ÜÇ FAZLI ASENKRON MAKİNE SÜRÜCÜ DEVRELERİ İÇİN HATA TOLERANS TABANLI DENETLEYİCİ TASARIMI VE UYGULAMASI Hossein TOHİDİ Doktora Tezi

Transkript

1 ÜÇ FAZI ASENKRON MAKİNE SÜRÜCÜ DEVREERİ İÇİN HAA OERANS ABANI DENEEYİCİ ASARIMI VE UYGUAMASI Hoen OHİDİ Dokoa e Elekk-Elekonk Mühendlğ Anablm Dalı Elekk Maknalaı Blm Dalı Doç. D. Kökal ERENÜRK 4 He hakkı aklıdı

2 AAÜRK ÜNİVERSİESİ FEN BİİMERİ ENSİÜSÜ DOKORA EZİ ÜÇ FAZI ASENKRON MAKİNE SÜRÜCÜ DEVREERİ İÇİN HAA OERANS ABANI DENEEYİCİ ASARIMI VE UYGUAMASI Hoen OHİDİ EEKRİK-EEKRONİK MÜHENDİSİĞİ ANABİİM DAI Elekk Maknalaı Blm Dalı ERZURUM 4 He hakkı aklıdı

3 .C. AAÜRK ÜNİVERSİESİ FEN BİİMERİ ENSİÜSÜ EZ ONAY FORMU ÜÇ FAZI ASENKRON MAKİNE SÜRÜCÜ DEVREERİ İÇİN HAA OERANS ABANI DENEEYİCİ ASARIMI VE UYGUAMASI Doç. D. Kökal ERENÜRK danışmanlığında Hoen OHİDİ aafından haılanan bu çalışma.../.../... ahnde aşağıdak jü aafından Elekk-Elekonk Mühendlğ Ana Blm Dalı Elekk Maknala Blm Dalı nda Dokoa e olaak oyblğ/oy çokluğu / le kabul edlmş. Başkan : Doç. D. Kökal ERENÜRK İma : Üye : Pof. D. Ramaan BAYINDIR İma : Üye : Pof. D. Bülen ÇAKMAK İma : Üye : Doç. D. evh KARACAI İma : Üye : Doç. D. Abdulame HAŞIOĞU İma : Yukaıdak onuç; Enü Yönem Kuulu.../.../.. ah ve....../ nolu kaaı le onaylanmışı. Pof. D. İhan EFEOĞU Enü Müdüü No: Bu ede kullanılan ögün ve başka kaynakladan yapılan bldşlen çelge şekl ve fooğaflaın kaynak olaak kullanımı 5846 ayılı Fk ve Sana Eele Kanunundak hükümlee abd.

4 ÖZE Dokoa e ÜÇ FAZI ASENKRON MAKİNE SÜRÜCÜ DEVREERİ İÇİN HAA OERANS ABANI DENEEYİCİ ASARIMI VE UYGUAMASI Hoen OHİDİ Aaük Ünvee Fen Blmle Enüü Elekk-Elekonk Mühendlğ Anablm Dalı Elekk Maknalaı Blm Dalı Danışman: Doç. D. Kökal ERENÜRK Güvenl moo üücülene havacılık ulaşım ağlık ve ake emle gb üm kk uygulamalada hyaç vadı. Bu emledek hehang b aıa mooun çalışma öellğn kaybemene ve daha da öneml nan hayaının kaybına neden olableceğ çn çok önemld. Bu ebeble moo üücülende hehang b aıa oluşuğunda b güvenlk modunda çalışmalaı geekmeked. Aıaya dayanıklı deneleycle kullanaak güvenl ve emnyel b çalışma ağlanabl. Bu deneleycle le emn pefomanını ağlıklı ve aıalı modlada üekl umak mümkündü. Bu e çalışmaında üç falı b aenkon mooun model bellkle dış bouklukla ve aıalaı çn aıaya dayanıklı deneleyclen aaımı ncelenmş. Genel olaak bu deneleycle doğual ve doğual olmayan fomlada gelşlmeked. en lk bölümünde k faklı mmaye ahp doğual aıaya dayanıklı deneleyc unulmakadı. Bu deneleyclen lk adapf duum ge belemel deneleyc olaak aalanmışı. İknc mma olaak baı duumlaın ölçülebl olmamaı veya ölçüm malyelenn yükek olmaı ebeb le adapf çıkış ge belemel b deneleyc önelmş. He k deneleycnn kaalılığı doğual ma eşlğ DME ve yapunov'un kaalılık eoem kullanılaak anal edlmeked. en knc bölümünde aenkon mooun doğual olmayan dnamkle nedenyle yen b doğual olmayan ve gübü fomda aıaya dayanıklı deneleyc gelşlmş. aalanan deneleyc doğual olmayan blok doğuallaşıma yönem ve doğual olmayan b kayma yüeyne ahp kayan kpl denem yönemnn bleşmd. Doğual yönemle le önelen doğual olmayan yönem kaşılaşııldığında doğual olmayan yönem daha genş b aalıka gübü çalışma öellğne ahp. Sonuç olaak önelen doğual ve doğual olmayan dayanıklı denem yönemlenn başaımı kapamlı benem onuçlaı le göelmş. 4 5 Sayfa Anaha Kelemele: Aıaya dayanıklı denem Adapf duum ge belemel denem Adapf çıkışlı ge belemel denem Doğual olmayan blok doğuallaşıma Kayan kpl denem Aenkon moo.

