Sürekli mıknatıslı senkron motorun tasarımı ve sargı optimizasyonu

SMSM yüksek verim, dayanıklılık ve dinamik cevaba, yüksek güç yoğunluğuna, kompakt boyuta sahip olması gibi teknik özelliklere sahip olduğu için endüstride, otomasyonda, robotikte ve servo uygulamalarda en çok tercih edilen AA (alternatif akım) motorlarından biridir. Diğer tür elektrik makinalarında olduğu gibi sürekli mıknatıslı senkron motorlarda da verimlilik arttırma çalışmaları optimizasyon uygulamaları ile gerçekleştirilmektedir [1]. SMSM'nin tasarım optimizasyonunda parçacık sürü optimizasyon (PSO) tekniği gibi birçok yapay zeka tekniği kullanılmaktadır. Bu çalışmada ilk olarak literatürde bulunan sürekli mıknatıslı senkron motorların tasarım çalışmaları detaylı olarak incelenmiştir. Yapılan çalışmalara bakıldığında stator ve rotor için farklı durumların dikkate alındığı görülmüştür. Yapılan her bir tasarım iyileştirmesinin ardındaki temel sebepler; kayıpların ve ısınma probleminin minimum seviyeye indirilmesidir. Bu sebepler doğrultusunda yüzey mıknatıslı senkron motorların ön analitik tasarımı gerçekleştirilmiştir ve sonuçlar sonlu elemanlar yöntemi (Finite Element Method-FEM) ile doğrulanmıştır. Sonlu elemanlar analizi, ANSYS MAXWELL programı ile gerçekleştirilmiştir. Daha sonra motorun sargı optimizasyonu için parçacık sürü optimizasyon tekniği kullanılmıştır. Son olarak SMSM' nin ısınma durumunu gözlemlemek için ANSYS Fluent Programı yardımıyla ısıl analizleri gerçekleştirilmiş ve sonuçlar elde edilmiştir. Ön analitik tasarım, sargı optimizasyonu tasarımı, sonlu elemanlar analizi ve ısıl analizlerin sonuçlarının birbirleriyle uyumlu olduğu görülmüştür. Bu tez çalışmasının sonucunda SMSM'nin tasarımı gerçekleştirilmiş, tasarımı tamamlanan SMSM sargısının iyileştirilmesi için parçacık sürü optimizasyon tekniği kullanılmıştır. Ardından ısıl analiz gerçekleştirilerek motor tasarım süreci tamamlanmıştır. Bu tez çalışmasında motor tasarımındaki performans ve verimlilik gibi önemli parametrelerin değişimi incelenmiş ve motor üretim aşaması için gerekli işlemlere ön hazırlık niteliği taşıyan bir çalışma yapılmıştır.