Mıknatıslı anahtarlamalı relüktans makinesinin kontrolü ve performans analizi

Anahtarlamalı Relüktans Makinesi (ARM) asenkron ve senkron makinelere kıyasla daha basit yapılı, daha sağlam ve üretimi daha ucuz bir makinedir. ARM'ler değişken hızlı uygulamalarda yüksek performans sağlar. Rotorunda sargı olmaması nedeniyle ARM'nin verimi aynı güçteki asenkron ve senkron makinelerden daha yüksek olabilmektedir. Sargısız rotorun bir diğer avantajı ise atalet momentinin oldukça düşük olması ve yüksek hız seviyelerine kolayca çıkabilmesidir. ARM'nin yukarıda bahsedilen avantajlarına rağmen analitik modelleme yapılması oldukça zordur. Günümüzde tasarım ve analizi bilgisayar üzerinde koşturulan sonlu elemanlar tabanlı yazılımlar ile yapılmaktadır. Klasik ARM'ler üzerine yapılmış pek çok çalışma mevcut olmakla beraber bunların çoğunluğu ticarileşme fırsatı bulamamıştır. ARM'nin maliyetinin asenkron ve senkron makinelere göre çok düşük olasına rağmen ihtiyaç duyduğu güç elektroniği sürücü devresinin piyasada seri üretiminin bulunmamasının getirdiği maliyet artışı mevcuttur. ARM'ler üzerine yapılan çalışmalar arttıkça yakın gelecekte sözkonusu maliyet artışının önleyecek yöntemler geliştirilebileceği ve böylece ARM'lerin özellikle değişken hız uygulamalarında tercih edilebileceği düşünülmektedir. Bu çalışmanın motivasyon kaynağını ARM'lerde ciddi bir maliyet artışına neden olmadan güç üretiminin arttırılabileceği düşüncesi oluşturmuştur. Güç ve moment artışı klasik ARM'deki stator üzerine yerleştirilen maliyeti ucuz mıknatıslar sayesinde sağlanmıştır. Bu mıknatısların sağladığı diğer avantajlar ise klasik ARM'nin hız cevabını, moment dalgalılığını iyileştirmesi ve faz arızası esnasında devamlı dönüşü sağlayacak yeterli moment üretimine olanak sağlamasıdır. Yapılan çalışma neticesinde ARM'nin yapısında ucuz mıknatıslar yerleştirilerek performansının arttırılabileceği ve aynı zamanda güvenirliğinin daha da iyileştirilebileceği görülmüştür. Bu çalışmada, 1. bölümde tezin literatürdeki yeri ve çalışmanın amacı verilmiş daha sonra 2.Bölümde ARM'ler hakkında teorik bilgi verilmiştir. 3. Bölümde; 6/4 yapıdaki bir ARM ile yine aynı motorda statora Alnico-5 mıknatıs yerleştirilerek elde edilmiş SMARM'nin AutoCAD programı ile yapılmış çizimleri verilmiştir. Tasarlanan bu iki motorun FEMM programı aracılığıyla manyetik analizi yapılmıştır. FEMM programında ilk önce belirli bir akı ve rotor konumunda iken motorda oluşan akım ve moment daha sonra bu değerler ile iki boyutlu akı ve moment tabloları oluşturulmuştur.4. bölümde motor ve asimetrik yarım köprü doğrultucunun matematiksel olarak modelleri Simulink de oluşturulmuş ve FEMM den alınan akı ve moment tabloları kullanılarak kullanılarak oluşturulan model yardımıyla motorların çalışması incelenmiştir. Oluşturulan modelde akım ve hız kontrolleri uygulanmıştır. Daha sonra 5. Bölümde sürekli halde, değişken yük koşullarında ve son olarak arıza durumunda analiz yapılmıştır. Sonuç kısmında ise standart ARM'de mıknatıs kullanılması durumunda motorda olan iyileştirmeler belirtilmiş ve öneri olarak SMARM'nin geleceği üzerinde yorumlarda bulunulmuştur