Systematic design optimization and implementation of line-start synchronous reluctance machine for down-hole submersible water pump applications

Elektrik tahrik sistemlerinin küresel enerji tüketiminin yaklaşık %40'ını oluşturduğu düşünüldüğünde elektrik makinalarının verimlerinin artırılması ile sağlanacak avantajların hem ülke bazında hem de evrensel olarak büyük bir öneme sahip olduğu görülmektedir. Uygulama odaklı olarak bakıldığında yer altından su, petrol vb. çıkarmakta kullanılan pompa motorlarının endüstride kullanılmakta olan motorlar arasında oldukça büyük bir paya sahip olduğu görülmektedir. Özellikle dalgıç pompa uygulamalarında kullanılmakta olan pompa motorları motor tasarımı sırasında oluşan hatalar nedeniyle çok düşük verimlerle çalışmaktadır. Sağlamlık, ucuzluk ve doğrudan yol verme gibi özelliklerinden dolayı pompa uygulamalarında genellikle indüksiyon motorları (İM) tercih edilmektedir. Fakat İM'lerin en büyük sorunu özellikle küçük ve orta güçte düşük enerji verimi ile çalışmalarıdır. Bu doğrultuda hem doğrudan yol verme özelliği hem de mıknatıs içermeyen yapısı ile doğrudan yol vermeli senkron relüktans motorlar (DY-SenRM) İM'lere uygun bir alternatif olarak karşımıza çıkmaktadır. DY-SenRM'de makinanın rotoruna gömülen rotor barları ile doğrudan yol verme özelliği kazandırılırken, İM'lerin aksine rotor bakır kayıpları sürekli rejimde sıfıra indirilmektedir. Dahası yüksek güç ve moment yoğunluğuna sahiptir. Bu tez çalışmasında, dalgıç pompa motorları için verimi İM'lere kıyasla daha yüksek bir DY-SenRM tasarımı ve optimizasyonu yapılarak toplam sistem maliyetinin büyük oranda azaltılması amaçlanmıştır. Endüstride sıklıkla kullanılan bu pompa motorlarının verimindeki artış pompa sisteminin performansını önemli ölçüde artırarak, enerji maliyetini ve bakım masrafalarını düşürerek kolay bir kontrol sağlayacaktır. Böylece, ulusal çapta enerji tüketimi azaltılacak ve nadir mıknatıslar gibi doğal kaynaklarının korunması sağlanıyorken aynı zamanda maliyet ciddi oranda azalacaktır.