Search

Yapılan bu tez çalışmasında doğrudan yol vermeli sabit mıknatıslı senkron motor (LSPMSM) tasarımı yapılmıştır ve bu tasarım için ANSYS/ Rmxprt programı kullanılmıştır. LSPMSM'lerin çok farklı rotor yapıları ve mıknatıs yerleşim şekilleri vardır. Tasarlanan motor modeli olarak gömülü mıknatıslı rotor yapısı seçilmiştir. Seçilen yapı rmxprt programı ile tasarlanmış ve programın içerisinde bulunan optimizasyon tekniklerinden genetik algoritma seçilerek mıknatıs boyutları, oyuk boyutları ve motor uzunluğu optimize edilerek minimum maliyette maksimum verim elde edilmeye çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre motor parametreleri optimum değerlerle değiştirilmiş ve yeniden analiz edilmiştir. Bu çalışmada, düşük güçlü bir doğrudan yol vermeli sabit mıknatıslı senkron motor tasarımı yapılmış ve oluşan momentler incelenmiştir. Diğer motorlardan farklı olarak bu yapıda bulunan frenleme momentini mıknatıs malzemenin cinsi ya da boyutlarının etkilediği görülmüştür. Bu motor tasarımı ile daha detaylı çalışmalara bir altyapı oluşturulmuştur., In this thesis, line start permanent magnet synchronous motor (LSPMSM) design has been accomplished and used ANSYS/Maxwell software for modeling. Line start permanent magnet synchronous motors have lots of rotor structure and magnet configuration. Interior permanent magnet rotor structure have choosen as a designed motor Selected structure has been designed by rmxprt and choosen genetic algorithm as a optimization technique. Magnet dimension, slot dimension and motor lenght have been optimized and try to attain minimum cost maximum efficiency. First design parameters have been changed optimum values and analyzed again. In this study, line start permanent magnet synchronous motor design has been carried out and examined resulting torque. Difference of the other motor type LSPMSM has braking torque, magnet dimension or type effect the braking torque. The infrastructure has been trained for detailed studies with this motor design., Bu tez çalışması OYP Koordinatörlüğü tarafindan 2013-ÖYP-036 nolu proje ile desteklenmiştir.

Bu çalışmada, kalıcı mıknatıslı senkron motorların tasarım optimizasyonları yapay zekâ teknikleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Tasarım optimizasyonlarının amacı yüksek verimli motor geometrileri elde etmektir. Kalıcı mıknatıslı senkron motorların tasarım optimizasyonlarında genetik algoritma, benzetilmiş tavlama algoritması, diferansiyel evrim algoritması, yapay arı koloni algoritması ve parçacık sürü optimizasyon algoritması gibi farklı yapıda ve özellikte yapay zekâ teknikleri kullanılmıştır. Kullanılan yapay zekâ tekniklerinin kalıcı mıknatıslı senkron motorun tasarım optimizasyonuna katkıları simülasyonlar ve uygulama sonuçları ile karşılaştırmalı olarak ortaya konmuştur. Kalıcı mıknatıslı senkron motorların tasarım optimizasyonları için ilk olarak analitik bir tasarım programı hazırlanmıştır. Optimizasyonlar sonucu elde edilen motor geometrilerinin analitik ve manyetik simülasyonları sayısal analiz programları ile gerçekleştirilmiştir. Ayrıca motor geometrilerinin uygunluğu TÜBİTAK/TEYDEB projesi kapsamında hazırlanan bir test düzeneği ile test edilmiştir. Örnek bir uygulama olarak asansör taşıma sistemleri gibi düşük devirli endüstriyel çalışmalar için kullanımları öngörülen kalıcı mıknatıslı senkron motorlar içten rotorlu, yüzey montajlı kalıcı mıknatıslı, dağıtılmış ve konsantre sargılıdır. Seçilen kalıcı mıknatıslı senkron motor yapıları düşük hızlı uygulamalar için oldukça uygundur. Bununla birlikte tez çalışmasında gerçekleştirilen proje kapsamında farklı kalıcı mıknatıslı senkron motorlarla da çalışılmıştır. Bu çalışmada, sadece kalıcı mıknatıslı senkron motorların tasarım optimizasyonlarına yapay zekâ tekniklerinin katkıları ortaya konmamıştır. Bununla birlikte kalıcı mıknatıslı senkron motorların tasarım optimizasyonları için geliştirilen yapay zekâ teknikleri tabanlı bir arayüz tasarım programı ile başlangıç seviyesindeki tasarım mühendisleri ve lisans üstü çalışanlar için gerekli alt yapı hazırlanmıştır., In this study, design optimization of permanent magnet synchronous motors has been carried out by using artificial intelligence techniques. The objective of the design optimizations is to obtain geometries of highly efficient motors. Artificial intelligence techniques, which have different structures and properties such as genetic algorithm, simulated annealing algorithm, differential evolution algorithm, artificial bee colony algorithm, and particle swarm optimization algorithm, have been used in the design optimization of permanent magnet synchronous motors. Contributions of the used artificial intelligence techniques for the design optimization of permanent magnet synchronous motor have been demonstrated by comparing the simulations and the practical results of the applications. An analytical design program was firstly prepared for the design optimization of the permanent magnet synchronous motors. The analytical and magnetic simulations of the motor geometries, that obtained by the design optimization, were tested by numerical analysis programs. In addition, the suitability of the motor geometries was tested by a test system prepared in a TÜBİTAK/TEYDEB project. As a sample application, the permanent magnet synchronous motors, which intended for use in low-speed industrial applications such as elevator traction systems, have inner rotor, surface-mounted permanent magnet, distributed and concentrated winding. The chosen structures of permanent magnet synchronous motors are very suitable for low-speed applications. The different structures of permanent magnet synchronous motors were also studied under the project during the dissertation study. In this study, the contributions of the artificial intelligence techniques have not only been revealed for the design optimization of permanent magnet synchronous motor, but also the necessary infrastructure has been prepared for entry-level design engineers and graduates with a developed interface design program based on artificial intelligence techniques for the design optimization of permanent magnet synchronous motor., Bu tez çalışması BAP tarafından 11101010 nolu proje ile desteklenmiştir.