5 ABSRAC Ph. D. he DESIGN AND IMPEMENAION OF FAU-OERAN CONROER FOR HREE PHASE INDUCION MACHINE DRIVES Hoen OHİDİ Aaük Unvey Gaduae School of Naual and Appled Scence Depamen of Elecc and Eleconc Engneeng Depamen of Eleccal Machne Supevo: Aoc. Pof. D. Kökal ERENÜRK Relable moo dve have val mpoance n all ccal applcaon uch a aeopace anpoaon medcal and mlay yem. In hee yem any faul n moo dve may damage o machne and human lfe. heefoe neceay fo he moo dve o opeae n a elable mode n he peence of faul. Relable and afe opeaon can be povded ung faul olean conolle. Ung hee conolle yem pefomance can be kep n able fom fo boh healhy and fauly mode. h he deal wh degnng faul olean conolle fo a hee phae nducon moo n he peence of model unceane eenal ubance and faul. Geneally hee conolle have been developed n boh lnea and nonlnea fom. In he f pa of he he wo dffeen lnea faul olean conolle have been peened. F an adapve ae feedback conolle ha been degned. Snce ome of he ae ae no meauable o he co of he meauemen hgh an adapve oupu feedback conolle he been uggeed a a econd conolle. Sable of he boh conolle have been analyed ung lnea ma nequaly and yapunov ably heoem. In he econd pa of he he due o he nducon moo nheen nonlnea dynamc a novel nonlnea and obu faul olean conolle ha been developed. he degned conolle a combnaon of he nonlnea-block lneaaon and ldng mode conol wh a nonlnea ldng uface. Compaed o he lnea mehod he uggeed nonlnea mehod ha a wde ange of obu opeaon. Fnally he effecvene of he popoed lnea and nonlnea faul olean conolle ha been poven by mulaon. 4 5 Page Keywod: Faul olean conol Adapve ae feedback conolle Adapve oupu feedback conolle Nonlnea-block lneaaon Sldng mode conol Inducon moo.

6 EŞEKKÜR Bu e çalışmaı üence yadımlaını egemeyen ve değel fkleyle bana yol göeen danışman hocam Sayın Doç. D. Kökal ERENÜRK e çok eşekkü ede şükanlaımı unaım. He konuda deeklen egemeyen blg ve ecübelenden yaalandığım Sayın Doç. D. evh KARACAI ve Sayın Doç. D. Abdulame HAŞIOĞU na eşekküü boç blm. Ayıca e çalışmaı boyunca göedkle abı anlayış ve deeklenden ağladıklaı huulu çalışma oamından dolayı anneme kadeşleme evgl eşme eşmn alene ve moal kaynağım oğlum Ada ya şükanlaımı unaım. Hoen OHİDİ Eylül 4

7 İÇİNDEKİER ÖZE... ABSRAC... EŞEKKÜR... SİMGEER ve KISAMAAR DİZİNİ... v ŞEKİER DİZİNİ... v ÇİZEGEER DİZİNİ.... GİRİŞ.... KURAMSA EMEER Aenkon Mooun Maemakel Modellenme Aenkon Maknanın a-b-c Falaının qd Eken akımına Dönüşümü Sao eken dönüşümle Roo eken dönüşümle Mooun Mekank Denklem Aenkon Mooun Senkon Refean Çaı Dnamk Model Aenkon Mooun Duan Refean Çaı Dnamk Model Aenkon Mooun Vekö Denem Aıa eşh ve Aıaya Dayanıklı Denemn Genel Kavamlaı Aıa eşh çn mevcu olan çeşl yönemle Aıaya dayanıklı denem yönemle Klak Kayan Kpl Denem Kayan kpl denem yönemnn uygulanmaı Çaıı olayı ve onu aalma yönemle Yaygın kayma kuallaı Doğual olmayan kayma kpl denem MAERYA ve YÖNEM Doğual Aıaya Dayanıklı Denem aaımı Adapf duum ge belemel aıaya dayanıklı denem aaımı a. Aenkon mooun duum uayı model b. Poblemn anımı ve fomülayonu... 4 v

