Elektrikli araç uygulamaları için eksenel akılı sabit mıknatıs destekli senkron relüktans motor tasarımı ve analizi

Elektrikli araçlar (EAR), modern ulaşımda emisyonları ve fosil yakıt bağımlılığını azaltmak için önemli bir çözüm olarak ortaya çıkmaktadır. EAR'lerin temelinde yer alan çekiş motorları, çeşitli sürüş koşullarında yüksek performans, verimlilik ve kompaktlık sağlamalıdır. Bu çalışma, üretilebilirlik, yüksek performans, mekanik ve termal kararlılığa odaklanarak EAR uygulamaları için optimize edilmiş bir elektrik motorunun tasarımını ve analizini sunmaktadır. Bu süreçte Eksenel Akılı Sabit Mıknatıs Destekli Senkron Relüktans Motor (EA-SMd-SRM) tasarımı ve analizleri yapılmıştır. Düşük hacimli, yüksek tork ve yüksek güç yoğunluğu için EA çift hava aralıklı motor tasarımı tercih edilmiştir. EA-SMd-SRM model yüksek akım yoğunluğuna sahip cebri sıvı soğutma (soğutma ceketi) yöntemi ile desteklenmiştir. EAR'ler için yapılan bu tasarım çok amaçlı optimizasyon ve çok fizikli analizlerle EA-SMd-SRM modelin elektromanyetik, mekanik ve termal yeterlilik seviyesi belirlenmiştir. EA-SMd-SRM tasarımı 3 000 dev/dk nominal hızda, 96.1 Nm tork, 30 kW güç ve %93.8 verim elde etmiştir. Bu motorun maksimum 10 000 dev/dk hıza, 253.1 Nm torka ve 65 kW güce ulaştığı görülmektedir. Bu çalışmada çift stator (ÇS) EA-SMd-SRM modelin rotoru seri üretime uygun bariyer yapısıyla tasarlanmıştır. EA motorlarda mıknatıs ve bariyerlerin dış çaptan içe doğru azalan konik yapısı yeni bariyer tasarımı ile değiştirilmiş ve hacimsel değişimi önlenmiştir. Yeni bariyerler çok amaçlı genetik algoritma (GA) kullanılarak optimize edilmiştir. Model son aşamada soğutma ceketi yöntemi ile soğutulmuş, nominal 30 kW güç değerinde motor sargılarında ortalama sıcaklığı 73.83 °C ve ortalama mıknatıs sıcaklığı 66.44 °C olarak analiz edilmiştir. EA-SMd-SRM modelin verim haritası çıkarılmış, sabit tork ve sabit güç bölgesi elde edilmiştir.