Bu çalışmada dalgıç asenkron motorlarda sincap kafesi arızalarının motor performansına yaptığı etkiler incelenmiş ve bu etkiler arıza büyüklüğüne göre kademelendirilmiştir. Asenkron motorlardaki rotor arızalarıyla ilgili yapılan literatürdeki çalışmalarda genellikle arızaların belirtileri veya teşhisi üzerinde durulmuştur. Motor performansı ile ilgili çalışmalar mevcut olmasına rağmen rotor arızalarının motor performansına yaptığı etkiler hakkındaki çalışmaların sayısı sınırlıdır. Literatürden farklı olarak bu çalışmada, rotor arızalarının güç faktörüne ve motor verimine etkilerinin incelemeleri yapılmış ve bu etkiler kademelendirilmiştir. Ayrıca rotor kafes arızaları içerisine kısa devre halkası arızasının dahil edilmesi ve analizler için derin kuyu asenkron motorlarının kullanılması açısından literatürden farklıdır. Bu çalışmada dört farklı büyüklükte motor kullanılmıştır. Motorların her biri, sağlam ve beş farklı rotor arızası olmak üzere 6 farklı durumda incelenmiştir. Analizler için benzetimler ve deneyler yapılmıştır. Benzetimler için CEDRAT firmasının FLUX programı kullanılmıştır. Deneylerde dalgıç motor üretim fabrikasında oluşturulan deney düzeneği kullanılmıştır. İncelemeler, arızaların kararlı durumdaki, yol alma sürecindeki ve hız-moment eğrisi üzerindeki etkileri olmak üzere üç ana bölümde yapılmıştır. Performans kapsamında; motor akımı, momenti, hızı, güç faktörü ve verimi değerlendirilmiştir. Motor hızının hesaplanmasında Hızlı Fourier Dönüşümü kullanılmıştır. Hız hesabında kullanılan yöntem itibariyle literatürden ayrılmaktadır. Sonuçlar, etkilerin dalgalanma ve ortalama değerde azalma olarak ortaya çıktığını göstermiştir. Analizler ayrı ayrı ve genelleştirilerek yapılmış ve arıza büyüdükçe motor performansına yaptığı etkinin üstel olarak arttığı, bunun motor büyüklüne göre değişmediği ve halka kırık arızasının kırık çubuk arızasıyla benzer etkiler yaptığı ortaya konmuştur., In this study effects of squirrel cage faults on submersible induction motor performance were investigated and these effects were ranked according to fault size. Studies on rotor faults in the literature have generally focused on diagnostics and symptoms of these faults. Studies about motor performance are available in the literature. But the number of studies about effects of rotor faults on motor performance is limited. Unlike the literature in this study, these effects on motor power factor and efficiency were investigated and effects of rotor faults on motor performance were ranked according to fault size. Furthermore, including of end-ring fault to rotor faults and using of submersible induction motor in investigations makes different this study from others. Four different motors were used for the simulation and experimental studies under healthy and five different rotor faults conditions. FLUX package program was used for simulations. Experiments were done in submersible induction motor factory by using test system. The effects of faults were investigated in three sections; analyzing of steady-state condition, analyzing of start-up duration and analyzing of speed-torque curve. The stator current, torque, power factor, speed and efficiency of motor are addressed within the context of performance. The variations of these outputs are examined in the time domain. So, the effects of fluctuations and mean value of the outputs are analyzed and ranked according to rotor fault size.