8 ...c. Doğudan adapf duum ge belemel aıaya dayanıklı denem Adapf çıkışlı ge belemel aıaya dayanıklı denem aaımı a. Poblemn anımı ve fomülayonu b. Doğudan adapf çıkışlı ge belemel aıaya dayanıklı denem Doğual Olmayan Aıaya Dayanıklı Denem aaımı Kayan kpl deneleyc Doğual olmayan blok denem fomu Aenkon mooun doğual olmayan blok denem fomu Kayan kpl blok deneleyc aaımı KKBD ve konolü a. Bnc KKBD meodu b. İknc KKBD meodu ARAŞIRMA BUGUARI Adapf Duum Ge Belemel Aıaya Dayanıklı Deneleycnn Benem Adapf Çıkışlı Ge Belemel Aıaya Dayanıklı Deneleycnn Benem Kayan Kpl Blok Deneleycnn Benem Bnc KKBD meodu İknc KKBD meodu a. Moo yükü duumda ken efeanı leme başaım e b. Moo yüklü duumda ken efeanı leme başaım e c. Mooa aıa ve bellk uygulanıken efeanı leme başaım e ARIŞMA ve SONUÇ... 9 KAYNAKAR... ÖZGEÇMİŞ... 6 v

9 SİMGEER ve KISAMAAR DİZİNİ F a b q d J l l m p P n q d R R l a b c V V V V V q d V V c Süünme kaayıı Sao fa akımlaı Senkon çaı eken ao akımlaı A Duan çaı eken ao akımlaı A Eylemlk momen Sao kaçak endükanı İndgenmş oo kaçak endükanı Oak endükan Sao öendükanı İndgenmş oo endükanı Kuup çf ayıı Sao ve oo agılaının anlık gş gücü Senkon çaı ekenle İndgenmş oo b fa denc Sao b fa denc Elekomekank momen Yük momen Sao fa gelmle V Senkon çaı eken ao gelmle V Duan çaı eken ao gelmle V Duan çaı ekenle Kaçak faköü Roo aman ab v

10 Duan çaıdak ao akılaı q d Senkon çaıdak ao akılaı Duan çaıdak oo akılaı q d Senkon çaıdak oo akılaı m l Senkon açıal hıı ad/ Mekank açıal hıı ad/ Roo açıal hıı ad/ Kayma açıal hıı ad/ Kıalmala AA AADD ABY AÇGBADD ADD ADGBADD AM DA DOBD DME KKD KKBD PADD Alenaf Akım Adapf Aıaya Dayanıklı Denem Aıa Belleme ve Yalıımı Adapf Çıkışlı Ge Belemel Aıaya Dayanıklı Denem Aıaya Dayanıklı Denem Adapf Duum Ge Belemel Aıaya Dayanıklı Denem Aenkon Moo Doğu Akım Doğual Olmayan Blok Denem Doğual Ma Eşlğ Kayan Kpl Deneleç Kayan Kpl Blok Deneleç Paf Aıaya Dayanıklı Denem v

11 ŞEKİER DİZİNİ Şekl.. Üç falı aenkon moounun kapalı döngüünün çeşl bölümlende aıa çıkma hmal... Şekl.. Üç falı b aenkon mooun şemak göelş... 8 Şekl.. Üç falı mooun eşdeğe k fa veköle... Şekl.. Mooun dnamk qd eşdeğe deve... 8 Şekl.4. Üç fa değşkenlenden abc enkon çaı ekenlene qd dönüşüm... Şekl.5. Üç fa değşkenlenden abc duan çaı ekenlene dönüşüm... Şekl.6. Aenkon mooun vekö konol şemaı... 5 Şekl.7. Aıa belleme mekanmalı ve aıaya dayanıklı deneml b kapalı döngü emnn genel göünüü... 6 Şekl.8. ADD ve ABY le kapalı döngü em... Şekl.9. Adapf ADD le kapalı döngü em... Şekl.. Kayma yüey... 4 Şekl.. Kayma yüeynde eşme ve kayma evele... 4 Şekl.. İdeal olmayan anahalamadan kaynaklanan eme... 5 Şekl.. Aenkon mooun KKBD denem çn blok dyagamı Şekl 4.. Duum değşkenlenn amana göe değşm Şekl 4.. =. de 4 N.m ab yük momennn uyguladığıve =.4 den baen aıalı duumda ADGBADD deneleycden elde edlen onuçla Şekl 4.. Duum değşkenlenn amana göe değşm... 8 Şekl 4.4. =. de 4 N.m ab yük momennn uyguladığıve =.4 den baen aıalı duumda AÇGBADD deneleycden elde edlen onuçla Şekl 4.5. Aenkon moo konol emnn Malab/Smulnk e oluşuulan blok şemaı Şekl 4.6. Aenkon moo modelnn Malab/Smulnk e benem şemaı Şekl 4.7. Değşk efean hılaı yük momen aıa ve bellk uygulanmış duumda KKBD deneleycden elde edlen onuçla Şekl 4.8. Değşk efean hılaı yük momen aıa ve bellk uygulanmış duumda oo akıının amana göe değşm... 9 v

