Akı bariyerli senkron relüktans motor tasarımı ve uygulaması= Flux barrier synchronous reluctance motor design and aplication

Bu tez çalışmasında 15 kW'lık bir asenkron motor ile aynı stator yapısını kullanan ve yeni tasarlanacak olan Senkron Relüktans Motor (SynRM) karşılaştırılmıştır. SynRM'lar soğuk rotorlu motorlar olarak bilinmektedir. Asenkron motorlarda olduğu gibi rotorlarında bakır (alüminyum) çubuklar bulunmadığı için rotor bakır kayıpları sıfıra indirilmiş ve rotor kayıpları minimize edilmiştir. Bu şekilde kayıplar azaltılarak motor veriminde iyileştirmeler sağlanmıştır. Çalışmada 15 kW'lık asenkron motor ANSYS Rmxprt programında tasarlanmış olup 2D ve 3D manyetik analizleri yapılmıştır. Yapılan tasarım sonucunda ortaya çıkan ölçülerde bir asenkron motor piyasadan bulunarak asenkron motorun çalışma değerleri ölçülmüştür. Aynı asenkron motor statoru kullanılarak rotor geometrisi SynRM rotor geometrisinde tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarım gerçekleştirilirken Ld/Lq oranı göz önünde bulundurularak akı bariyerlerinin tasarımı yapılmıştır. Rotor laminasyon sacları üzerindeki hava/demir oranı motor performansı için önemli olduğu için tasarlanan laminasyon sacı üzerinde parametrik analizler gerçekleştirilmiştir. Bu parametrik analizler sonucunda laminasyon sacının 4 bariyerli olmasına karar verilmiştir. Analizler sonucu yapılan prototip piyasada bulunan bir sürücü ile çalıştırılarak boşta çalışma değerleri alınmıştır. Asenkron motor ile alınan değerler karşılaştırılmıştır. Alınan değerlere göre SynRM'nin verim değerinde % 3'lük bir yükselme meydana gelmiştir. Böylece verimi IE1 sınıfında olan asenkron motor rotoru değiştirilerek IE3 sınıfına yükseltilmiştir. Tork dalgalanmalarında yaklaşık % 8'lik bir iyileşme sağlanmıştır. Bu çalışma göstermiştir ki daha az maliyetle piyasada kullanılan asenkron motorların rotorları SynRM rotoru haline dönüştürülerek ülke ekonomisine büyük katkılar sağlayabilecektir. Anahtar Kelimeler: Senkron Relüktans Motor, Sonlu Elamanlar Metodu, Akı Bariyerli Rotor
In this thesis study, an asynchronous motor of 15 kW and Synchronous Reluctance Motor (SynRM) which uses the same stator structure and is to be designed were compared. SynRMs are known as cold rotor motors. Since there are no copper (aluminum) rods in their rotors as in asynchronous motors, their rotor copper losses were eliminated and rotor losses minimized; therefore losses were decreased and motor efficiency was improved. In the study, an asynchronous motor of 15 kW was designed in ANSYS Rmxprt software 2D and 3D magnetic analyses were performed. An asynchronous motor of the sizes obtained as a result of the design was supplied and operational values of the asynchronous motor were measured. Using the same asynchronous motor stator, rotor geometry was designed in SynRM rotor geometry. During the design process, flux barriers were engineered considering the Ld/Lq rate. Since air/steel rate on the rotor lamination plates is important for the motor performance, parametric analyses were performed on the lamination plate designed. As a result of these parametric analyses, it was decided to have a 4-barrier lamination plate. The prototype obtained as a result of the analyses was operated with a driver available in the market and its no-load operation values were measured. The values were compared to those obtained with asynchronous motor. According to the values, an increase of 3% occurred in the efficiency value of SynRM. Therefore, asynchronous motor rotor with efficiency grade of IE1 was changed and increased to IE3 class. An improvement of about 8% was provided in torque fluctuations. This study indicates that great contributions can be made to the national economy by converting the rotors of asynchronous motors used in the market to SynRM rotors at a lower cost. Keywords: Synchronous Reluctance Motor (SynRM), Finite Element Method, Flux Barrier Rotor
Tez (Yüksek Lisans) - Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı, 2015.
Kaynakça var.