Doğrusal olmayan yükler şebekeden hem reaktif güç hem de harmonik akım çekerler. Harmonikler üç fazlı sistemlerde nötr hattında aşırı akıma ve dengesizliğe sebep olurlar. Reaktif güç, harmonik, dengesizlik, aşırı nötr akımı ve gereksiz kapasite kullanımı sonucunda sistemin güç katsayısı ve verimi düşer. Doğrusal olmayan yüklerin ortaya çıkardığı güç kalitesi problemlerinin çözümünde geleneksel olarak pasif filtreler ve kondansatörler kullanılır. Harmoniklerin filtrelenmesinde LC filtreler, reaktif gücün karşılanmasında da kondansatörler kullanılır. Doğrusal olmayan yüklerin artması, güç kalitesi problemlerinin çözümünde geleneksel yöntemlerin yetersiz kalmasına neden olmuştur. Güç kalitesi problemlerinin çözümü için aktif güç filtreleri geliştirilmiştir. Paralel aktif güç filtresi (PAGF) harmonik akım ve reaktif güç kompanzasyonu için kullanılır. PAGF şebekeden çekilen harmonik akımlara eşit ve zıt fazda akımı ve çekilen reaktif güce zıt fazda reaktif gücü sisteme vererek kompanzasyon yapar. Bu çalışmada DSP tabanlı, gerilim beslemeli PAGF gerçekleştirilmiş ve akım kontrolü için yüke adaptif histerezis band yöntemi sunulmuştur. PAGF Matlab/Simulink programında modellenmiştir. Yapılan simülasyonlar ile PAGF'nin performansı incelenmiştir., The nonlinear loads draw harmonic current and reactive power from mains. Harmonics could also draw excessive neutral current and cause unbalance in three phase systems. The reactive power, harmonics, unbalance, excessive neutral current and unnecessary capacity usage cause poor power factor and low system efficiency. Conventionally passive filters and capacitors are employed to solve the power quality problems which nonlinear loads cause to. LC filters are used to compensate the harmonics; capacitors are employed to compensate reactive power. Conventional methods used to solve power quality problems become unsatisfactory increasing the usage of nonlinear loads. To overcome these power quality problems, active power filters have been developed. Parallel active power filter (PAPF) is used to eliminate current harmonics and reactive power compensation. PAPF compensates system for injecting compensating currents which is opposite and equal to harmonic currents, and reactive power which is opposite and equal to drawn reactive power to system. In this study, DSP based, voltage feed PAPF is implemented and adaptive hysteresis band depend on load is proposed for current controlling. PAPF is modeled by using Matlab/Simulink software. PAPF performance is analyzed with performed simulations.

Bu çalışmada, alan yönlendirmeli kontrol (FOC) yöntemiyle sürekli mıknatıslı senkron motorların (SMSM) kontrolü gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen sistemde, alan yönlendirmeli kontrol, d,q referans çatı modeli kullanılarak yapılmıştır. Park (d,q) ve Ters Park (a,b,c) dönüşümleri olarak bilinen bu işlemler motorun geri besleme elemanlarından alınan bilgilerin sayısal bilgilere dönüştürülmesiyle yapılmıştır. Geri besleme elemanı olarak hız ve konum ölçümü için hall sensor; akım ölçümü için ise karbon direnç kullanılmıştır. 3 fazlı PWM sinyalleri dsPIC mikrodenetleyici ile oluşturulmuştur. PWM sinyalleri ile Geri beslemede PID sistemi kullanılarak referans bilgiler motora uygulanmıştır. Böylece kapalı çevrim bir kontrol sistemi tasarlanmıştır., In this sudy, the control of permanent magnet synchronous motor is implemented with field oriented control (FOC) method. In the system, the field oriented control is designed using d,q reference framework model. These procedures, known as Park and Inverse Park transformation, are performed with transformation of the data of motor?s feedback components to digital datas. As feedback component; hall sensor is used for speed and position measurement and carbon resistor is used for current measurement. In the proposed system, 3 phase PWM signals are formed with DsPic microcontroller. 3 phase sinusoidal voltage is formed through Integrated Power Module which is switched with PWM signals. In feedback; reference informations is applied to motor using PID feedback system. So closed loop control system is designed.