12 Şekl 4.9. Değşk efean hılaı yük momen aıa ve bellk uygulanmış duumda ao fa akımlaının amana göe değşm... 9 Şekl 4.. Değşk efean hılaı yük momen aıa ve bellk uygulanmış duumda ao d q akımlaının amana göe değşm... 9 Şekl 4.. Değşk efean hılaı yük momen aıa ve bellk uygulanmış duumda kayma yüey değşm... 9 Şekl 4.. Değşk efean hılaı ve yükü duumda KKBD deneleycden elde edlen onuçla Şekl 4.. Roo akıının amana göe değşm ef =8//8 ad/ lk değşk efean hılaı alında Şekl 4.4. Sao fa akımlaının amana göe değşm Şekl 4.5. Sao ef =8//8 ad/ lk değşk efean hılaı alında d q akımlaının amana göe değşm ef =8//8 ad/ lk değşk efean hılaı alında Şekl 4.6. Kayma yüey amana göe değşm ef =8//8 ad/ lk değşk efean hılaı alında Şekl 4.7. Değşk efean hılaı ve yük momen uygulanmış duumda KKBD deneleycden elde edlen onuçla Şekl 4.8. Roo akıının amana göe değşm ef =8//8 ad/ lk değşk efean hılaı ve yük momen uygulanmış duumda... Şekl 4.9. Sao fa akımlaının amana göe değşm Şekl 4.. Sao ef =8//8 ad/ lk değşk efean hılaı ve yük momen uygulanmış duumda... d q akımlaının amana göe ef =8//8 ad/ lk değşk efean hılaı ve yük momen uygulanmış duumda... Şekl 4.. Kayma yüey değşm ef = 8//8 ad/ lk değşk efean hılaı ve yük momen uygulanmış duumda... Şekl 4.. Değşk efean hılaı yük momen aıa ve bellk uygulanmış duumda KKBD deneleycden elde edlen onuçla... 4 Şekl 4.. Değşk efean hılaı yük momen aıa ve bellk uygulanmış duumda oo akıının amana göe değşm... 5

13 Şekl 4.4. Değşk efean hılaı yük momen aıa ve bellk uygulanmış duumda ao fa akımlaının amana göe değşm... 5 Şekl 4.5. Değşk efean hılaı yük momen aıa ve bellk uygulanmış duumda ao d q akımlaının amana göe değşm... 6 Şekl 4.6. Değşk efean hılaı yük momen aıa ve bellk uygulanmış duumda kayma yüey değşm... 7

14 ÇİZEGEER DİZİNİ Çelge.. Aıa modlaı... 4 Çelge 4.. Aenkon moo paameele Çelge 4.. ADGBADD meod AÇGBADD meodla kaşılaşıılmaı Çelge 4.. Bnc KKBD meod knc KKBD meodla kaşılaşıılmaı... 8

15 . GİRİŞ Üç falı aenkon moola yükek veml olmalaı a bakım eme düşük üem malyele deneleme yönemlenn çeşllğ ba ve dayanıklı yapılaı nedenyle endüde ıklıkla kullanılmakadı. Son yıllada mkoşlemcle güç elekonğ deve elemanlaındak hılı lelemele ve maleme eknolojndek gelşmelele alenaf akımla çalışan yükek vemllğe ahp üç falı aenkon mooun kullanımı gdeek amışı Bogan e al. 5; Gaed and Mohamed. Bu çeş moolaın olağan deneleycle k ana kıma ayılmakadı. Bnc gupa açık döngü konolü çeen deneleycle bulunmakadı. Bu deneleycle uygulamada oa evyede ayılablecek b pefomana ahple. Bu çeş aaımlaa aşağıdak önekle göelebl: Kaalı ve üekl çalışma koşullaında üç falı aenkon moounun adeleşlmş modelne dayalı çeşl deneleyclen aaımı Sao gelmnn fekana göe oanını ab uma eaına dayalı üç falı aenkon moolaın konolü V/f İknc gupa üç falı aenkon moo deneleyclenn aaımı kapalı döngüyü konol çnd ve bunlaın pefomanı çalışma koşullaında bnc guba göe çok daha yükek olduğu göelmş Mano e al. 99. Son yıllada b çok çalışma ve makalede bu ü deneleycle ve onlaın pefoman değelendlme hakkında ncelemele yapılmışı aham e al. 6; Abd e al. 7; Jamou e al. 7; Nace e al. 7; Noaman 8. Bu yönemle çende yoğun çalışma alanı bulan uygulamalaa önek olaak: Dolaylı alan yönlendmel konol yönem vaıaıyla üç falı aenkon moolaın konolü

