Yüksek hızlı uygulamalar için vektör kontrollü PMSM'nin hız tahmini

Sürekli mıknatıslı senkron motorlar (SMSM), yüksek verimlilikleri, kompakt yapıları ve üstün kontrol kabiliyetleri sayesinde günümüzde hem endüstriyel uygulamalarda hem de savunma sanayii gibi ileri teknolojilerin kullanıldığı alanlarda yaygın olarak tercih edilmektedir. Bu motorların hassas kontrolü için rotor konum bilgisinin doğru şekilde elde edilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu bilgi genellikle enkoder veya Hall sensörü gibi konum algılayıcılarla sağlanmaktadır. Ancak sensörlerin sistem maliyetini artırması, yapıyı karmaşıklaştırması ve bakım ihtiyacını yükseltmesi gibi dezavantajlar, sensörsüz kontrol yöntemlerini ön plana çıkarmıştır. Sensörsüz kontrol, hem sistem maliyetini azaltmakta hem de çevresel koşullara bağlı arıza riskini düşürerek sistem güvenilirliğini artırmaktadır. Bu nedenle son yıllarda, özellikle maliyet ve güvenilirlik açısından kritik öneme sahip uygulamalarda, sensörsüz kontrol yöntemlerine olan ilgi artmıştır. Bu tez kapsamında, SMSM'ler için yaygın olarak kullanılan iki sensörsüz hız tahmin yöntemi olan Model Referans Adaptif Sistem (MRAS), Kayma Kipli Gözlemleyici (SMO) ve iki yöntemin birleştirildiği hibrit gözlemci yapıları detaylı şekilde incelenmiştir. Geliştirilen yapılar MATLAB/Simulink ortamında modellenmiş ve hem farklı referans değişimlerinde hem de motor parametrelerinin değiştiği senaryolarda test edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, SMO yönteminin değişen motor parametrelerine karşı daha dayanıklı olduğu, MRAS yapısının ise daha az işlem yükü ile çalışabildiği görülmüştür. Simülasyon analizlerinden elde edilen bulgular doğrultusunda, deneysel çalışmalar için SMO yöntemi tercih edilmiştir. Bu amaçla, TMS320F280025 mikrodenetleyicisi tabanlı bir gömülü kontrol sistemi tasarlanmış ve sistemin gerçek zamanlı kontrol yetenekleri değerlendirilmiştir. Geliştirilen yazılımda, alan yönlendirmeli kontrol (FOC) yapısı uygulanmış; rotor konum ve hız bilgisi SMO gözlemleyicisi üzerinden tahmin edilerek kontrol algoritmasına entegre edilmiştir. Sonuç olarak, bu tez çalışması sensörsüz kontrol yapılarının hem teorik hem de pratik düzeyde uygulanabilirliğini ortaya koymakta ve özellikle PMSM sürüş sistemlerinde SMO tabanlı yaklaşımların sahada kullanılabilirliğini desteklemektedir.