Bu tez çalışmasında Matlab/Simulink paket programı kullanılarak KMSM'nin alan yönlendirmeli vektör kontrol yöntemine dayalı simülasyonu yapılmıştır. Simülasyon sonuçları Lenze firmasına ait MCS 06C41 ürün koduyla üretilen 0,25 kW'lık KMSM, EVS9322-ESV004 kodlu motor sürücüsü ve Global Drive Control arayüz programı kullanılarak test edilmiştir. Simülasyondan elde edilen değerler deneysel çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Sürücünün alan yönlendirmeli vektör kontrol yöntemine göre tasarlanmış olması nedeniyle simülasyonda da alan yönlendirmeli kontrol yöntemi tercih edilmiştir. Oluşturulan Simulink modeli ilâve olarak 1,1 kW'lık bir KMSM üzerinde denenerek modelin geçerliliği sınanmıştır. Yapılan bu çalışma ile farklı güçlerdeki KMSM'lerin, farklı yüklere vereceği akım, hız ve moment tepkilerini deneysel çalışma yapmadan inceleyerek tasarım ve geliştirme çalışmalarına katkıda bulunmak hedeflenmiştir., In this thesis, a simulation of permanent magnet synchronous motor (PMSM) based on field oriented vector control was done by using Matlab/ Simulink packet program. The results were tested via MCS 06C41 coded 0,25 kW PMSM, and EVS9322-ESV004 coded motor driver both of which were produced by Lenze Company. Additionally, Global Drive Control interface program was also used in order to test the results. After simulation, the acquired data was compared with experimental studies. As the driver was designed according to the process of field oriented control, field oriented control was also preferred during the simulation. The simuling model was also tested on a 1.1kW PMSM in order to confirm the availability of the model.Via this research, it was aimed to examine different powered PMSMs? speed, torque and current response under different load conditions without depending on experimental studies, and subsequently providing contributions for design and development studies.

Bu çalısmada, asenkron motorların (ASM) elektriksel esdeğer devre parametrelerinin hibrid genetik algoritma (HGA) ile belirlenmesi gerçeklestirilmistir. HGA'nın olusturulmasında, yapay zeka algoritmalarından genetik algoritma (GA) ve ısıl islem (simulated annealing ? SA) metotları kullanılmıstır. HGA'nın global arama algoritması kısmında, genetik algoritma metodu; lokal arama algoritması kısmında ise, simulated annealing metodu kullanılmıstır. Gelistirilen algoritmanın amaç fonksiyonu olarak ise, asenkron motorların nominal moment, kalkınma moment ve devrilme moment denklemleri kullanılmıstır. HGA ile esdeğer devre parametrelerinin belirlenmesi 50HP gücünde bir asenkron motor üzerinde gerçeklestirilmistir. Yapılan çalısmada, farklı popülasyon ve iterasyon sayısı, çaprazlama, mutasyon ve lokal optimizasyon oran katsayıları için gelistirilen HGA ile elde edilen asm parametre değerleri incelenmis ve klasik GA kullanılarak elde edilen parametre değerleriyle karsılastırılmıstır. Bununla birlikte, hibrid genetik algoritma ile elde edilen esdeğer devre parametrelerinin asm moment değerlerinin değisimi üzerindeki etkileri incelenmis ve grafiklerle gösterilmistir. ?ki algoritma arasında benzer bir karsılastırma, 1997 yılında yapılan ?Application of genetic algorithms to motor parameter determination for transient torque calculations? isimli makale çalısmasından sağlanan asm etiket değerleri kullanılarak da yapılmıstır. Ayrıca, gelistirilen HGA'nın performansı, De Jong test fonksiyonları kullanılarak test edilmistir. Hibrid genetik algoritmanın karakteristiği nedeniyle, rasgele yapılan islemlerden dolayı farklı sonuçlar elde edilmektedir. Bu nedenle, her bir simülasyon 50 kez tekrar edilerek sonuçlar alınmıstır. HGA program kodları Delphi programlama dilinde yazılmıstır. Yazılım, çok az bir değisiklikle farklı elektrik makinelerine de uygulanabilir esneklikte hazırlanmıstır. Yapılan çalısmalar sonucunda, asenkron motor elektriksel esdeğer devre parametrelerinin belirlenmesinde hibrid genetik algoritmanın kullanımının yakınsama hassasiyetini artırdığı ve esdeğer devre parametrelerinin belirlenme süresini kısalttığı gözlemlenmistir., In this study, estimation of electrical equivalent circuit parameters of induction motors (IM) by hybrid genetic algorithm (HGA) was implemented. To form HGA, genetic algorithm (GA) and simulated annealing (SA) methods, which are artificial intelligence algorithms, were used. The global search algorithm of HGA is a genetic algorithm method and the local search algorithm of HGA is a simulated annealing method. Full-load torque, lock-rotor torque, and breakdown torque functions of IM were selected as objective functions of the developed algorithm. Estimation of equivalent circuit parameters by HGA was performed on a 50HP induction motor. Separately, according to results for different population numbers and iteration numbers, crossover, mutation, and local optimization ratios HGA was examined and compared with the conventional GA. Furthermore, effect of equivalent circuit parameters, which were estimated by hybrid genetic algorithm, of IM were examined and observed by graphics. The same comparison between two algorithms was performed by using IM values in an article which name is ?Application of genetic algorithms to motor parameter determination for transient torque calculations?. Furthermore, the developed HGA?s performance was tested by using De Jong?s test functions. Due to hybrid genetic algorithm?s characteristic, distinct results were obtained at random process of HGA. Therefore, each simulation repeated fifty times then results were acquired. Hybrid genetic algorithm program codes were written by Delphi programming language. Prepared software is flexible which applicable to different electric machines by little change. In consequence of our working, it was observed that using of hybrid genetic algorithm in estimation electrical equivalent circuit parameters of induction motor increased convergence and decreased computational time.