16 Gelşlmş dolaylı alan yönlendmel konol yönem vaıaıyla üç falı aenkon moolaın konolü Ge beleme doğuallaşıma konol yönem vaıaıyla üç falı aenkon moolaın konolü Doğudan momen konolü vaıaıyla üç falı aenkon moolaın konolü Paflk yönemle vaıaıyla üç falı aenkon moolaın konolü Ancak on yıllada bu ü moolaın kapalı döngülenn konolünde oaya çıkan aıala yüünden pefoman düşüklüğünün elaf edlme konuu yoğun lg gömeked. Şekl. de göüldüğü gb üç falı aenkon moolaın kapalı döngülen konol eme üecnden oaya çıkan aıala genelde üç kıma ayılmakadı Iemann 4: - Akım ve hı enöle dahl çeşl enöleden kaynaklanan aıala - Üç falı aenkon moolaın üücülenden kaynaklanan aıala - Üç falı aenkon moolaın çyapılaı yüünden kaynaklanan aıala Şekl.. Üç falı aenkon moounun kapalı döngüünün çeşl bölümlende aıa çıkma hmal Aıalaın bnc çeşd üç falı aenkon moolaın enöle le lgld. Senöle le lgl aıala daha çok DA offe enö ken ve enöün başaıılığından kaynaklanmakadı. Aıalaın knc çeşd üç falı aenkon moolaın üücüle le lgld. Süücü aıalaı genelde k çeşe ınıflandıılmakadı. Bnc çeş aıala

17 b anahaın hehang b bacağında açık devenn veya kıa devenn oaya çıkmaıyla oluşula. Bu duumda öel şala alında moo b falı olaak çalışmaya devam edebl. İknc çeş denge üç falı güç kaynağı ve DA ha kondanaöünün aıalaının oaya çıkmaıyla oluşu Dongmo e al. 7. Aıalaın üçüncü çeşd üç falı aenkon moolaın çyapıı le lgld. Bu ü aıala elekk aıalaı ve mekank aıala olaak k çeşde ayılmakadı Dae 7. Elekk aıalaına önek olaak aoda kıa deve oluşmaı oo çubuklaının kıılmaı mekank aıalaa önek olaak e dnamk ve ak hava boşluğu ekanklğ eccency aıalaı ulman aıalaı şaf buulma aıaı ve yük aıalaını veebl. Bu ü emlede en çok oaya çıkan aıala ulman aıalaı ve ao agıında oaya çıkan aıala olaak fade edlmş. Bu ü aıalada genelde dabel momenn aışı kayıplaın çoğalmaı oo akıında değşklkle doyma olayı ve ıcaklığın yükelş ve aynı halde moo vemnn düşme gb olaılıkla mevcuu. Bu doğuluda üçüncü gup aıalaın kıa b amanda anımlanmaı ve gdelme onlaın enmeyen eklenn oadan kaldıılıp moo pefomanının aıılmaında öneml ölçüde ekl olmuşu. Aıaladan kaynaklanan pefoman düşüklüğünün elaf edlme aıalaın şdde yüünden üücüle enöle ve mooun ç yapıına cdd b aa velmemene bağlıdı. Ak akdde nceleme opeayonundan ona moo lgl oumlu aafından hemen duduulmalıdı. Endüyel emlede aıa anımlama üec genelde k yönem le yapılmakadı: Bu yönemleden bnde aıayı eşh emek çn maemak ya da dnamk b modele hyaç yoku. Üç falı aenkon moolaın ç yapılaında oaya çıkan aıala aıanın çeşdne bağlı olan bell fekanlı ahe hamonk akımla ve aıanın şddene bağlı olan bel falı akımlaı aoda üeğ çn çeşl aıa anımlama yönemle le modele bağlı olmayaak geçekleşleblmeked. Bunlaa b kaç önek olaak hılı Foue dönüşüm anal yönem FF ao akımlaında aıalaın ekn anal eme yönem ao akımlaının fekan ve aman pekumlaını anal eme yönem onlu elemanla yönem FEM yapay n ağlaı yönem ANN ve

