Sürekli mıknatıslı bir senkron makinenin zaman domeni relüktans devre modeli
Time-domain reluctance network model of a permanent magnet synchronous machine
- Tez No: 166815
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. LEVET OVACIK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
SÜREKLİ MIKNATISLI BİR SENKRON MAKİNENİN ZAMAN DOMENI RELÜKTANS DEVRE MODELİ ÖZET Gönümüzde elektrik makinelerinin gelişen bilgisayar yazılımları ve analiz yöntemleri ile modellenmesi yaygın olarak, özellikle de statik durum analizi ve manyetik alan modellenmesi ağırlıklı olarak Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) ile yapılabilmektedir. Fakat dinamik simülasyonda bu konudaki yaygın olan iki yöntemden gerek SEY, gerek de Manyetik Eşdeğer Devre (MED) metodu ile zaman domeni analizlerinde, sürekli olarak değişen rotor pozisyonunun her yeni durumu için yeniden hesaplama gereksinimi ciddi bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır. SEY için senkron makinenin dinamik davranışım gösteren durum değişkenleri rotor pozisyonunun değişimine bağlı olduğundan, rotorun her yeni pozisyonu için yeni bir sonlu elemanlar ağı kurulmalıdır. MED metodunda ise rotor pozisyonunun her adım aralığında, stator ve rotor eşdeğer devrelerini bağlayan hava aralığı relüktans elemanları yeniden hesaplanmalıdır. S. Alkan'ın daha önceki yapmış olduğu çalışmada [1], rotor ve stator relüktans elemanlarının analitik çözümü için Fourier serisine açılımı ile ilgili yeni bir yöntem önerilmişti. Verilen herhangi bir rotor pozisyonu için bu elemanlar hesaplanabilmektedir. Bu tez çalışmasında, daha önce kurulmuş olan bu modelin geliştirilerek sürekli mıknatıslı senkron makinelerin dinamik simülasyonunun elde edilmesi açıklanmaktadır. Öncelikle hava aralığı manyetik vektör potansiyelinin Fourier serisine açılmış formülasyonu kullanılarak Maxwell Gerilme Tensörü yöntemi ile endüklenen moment elde edilmiştir. Ardından stator devresinde endüklenen elektro motor kuvvet (emk), makine manyetik eşdeğer devresinden hesaplanan akı kullanılarak açıklanmıştır. Sürekli mıknatıslı senkron makinelerin mekanik ve elektromanyetik davranışını gösteren denklem takımları bağlanarak, bu makinenin elektriksel ve mekanik parametreleri için zaman domeni çözümü geliştirilmiştir. Tüm bu denklemler, 24 oluklu, 4 kutuplu rotorunda NdFeB tipi sürekli mıknatıslar olan bir sürekli mıknatıslı senkron motor için MATLAB yazılım dilinde programlanarak, farklı yük durumları için motorun zaman domeni dinamik simülasyon sonuçlan elde edilmiştir. Ek olarak stator sargısı iç sargılarındaki hata durumları için motorun dinamik davranışı modellenmiştir.
Özet (Çeviri)
TIME-DOMAIN RELUCTANCE NETWORK MODEL OF A PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MACHINE SUMMARY Today, modeling of electric machines has been a widespread application area with the advance of computer software and analysis methods. Especially modeling of a magnetic field and analyzing a stationary electric machine could be calculated by using the Finite Element Method (FEM). There are two important techniques in time domain analysis of electric machines; one is the FEM and the other is the Magnetic Equivalent Circuit (MEC) method. Both have some problems in the dynamic simulation of an electric machine. Since the rotor position changes during iterative solution for the state variables of the differential equations which represent the dynamic behavior of the synchronous machine, a new FE mesh model must be recalculated for a new position of the rotor. It is also problem for the MEC, as the rotor starts to move, however, the air-gap reluctance elements coupling the rotor and stator reluctance circuits have to be recalculated after each step change of the rotor position. The previous study Alkan [1] suggested a new approach based on Fourier series to analytically express reluctance elements coupling the rotor and stator magnetic circuits. Therefore, for a given position of the rotor, these mutual elements can easily be calculated during iterative solution. The work presented in this thesis is concerned with development of a dynamic model for permanent magnet synchronous machines (PMSM), as an extension to the steady- state magnetic circuit model previously developed by Alkan [1], The magnetic vector potential expressed by Fourier's series is used to calculate the electromagnetic torque by means of Maxwell Stress Tensor (MST). The electro-motor force (emf) induced in the stator's electrical circuit is expressed by using the magnetic flux calculated from the magnetic equivalent circuit model of the machine. A set of differential equations representing the electromagnetic behavior and mechanical behavior of the PMSM are linked together and iteratively solved to obtain a time-domain solution for the mechanical and electrical parameters of the PMSM. Time-domain simulation of permanent magnet synchronous motors has been implemented using the MATLAB program. A 4-pole, 24-slot, Nd-Fe-B permanent magnet synchronous motor is tested for different loading conditions. In addition, a internal turn-to-turn faults in the stator phase coils are simulated and dynamic behavior of the machine is presented. XI
Benzer Tezler
- Sürekli mıknatıslı senkron makinelerin simülasyonu için fourier serisi ve relüktans devresi yaklaşımıyla bir karma modelin geliştirilmesi
Development of a hybrid fourier series and reluctance network model for simulation of permanent magnet synchronous machines
SAVAŞ ALKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. LEVENT OVACIK
- Fırçasız doğru akım makinelerinde konum algılayıcısız hız denetimi
Sensorless speed control of brushless DC machines
NAMIK YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. M. EMİN TACER
- Vektör kontrollü sürekli mıknatıslı senkron motor sürücü ve fırçasız DC motor sürücü düzeneklerinin analizi ve simülasyonu
The Analysis and simulations of vector controlled permanent magnet synchronous motor and brushless DC motor drive system
UMUT DEMİREZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. M. TİMUR AYDEMİR
- Sürekli mıknatıslı senkron motor benzetimi
Başlık çevirisi yok
ABDULLAH SEZGİN
Doktora
Türkçe
1993
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜVEN ÖNBİLGİN
- Sürekli mıknatıslı senkron motorun bulanık mantık gözlemleyicisi kullanarak vektör kontrölü
Vector control of permanent manget synchronous motor with using fuzzy logic observer
BİLAL GÜMÜŞ
Doktora
Türkçe
2004
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFırat ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. MEHMET ÖZDEMİR