Bu çalışmada enerji kesintisi anında iki kat arasında kalan bir asansörün kata kadar getirilmesi işlemi gerçekleştirilmiştir. Öncelikle asansörün çalışma mekanizması ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. Asansör motorunun ve redüktörünün yapısı irdelenmiştir. Asansörler yüksek risk faktörü içeren sistemlerdir. Bunun için asansör çalışmaya başlamadan önce bazı güvenlik gereklerini sağlamış olmalıdır. Bu gereklilik bakım personelinin ve kullanıcıların güvenliği için çok önemlidir. Gerçekleştirilen elektronik devrede bu güvenlik kurallarına dikkat edilmiştir. Bu tez çalışmasının sonunda ortaya çıkan elektronik devre 12 kW gücündeki bir asansör motorunda yük altında test edilmiştir., In this thesis, Rescue operation of an elevator cabin between two floors was implemented. This operation is carried out by a electronic circuit powered by a battery. First of all, the mechanism of the elevators was studied in detail. The motor of the elevators and gear boxes were studied too. The elevators are sophisticated systems that include high risc factor. Because of this, they must be controlled some safety conditions. These conditions are very important for safety of users and maintenance people. This study takes into consideration of safety chain. This study was implemented and tested on a 12 kW elevator motor.

Bu çalışmada üç fazlı sincap kafesli asenkron motorların rotorlarında meydana gelen arızaların teşhisi gerçekleştirilmiştir. Öncelikle laboratuar ortamında çeşitli rotor arızalan oluşturulmuştur. Oluşturulan her bir arıza durumu için motorun stator akımı okumuştur. Okunan akım değerleri bir analog/dijital (A/D) dönüştürücü üzerinden bilgisayara aktarılarak kaydedilmiştir. Akım verilerinin FFT (Fast Fourier Transform)'leri alınmış ve güç spektrum yoğunluk hesabı kullanılarak akım spektrumu elde edilmiştir. Akım spektrumunun incelenmesi ile rotor arızalarının stator akımına yaptığı etkiler incelenmiş ve bu etkiler her bir arıza durumu için belirlenmiştir. Belirtilerden faydalanılarak arıza sınıflandırması yapılmıştır. Arıza sınıflandırması için Yapay Sinir Ağları (YSA) kullanılmıştır., In this study the detection of broken rotor bars in tree-phase squirrel cage induction motors by means of current signature analysis is presented. In order to diagnose faults, a Neural Network approach is used. At first the data of different rotor faults are achieved. The effects of different rotor faults on current spectrum, in comparison with other fault conditions, are investigated via calculating Power Spectrum Density (PSD). Training the Neural Network discern between "healthy" and "faulty" motor conditions by using experimental data in case of healthy and faulted motor. The test results clearly illustrate that the stator current signature can be used to diagnose faults of squirrel cage rotor.