Küçük güçlü daimi mıknatıslı bir fırçasız doğru akım motorunun modellenmesi ve deneysel sonuçlarının çıkarılması
| dc.contributor.advisor | Erfan Kuyumcu, Feriha | |
| dc.contributor.author | Gürçay, Muhammet | |
| dc.date.accessioned | 2025-06-02T06:39:21Z | |
| dc.date.available | 2025-06-02T06:39:21Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.date.submitted | 01.07.2024 | |
| dc.department | Enstitüler, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı | |
| dc.description.abstract | Daimi mıknatıslı fırçasız doğru akım motorları (FDAM) günümüzde yüksek hız ve moment ihtiyacı olan uygulamalarda fırçalı doğru akım motorlarının yerini almaktadır. Hız–moment ilişkisinin lineer olması nedeni ile, endüstride kendine geniş bir uygulama alanı bulmuştur. Fırçalı motorlara nazaran FDAM'nun tercih edilmesinin sebebi, fırça-kollektör düzeneğinin olmaması, bakım gerektirmemesi, çalışırken ark oluşturmaması, korozyon olmaması, elektromekanik açıdan verimli olmasıdır. Kullanım ömrünün uzun olması da önemli avantajlardan birisidir. Bu motorlar 3 faz trapezoidal (düzgün yamuk) adı verilen bir sinyal üreten elektronik motor sürücüleri kullanılarak sürekli tahrikle çalıştırılırlar. Bu saydığımız özelliklerle beraber verimi düşüren bir takım kayıplar da bulunmaktadır. Mekanik kayıplar, mil ve rulmanlardan kaynaklı sürtünmeye bağlı olarak oluşur. Motoru soğutmak için kullanılan vantilatörler az da olsa vantilasyon güç kayıpları olarak dikkate alınır ve verimin bir miktar düşmesine neden olur. Ayrıca asıl önemli kayıplar motorda kullanılan sargıların faz direncinden dolayı makine yükteyken fazdan geçen akımın karesine bağlı olarak ısı şeklinde açığa çıkan joule kayıpları olarak ortaya çıkar. Motorda N-S kutbu şeklinde sıralanan mıknatısların oluşturduğu manyetik akı yoğunluğunun değişimine bağlı olarak manyetik kayıplar da dikkate alınmaktadır. Bu çalışmada öncelikle amaç, ANSYS-MAXWELL programı kullanılarak küçük güçlü fırçasız DC motorun statik davranışı incelenmektedir. Sonlu elemanlar analizi yöntemi ile motorun hız, moment, verim açısından elde edilen statik verileri elde edilmektedir. Bu araştırmada daimi mıknatıslı fırçasız DC motor, FDAM (Brushless DC Motor-BLDC) stator, rotor ve sabit mıknatısın farklı malzemelerden imal edilmesinin, farklı oluk ölçülerinin, hava aralığı değişiminin, stator boyunduruğu genişliği değişiminin kayıplar ve verim üzerine etkilerinin incelenmesi yer almaktadır. Çalışmanın devamında ise, Fırçasız Doğru Akım Motorunun MATLAB/SIMULINK programı yardımıyla sürücü transfer blokları, denetleyici PWM sinyali gönderimi, alan etkili (hall effect) sensör geri besleme blok şeması, sistemin kapalı çevrim çalışması şeklinde gerilim ve düğüm denklemleri kullanılarak sürekli hal benzetimi yapılarak dinamik karakteristikleri çıkartılmaktadır. Çalışmanın sonunda Fırçasız DC Motor ve sürücüsü uyartılarak gerçek ortamda ve yüksüz çalışmasına ilişkin deneysel çalışması yapılarak ayrıca gözlemlenmiştir. Osiloskop ve ölçü aletleri yardımıyla çıkan sonuçlar karşılaştırılmıştır. | |
| dc.description.abstract | Permanent magnet brushless direct current motors (FDAM) are now replacing brushed direct current motors in applications requiring high speed and torque. Since the speed-torque relationship is linear, it has found a wide application area in industry. The reason why FDAM is preferred over brushed motors is that it does not have a brush-collector mechanism, does not require maintenance, does not create an arc during operation, does not cause corrosion, and is electromechanically efficient. Long lifespan is also one of the important advantages. These motors are operated with continuous drive using electronic motor drivers that produce a signal called 3-phase trapezoidal. Along with these features, there are also some losses that reduce efficiency. Mechanical losses occur due to friction caused by shafts and bearings. Fans used to cool the engine are considered as ventilation power losses, even if small, and cause a slight decrease in efficiency. In addition, the most important losses occur as joule losses in the form of heat, depending on the square of the current passing through the phase when the machine is under load, due to the phase resistance of the windings used in the motor. Magnetic losses are also taken into account depending on the change in the magnetic flux density created by the magnets arranged in the form of N-S poles in the motor. The aim of this study is to examine the static behavior of a small-power brushless DC motor using the ANSYS-MAXWELL program. Static data of the engine in terms of speed, torque and efficiency are obtained with the finite element analysis method. This research includes examining the effects of permanent magnet brushless DC motor FDAM (Brushless DC Motor-BLDC) manufacturing of stator, rotor and permanent magnet from different materials, different slot sizes, air gap change, stator yoke width change on losses and efficiency. In the continuation of the study, the dynamic characteristics of the Brushless Direct Current Motor are simulated by using the driver transfer blocks, controller PWM signal sending, field effect (hall effect) sensor feedback block diagram, voltage and node equations in the form of closed loop operation of the system with the help of MATLAB/SIMULINK program is removed. At the end of the study, the Brushless DC Motor and its driver were excited and an experimental study was carried out on its operation in a real environment and without load, and it was also observed. The results obtained with the help of oscilloscope and measuring instruments were compared. | |
| dc.identifier.uri | https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/tezSorguSonucYeni.jsp | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/11501/2130 | |
| dc.identifier.yoktezid | 887819 | |
| dc.language.iso | tr | |
| dc.publisher | İstanbul Gedik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü | |
| dc.relation.publicationcategory | Tez | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
| dc.subject | Daimi Mıknatıslı Fırçasız Doğru Akım Motoru | |
| dc.subject | Matlab/Simulink | |
| dc.subject | ANSYS –MAXWELL | |
| dc.subject | PID Kontrol | |
| dc.subject | PWM (Darbe Genişlik Modülasyonu) | |
| dc.subject | Sensörlü Kontrol | |
| dc.subject | Permanent Magnet Brushless Direct Current Motor | |
| dc.subject | PID Control | |
| dc.subject | PWM (Pulse Width Modulation) | |
| dc.subject | Sensored Control | |
| dc.title | Küçük güçlü daimi mıknatıslı bir fırçasız doğru akım motorunun modellenmesi ve deneysel sonuçlarının çıkarılması | |
| dc.title.alternative | Modelling and experimental results of a small power permanent magnet brushless dc motor | |
| dc.type | Master Thesis |
