Planet redüktörlü spoke tipi fırçasız doğru akım motor tasarımı ve analizi

Günümüzde, yüksek verimli, uzun ömürlü olması, yüksek başlangıç performansları ve kompakt yapıları nedeniyle Fırçasız Doğru Akım Motorları (FDAM) birçok uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında vana uygulamalarında kullanılmak üzere planet redüktörlü, 12/10 oluk kutup kombinasyonuna sahip spoke tip bir FDAM tasarımı yapılmıştır. Mıknatıs hacimi ve vuruntu torkunun daha düşük olması nedeniyle spoke tip rotor yapısında neodyum mıknatıs tercih edilmiştir. Planet dişli sistemler ise geleneksel dişli kutuları ile kıyaslandığında hız, küçük hacim, yüksek yük paylaşımı ve tork ağırlık oranı gibi birçok avantajı vardır. Planet dişli sistemler kompakt dişli kombinasyonu nedeniyle küçük hacimlerde daha yüksek verime sahiptir. Bundan dolayı bu çalışmada planet redüktör tercih edilmiştir. Öngörülen FDAM'ın elektriksel ve manyetik parametrelere göre Sonlu Elemanlar Analizleri(SEY) yapılarak tasarım doğrulamıştır. Tasarım ve modelleme sürecinde, motor hızı, yük torku, mekanik ve elektriksel güç, kayıplar, manyetik akı ve akım yoğunlukları dikkate alınmıştır. Tasarımı doğrulanan 10 kutuplu, neodyum mıknatıslı motorun ve planet redüktörün prototip imalatı yapılmıştır. İmalatlarda stator ve rotor laminasyonları M400-50A saclardan lazerle kesilmiştir. Nd35SH mıknatıslar kullanılmıştır. Gövde ve kapaklar talaşlı imalatlar ile üretilmiş ve bobinajı elde yapılmıştır. Motor serbest milli olarak test sistemine bağlanarak yüklenme testleri yapılmıştır. Testlerde sürücü olarak TI geliştirme kiti kullanılmıştır ve DA kaynaktan beslenerek farklı yüklerde test edilmiştir. Motorun analiz ve test sonuçlarına göre etiket değerleri belirlenmiştir. Buna göre besleme gerilimi 200 VDA, mekanik güç 400W, hız 1800 d/d, tork 2,12 Nm ve maksimum motor testverimi % 75 dir. Uygulama tarafında 1/9 tahvil oranında kullanılan planet redüktör ile çıkış torku yaklaşık 19 Nm ve hız 200 d/d olarak vanada görev yapabilecek bir ürün elde edilmiştir.