Sürekli Mıknatıslı Baskılı Devre Endüvili Doğrusal Fırçasız Doğru Akım Motoru Tasarımı

Abstract

Bu çalışmada, özel bir tür elektrik motorunun tasarımı, imalatı, deneyleri ve denetimi yapılmıştır. Motor, sürekli mıknatıslı ve demir çekirdeksiz olarak tasarlanmıştır. Endüvi sargıları baskılı devre tekniğiyle yapılmış yüzeysel sargılardır. Yüksek enerjili NdFeB mıknatısların ve yüksek akım yoğunluklu yüzeysel sargıların kullanılmasıyla, motor büyük kuvvetler üretebilmektedir. Bu nedenle, doğrudan sürüş uygulamalarına uygun bir motordur. Çalışmada, bir deney motorunun yapımı gerçekleştirilmiş ve deneysel değerler elde edilmiştir. Deneysel değerlerle, kuramsal değerlerin birbirine çok uygun olduğu gözlenmiştir. Bilgisayar ortamında motorun modeli oluşturulmuş, çeşitli çalışma durumları için benzetim sonuçları elde edilmiştir. Motor modelinde, mıknatısların, yapısal, yüklenme ve sıcaklık demagnetizasyon etkileri dikkate alınmıştır. Motorun denetim düzeneği, bilgisayar yazılımı, DSP kartı, güç elektroniği devresi ve doğrusal kodlayıcıdan oluşmaktadır. Denetim devresi, modelle, gerçek dünya arasında DSP kartı aracılığıyla bilgi alışverişi yapan bir “döngüde donanım” (hardware-in-the-loop) düzeneğidir.

This study deals with the design, analysis and experiments of a permanent- magnet linear brushless d.c. machine with printed circuit armature. Since armature has no magnetic core, this motor is also called as coreless motor. The designed motor has double sided permanent magnet field circuit and an armature between these magnets. This motor is also called axial flux or sandwich type of linear machine. In order to obtain field distribution, field solutions are evaluated. The effect of parameters of permanent magnet, gap length, armature magnetomotor force (m.m.f.) and temperature are taken into account. The thrust force, input power and other relevant performance values are measured and compared with those of simulations. It is seen that, there is a good agreement between experimental and theoretical values. Since this system is considered as an HIL (hardware-in-the-loop) control application, the modelling and simulation have a very important impact on this study. The demagnetization characteristic of the permanent magnets and the definition of operation point is obtained by taking temperature rise and various loading conditions into account. In direct drive applications, wide range of loading is required, so the loading and temperature demagnetization effects of the NdFeB magnets have crucial importance in modelling of the motor.