalışmalarının hız kazanmasına ve alternatif enerji kaynaklarına yönelimin artmasına neden olmuştur. Bu kapsamda ticarileşme oranına bakıldığında yakın gelecekte hibrid elektrikli araçlar ve nihayetin tümü elektrikli araçların kullanımdaki payları artacaktır. Bu tez çalışmasında günümüzde yaygınlığı ve kullanılabilirliği giderek artan elektrikli ve seri hibrid elektrikli yol araçları için tahrik motoru karşılaştırmasına odaklanılmıştır. Çalışmada öncelikle elektrikli ve hibrid elektrikli araçlar ve bunların alt sistemleri hakkında bilgi verilmiş, ardından elektrikli araçlarda kullanılan motorların karakteristik özelliklerden bahsedilmiştir. Kullanılan elektrik motorlarının karşılaştırması yapılmıştır.
Hibrid araçlarda değişik parametrelere göre elektrik motoru seçimi
Fosil yakıt kaynaklarının tükeniyor olması ve buna bağlı petrol fiyatlarının artışı ulaşımda mevcut teknolojilerin verimliliğinin artırılması çalışmalarının hız kazanmasına ve alternatif enerji kaynaklarına yönelimin artmasına neden olmuştur. Bu kapsamda ticarileşme oranına bakıldığında yakın gelecekte hibrid elektrikli araçlar ve nihayetin tümü elektrikli araçların kullanımdaki payları artacaktır. Bu tez çalışmasında günümüzde yaygınlığı ve kullanılabilirliği giderek artan elektrikli ve seri hibrid elektrikli yol araçları için tahrik motoru karşılaştırmasına odaklanılmıştır. Çalışmada öncelikle elektrikli ve hibrid elektrikli araçlar ve bunların alt sistemleri hakkında bilgi verilmiş, ardından elektrikli araçlarda kullanılan motorların karakteristik özelliklerden bahsedilmiştir. Kullanılan elektrik motorlarının karşılaştırması yapılmıştır.
Hibrid araçlarda değişik parametrelere göre elektrik motoru seçimi
Fosil yakıt kaynaklarının tükeniyor olması ve buna bağlı petrol fiyatlarının artışı ulaşımda mevcut teknolojilerin verimliliğinin artırılması çalışmalarının hız kazanmasına ve alternatif enerji kaynaklarına yönelimin artmasına neden olmuştur. Bu kapsamda ticarileşme oranına bakıldığında yakın gelecekte hibrid elektrikli araçlar ve nihayetin tümü elektrikli araçların kullanımdaki payları artacaktır. Bu tez çalışmasında günümüzde yaygınlığı ve kullanılabilirliği giderek artan elektrikli ve seri hibrid elektrikli yol araçları için tahrik motoru karşılaştırmasına odaklanılmıştır. Çalışmada öncelikle elektrikli ve hibrid elektrikli araçlar ve bunların alt sistemleri hakkında bilgi verilmiş, ardından elektrikli araçlarda kullanılan motorların karakteristik özelliklerden bahsedilmiştir. Kullanılan elektrik motorlarının karşılaştırması yapılmıştır.