Farklı sargı yapılarının tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Yıl: 2019 Cilt: 34 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 1975 - 1985 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.571649 İndeks Tarihi: 06-01-2021
Farklı sargı yapılarının tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Öz: Elektrik motorlarında sargıların yapısı, motor performansına ve verimine etki eden en önemliparametrelerden biridir. Sargılar üzerinde yapılacak olan iyileştirmelerin motor performansınıyükseltmesinin yanı sıra imalat maliyetine de etkisi vardır. Bu çalışmada, hafif elektrikli araçların tahriksisteminde kullanılan bir tekerlek içi fırçasız doğru akım (FDA) motorunun en iyileştirilmiş verimsonuçlarının eldesi için farklı sargı yapılarının uygulanması üzerine incelemeler yapılmıştır. Elde edilenveriler doğrultusunda en iyileştirilmiş tasarımın prototipi imal edilmiş, ardından deneysel çalışmagerçekleştirilerek, test sonuçları ve hesaplamalar karşılaştırılmıştır. Bu çalışmada kullanılan tekerlek içi FDAmotoru 2,5 kW gücünde, 900 d/dk devir sayısındadır ve giriş gerilimi 150V dur. Tasarım çalışmasında elhesaplamaları ve sonlu elemanlar yöntemi (SEY) tabanlı ANSYS Electronics Desktop yazılımıkullanılmıştır. Farklı sargı yapılarında motor çalışmasının ne şekilde değişeceği ayrıntılı bir şekildeincelenmiştir. Motor performans deneylerinde, motor iç ve dış büyüklükleri yüksek doğrulukla ölçülerekçeşitli çalışma koşullarında verim değerleri belirlenmiştir. Test sonuçlarıyla hesaplama sonuçlarıkarşılaştırılarak en iyileştirme çalışmasının geçerliliği ve tasarım çalışmasının doğrulaması incelenmiştir.Çalışmada sargı yapısının özellikle tekerlek içi motorlarda çok önemli olduğu sonucuna ulaşılmıştır.
Anahtar Kelime: Investigation on efficiency of in-wheel BLDC motors for different winding structures
Öz: Electric machine windings are the essential elements which affect machine performance and efficiency substantially. Two main criteria are considered during winding design: impact on performance and manufacturing costs. In this study, different winding structure combinations are investigated by implementing in an in-wheel motor structure. The motor is a surface mounted permanent magnet BLDC motor which is intended to use in light electric vehicles. According to the design data, the obtained optimum design is manufactured and tested. Accurately captured test results are compared to the calculated values. The direct drive in-wheel BLDC motor used in this study has the rated values of 2.5 kW output power, 900 min-1 shaft speed and 150 V terminal voltage. A Finite Element Method (FEM) based software is used for the design study, that is called ANSYS Electronics Desktop. Effects of different winding topologies are studied by keeping the motor structure and materials unchanged. The validation of the optimized design is realized by conducting the performance experiments. The study shows that the winding topology has a great importance especially for in-wheel motors.
Anahtar Kelime: Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
- 1. Ustun O., Yilmaz M., Gokce C., Karakaya U., Tuncay R.N., Energy Management Method for Solar Race Car Design and Application, IEEE International Electric Machines and Drives Conference, Miami-USA, 804- 811, 3-6 May, 2009.
- 2. Lee J.H., Kim D., Song J., Jung S., Kim Y., Design of 100kW Propulsion Motor for Electric Conversion Vehicle Based on Vehicle Driving Performance Simulation, IEEE Transportation Electrification Conference and Expo, Busan-Korea (South), 412-416, 1-4, June, 2016.
- 3. Sarıkurt T., Balıkçı A., A Novel Energy Management System for Full Electric Vehicles, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 32 (2), 323-333, 2017.
- 4. Bouscayrol A., Boulon L., Hofman T., Chan C.C., Special Section on Advanced Powertrains for More Electric Vehicles, IEEE Transactions on Vehicular Technology, 6 (3), 995 - 997, 2016.
- 5. Zarko D., Ban D., Lipo T.A., Analytical Solution for Cogging Torque in Surface Permanent-Magnet Motors Using Conformal Mapping, IEEE Transactions on Magnetics, 44 (1), 52-64, 2007.
- 6. Tuncay R.N., Ustun O., Yılmaz M., Gökce C., Karakaya U., Design And Implementation Of An Electric Drive System For In-Wheel Motor Electric Vehicle Applications, 7th IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC’11), Chicago- USA, 1-6, 6-9 September, 2011.
- 7. Demir U., Aküner M. C., Design and Optimization of in-Wheel Asynchronous Motor for Electric Vehicle, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 18-2, 1-21, 2018.