18 4 bulanık yönemle ayılabl Combael e al. ; and Mechefke 4; Abdeelam and Guy 7; Sngh and Kaa 9. Endüyel emlede aıalaın anımı çn kullanılan başka b yönem e maemak ya da emn duum uay modelne bağlı olan yönemd Iemann 4. Bu yönem b dnamk flenn aaımı gş ve çıkışın nceleme le aıa anımını yapmakadı. Üç falı aenkon moolaın ç yapılaında oaya çıkan aıalaın eşh çn faklı efean çaı yönemlenn kullanımı ve doğual olmayan ahmn edc ealı olaak aalamak oldukça yaygındı. Geçek amanlı uygulamalada aık edual nyaln genlğ endüyel emlede oaya çıkan aıalaın şdden göemeked. Endüyel aaımcıla emlen büün duumlaında aıalı aıaı ve aıadan ona vem ve pefomanını yükelmek çn aıaya dayanıklı denem ADD emn önemekedle. Böylece aıa şdde anımlanan aık şae mkaından a e em mkan dahlnde en uygun koşullala çalışmaya devam edeblecek. Üç falı aenkon moolaın ç yapılaında meydana gelen mekank aıala genelde düelleblen aıala çeşndend. Ancak elekk aıalaı ve öellkle ao ve ooun bobn aımında oaya çıkan aıala çok şddel aıaladan ayılmaka olup baen mooun ç yapıına cdd haala veeblmekedle. Buna göe bu çeş aıalaın eşhnden ona mooun hemen duduulmaı önemld. Semn pefomanında aıanın enmeyen eklen elaf emek çn aıaya dayanıklı denem aaımı k faklı yaklaşım olan akf ve paf yaklaşım yönemle le yapılmakadı Blanke e al. ; Iemann 4. Paf aıaya dayanıklı denem PADD aaımı aaım aşamaında emn aıalaa kaşı dayanıklı olmaı çn kapalı döngü konolünde baı bell aıalaın oaya çıkmaını öngömeked. Böylece ökonuu aıalaın oaya çıkmaı duumunda em pefoman bakımından daha y çalışabl. Bu konol em genelde yükek güvenlkl b konol emne ulaşmak çn dağıık duum ge beleme kavamını kullanaak çok konollü b yapıdan faydalanmakadı. Paf aıaya dayanıklı denem yönem çok

19 5 üücüü olan emle çn kullanılmakadı. Bu doğuluda önelen yönemle b ya da daha çok üücünün başaıılığa uğadığı duumda kapalı döngü emn kaalı umaya öel önem vemekedle. Bu aej üç falı aenkon moolaın üücülende güç anahalaının başaıılığından kaynaklanan aıalaın oaya çıkığı ya da b ve bden çok akım veya hı enöünün çalışama olduğu duumlada çok kullanışlıdı. Akf aıaya dayanıklı denem AADD yönemnde e paf yaklaşıma ı olaak aıa olayı çıkıkan ona konol edc yapının yenden bçmlendlme le kapalı döngü kaalılığı ağlanı ve pefoman düellme yapılı. Genel olaak bu yönemde aıa kıa b amanda eşh edldğnden aıanın oaya çıkışından ona konol edcnn yenden yapılanmaı çn fala konol nyalle üelmeked. Sonuça emn uygun pefomanı çn ekl değşklklen yapılmaına emn haılanmakadı. Alında akf aıaya dayanıklı denemn kullanılmaı pefoman düşüklüğüne ebep olan aıalaın oaya çıkışından ona emn şleyşn yleşmek çn çok uygundu. Üç falı aenkon moolaın ç yapılaında oaya çıkan a şddel aıala mooun pefomanını düşüen aıala gubundandı. Buna göe akf aıaya dayanıklı denem yönemn kullanmak aıalaın oaya çıkışından ona mooun pefomanını on deecede yükelmek çn uygundu. Semde aıa vaken aıaya dayanıklı denem yönemlen kullanmakıın konol amaçlaına vamak olanakıdı ve olağan deneleyclele bu amaçlaın geçekleşlme mkanıdı Bonveno e al. 4; Zhang e al. 4; Ye and Yang 6; ombae e al. ; Mhankhah e al.. Bu e çalışmaı oplam beş bölümden oluşmakadı. Bnc bölüm gş bölümü olup ba anlamda çalışmanın konuunu öelemeke amaç ve yöneme ışık umakadı. Bölüm de aenkon mooun modellenme çn geekl dnamk denklemlen elde edlme aenkon mooun vekö konolü ve bu e çalışmaında kullanılan konol yönemle hakkında blgle velmş. Bölüm de çöüm olaak aenkon mooun aıaya dayanaklı denem çn doğual ve doğual olmayan deneleyclen aaımı anlaılmakadı. Doğual deneleycle çende adapf duum ge belemel aıaya

20 6 dayanıklı denem ADGBADD ve adapf çıkışlı ge belemel aıaya dayanıklı denem AÇGBADD olmak üee k faklı deneleyc aalanmışı. Doğual olmayan deneleyc olaak kayan kpl blok denem KKBD yapıı aalanmışı. Bölüm 4 de aenkon mooun denem çn önelen ADGBADD AÇGBADD ve KKBD nn benem onuçlaı velmş ve değelendlmş. Bölüm 5 de e bu e çalışmaından elde edlen benem onuçlaı genel olaak youmlanmış ve önelen ADGBADD AÇGBADD ve KKBD nn olumlu ve olumu yönle değelendlmş.

21 7. KURAMSA EMEER Bu bölümde aenkon moounun maemakel modelle eken dönüşümle vekö denem aıaya dayanıklı denemn genel kavamlaı ve klak kayan kpl denem yönemle hakkında blgle velecek... Aenkon Mooun Maemakel Modellenme Maemakel model mooun davanışını hem geçc ve hem de üekl hal çn eml emeked. Bu nedenle aenkon mooun maemakel model onun fkel davanışının benemn yapmak veya b algomaya dayanaak geçek amanda denem geçekleşmek çn geekld. Maemakel modelle mooun geçek fkel davanışına oldukça uyumlu olmalı ve o davanışı y b şeklde yanımalıdı. Model ba olmalı ve en a vaayıma dayanaak oluşuulmalıdı. Ama aenkon moolaın oo agılaı ao agılaına göe haeke eğnden dnamk deve modelle doğual olmayan ve amanla değşen dfeanyel denklemle le anımlanabl. Bu duum moo deve modelnn çöümünün kamaşık ve o b hal almaına neden olu. Bu nedenle üç falı aenkon moolaın dnamk analnde k eken eo le elde edlen k faa dönüşüülmüş duum uay model kullanılı Kaue e al.. Üç falı b aenkon mooun şemak göelş Şekl. de göülmeked.

22 8 Şekl.. Üç falı b aenkon mooun şemak göelş Sncap kafel aenkon makne modelnn elde edlme çn yapılan vaayımla aşağıda ıalanmışı Ong 997; Kaue e al. : Hava aalığında akı nüodal bçmded Sao agılaı yıldı bağlı mek ve nö nokalaı yalıılmışı Doyma dş ve oluk ekle hmal edlmş Magnek kıımlaın geçgenlğ onu vaayılmışı Hee ve fuko kayıplaı hmal edlmş Akım yığılmaı de olayı hmal edlmş Dençle ve endükanlaın ıcaklıkan bağımı olduklaı vaayılmışı. Üç falı aenkon mooun akı ve gelm aaındak bağınıla Eşlk. ve. de velen denklemlele göelebl. Sao gelm denklemle:

23 9 V V V a b c R R b R a c d a d b d c. Roo gelm denklemle: V V V a b c R R R a b c d a d b d c. Üç falı aenkon mooun akı ve akımlaı aaındak bağınıla e Eşlk. dek denklemlele göelebl. abc abc abc abc abc abc abc abc. Buada abc a b c abc a b c abc a b c abc a b c d.

24 Sao öendükan ve oo öendükan ma l m m m l m m m l cc cb ca bc bb ba ac ab aa abc.4 l m m m l m m m l cc cb ca bc bb ba ac ab aa abc.5 olaak bulunu. Sao ve oo agılaının oak endükan ma cb ca bc bb ba ac ab aa abc co co co co co co co co co cc.6 cc cb ca bc bb ba ac ab aa abc co co co co co co co co co.7 olaak bulunu. Buada dı. Yukaıdak eşlkleden göüldüğü gb: abc abc elde edl.

25 Yukaıda çıkaılan denklemle düenlene üç falı aenkon mooun gelm ve akımlaı aaındak bağınıla aşağıdak denklemlele göelebl: V V abc abc R abc R abc abc abc d abc abc abc abc abc abc.8 Buada R abc abc R R R R R R R d... Aenkon Maknanın a-b-c Falaının qd Eken akımına Dönüşümü Eken dönüşümle onucunda aenkon moolaın dnamk davanışının modellendğ vekö dönüşümle oaya çıkmış ve yükek başaımlı hı üücülenn denemnde kullanılan vekö denem yönemlenn emeln oluşumuşu. Şekl.. Üç falı mooun eşdeğe k fa veköle

26 ... Sao eken dönüşümle Saoun denklem dönüşüm bağınılaı aşağıdak şeklde olu. qd abc f qd f abc qd f f qd qd co n co n co n qd co co co n n n Buada eken dönüşüme açııdı ve dı. Aenkon mooun aöünde üç faa a büyüklükle a b c efean eken emnden qd emne aşağıdak gb dönüşüülebl. Eşlk. yenden yaılıa abc abc abc d abc V R.9 olaak elde edl.