- 8. Zhao L., Ham C., Zheng L., Wu T., Sundaram K., Kapat J., Chow L., A Highly Efficient 200000 Rpm Permanent Magnet Motor System, IEEE Transactions on Magnetics, 43 (6), 2528-2530, 2007.
- 9. Markovic M., Hodder A., Perriard Y., An Analytical Determination of The Torque–Speed and Efficiency– Speed Characteristics of a BLDC Motor, Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE 2009), California- USA, 168-172, 20-24 September, 2009.
- 10. Zhu S., Hu Y., Liu C., Wang K., Iron Loss and Efficiency Analysis of Interior PM Machines for Electric Vehicle Applications, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 65 (1), 114-124, 2018.
- 11. Zarko D., Ban D., Lipo T.A., Analytical Calculation of Magnetic Field Distribution in the Slotted Air Gap of a Surface Permanent-Magnet Motor Using Complex Relative Air-Gap Permeance, IEEE Transactions on Magnetics, 42 (7), 1828-1837, 2006.
- 12. Liu J., Gong C., Wu Z., Influence Research of Rotor Structure Parameters on the Performance of IPMSM, 20th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), Sydney-Australia, 1-5, 11-14 August, 2017.
- 13. Çınar M. A., Alboyacı B., Çürükova S. , Sönmez O., Yapıcı R., Calculation of Optimum Dimensions of Magnetic Shunt Elements to Reduce Stray Losses on Transformer Tank Walls, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 32 (4), 1337-1346, 2017.
- 14. Çabuk A.S., Tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının en iyi tasarımı için yeni bir yaklaşım, Doktora Tezi, Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2016.
- 15. Arnold Magnetic Technologies. Sintered NeodymiumIron-Boron Magnets. http://www.arnoldmagnetics. com/products/neodymium-iron-boron-magnets/ . Yayın tarihi 2015. Erişim tarihi Ocak 15, 2018.
- 16. Senol S., Ustun O., Design and analysis of a subfractional slot concentrated winding BLDCM with unequal tooth widths, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, 39 (1-4), 859-864, 2012.
| APA | Cabuk A, Sağlam Ş, Ustun O (2019). Farklı sargı yapılarının tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi. , 1975 - 1985. 10.17341/gazimmfd.571649 |
| Chicago | Cabuk Ali Sinan,Sağlam Şafak,Ustun Ozgur Farklı sargı yapılarının tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi. (2019): 1975 - 1985. 10.17341/gazimmfd.571649 |
| MLA | Cabuk Ali Sinan,Sağlam Şafak,Ustun Ozgur Farklı sargı yapılarının tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi. , 2019, ss.1975 - 1985. 10.17341/gazimmfd.571649 |
| AMA | Cabuk A,Sağlam Ş,Ustun O Farklı sargı yapılarının tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi. . 2019; 1975 - 1985. 10.17341/gazimmfd.571649 |
| Vancouver | Cabuk A,Sağlam Ş,Ustun O Farklı sargı yapılarının tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi. . 2019; 1975 - 1985. 10.17341/gazimmfd.571649 |
| IEEE | Cabuk A,Sağlam Ş,Ustun O "Farklı sargı yapılarının tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi." , ss.1975 - 1985, 2019. 10.17341/gazimmfd.571649 |
| ISNAD | Cabuk, Ali Sinan vd. "Farklı sargı yapılarının tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi". (2019), 1975-1985. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.571649 |
| APA | Cabuk A, Sağlam Ş, Ustun O (2019). Farklı sargı yapılarının tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34(4), 1975 - 1985. 10.17341/gazimmfd.571649 |
| Chicago | Cabuk Ali Sinan,Sağlam Şafak,Ustun Ozgur Farklı sargı yapılarının tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 34, no.4 (2019): 1975 - 1985. 10.17341/gazimmfd.571649 |
| MLA | Cabuk Ali Sinan,Sağlam Şafak,Ustun Ozgur Farklı sargı yapılarının tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.34, no.4, 2019, ss.1975 - 1985. 10.17341/gazimmfd.571649 |
| AMA | Cabuk A,Sağlam Ş,Ustun O Farklı sargı yapılarının tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2019; 34(4): 1975 - 1985. 10.17341/gazimmfd.571649 |
| Vancouver | Cabuk A,Sağlam Ş,Ustun O Farklı sargı yapılarının tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2019; 34(4): 1975 - 1985. 10.17341/gazimmfd.571649 |
| IEEE | Cabuk A,Sağlam Ş,Ustun O "Farklı sargı yapılarının tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34, ss.1975 - 1985, 2019. 10.17341/gazimmfd.571649 |
| ISNAD | Cabuk, Ali Sinan vd. "Farklı sargı yapılarının tekerlek içi fırçasız doğru akım motorlarının verimi üzerindeki etkilerinin incelenmesi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 34/4 (2019), 1975-1985. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.571649 |