27 abc qd V qd V abc qd qd abc qd qd. Bu duumda Eşlk. Eşlk.9 de yene yaılıa; qd abc qd d qd V R qd. qd qd olaak bulunu. Buada R abc R R R I R dı. Eşlk. n he k aafı qdo le çapılıa bu denklem aşağıdak gb yenden yaılabl. qd qd qd d qd d qd V R qd qd. Buada d d qd qd d d

28 4 co n co n co n qd d d dı. qd qd d. d.4 Bu denklemle Eşlk. de yene yaılaak Eşlk.5 aşağıdak gb yenden düenlenebl. qd qd qd qd qd d R V.5... Roo eken dönüşümle Rooun denklem dönüşüm bağınılaı aşağıdak şeklde olu. qd qd abc abc qd qd f f f f

29 5 qd co n co n co n Dönüşümünde aenkon mooun oounda üç faa a büyüklükle a b c efean eken emnden qd emne aşını. Eşlk. yenden yaılıa abc abc abc d abc V R.6 olaak elde edl. abc qd V qd V abc qd qd abc qd qd.7 Bu duumda Eşlk.7 Eşlk.6 da yene yaılıa; qdo abc qdo d qdo V R qdo qdo qdo.8 olaak bulunu. Roo denklemlen de e bene şeklde dönüşümle yapılıa.9 qd qd qd d qd qd V R

30 6 olaak elde edl. Yukaıda çıkaılan Eşlkle.5 ve.9 düenlene aenkon mooun elekkel devenn model Eşlk. dek gb yaılabl. d q d q d q d q d q d q d q d q d R R R R R R V V V V V V. Sao ve oo akı halkalanmalaı akımlaa bağlı olaak ma şeklnde aşağıdak gb elde edl. d q d q l m m l m m d q d q. Buada aşağıdak gb yaılabl. l m l m

31 7 Dengel emlede V ve V değelended. Sncap kafel b aenkon moo çn V ve V dı. Eşlk. den ıfı gelm bleşenle hmal q d edle aenkon mooun elekkel devenn model Eşlk. ve. dek gb yaılabl. Sao qd gelm denklemle; V V q d R R q d d d q d d q. Roo qd gelm denklemle; R R q d d d q d d q. Eşlk. ve. de akı yene anyedek akı yaaak Sao qd gelm denklemle; V V q d R R q d b b d d q d b b d q.4 Roo qd gelm denklemle; R R q d b b d d q d b b d q.5 olaak bulunu. Buada anyedek akıdı ve aşağıdak gb elde edl.

32 8 b Buada f anyedek elekkel adyandı. b aed Sao ve oo aaındak manyek keneleme de dkkae alınaak elde edlen aenkon mooun qd efean çaı eşdeğe model Şekl. de velmş. Şekl.. Mooun dnamk qd eşdeğe deve a q eşdeğe deve b d eşdeğe deve.. Mooun Mekank Denklem P n ; Sao ve oo agılaının anlık gş güçle olmak üee P n abc abc abc abc V V.6

33 9 ve qd değşkenle cnnden anlık gş gücü P n V q q V d d V q q V d d.7 olaak yaılabl. Eşlk.7 de.4 ve.5 Eşlkle yene yaılıa üç çeş güç elde edl. d R bakı kayıplaı agıla aaındak manyek alan enej değşm oanını ve e mekank şe dönüşüülen enej oanını eml emeked. Mooun üeeceğ elekomekank momen emlenn oplamı le vel. P [ dq qd dq qd ].8 b b Buada P emlenn oplamıdı. Eşlk. de velen akı bağınılaından d q q d dq qd olaak elde edl. Eşlk.8 oo hıına bölünüe mooun üeeceğ elekomekank momen P p dq qd.9 m b olaak elde edl. Buada m mekank hıdı ve m p olaak bulunu. Mooun haeke denklem yukaıdak blgle ışığında aşağıdak gb elde edl.

34 J d m F m l. Buada goemeked. l yük momenn J eylemlk abn F üünme kaayıını.4. Aenkon Mooun Senkon Refean Çaı Dnamk Model Üç falı b aenkon mooun enkon çaı ekenlene dönüşüm Şekl.4 de göüldüğü gb elde edlebl. Eşlk.4 ve.5 de yene yaılıa üç falı aenkon moo çn enkon efean çaıdak gelm denklemle Şekl.4. Üç fa değşkenlenden abc enkon çaı ekenlene qd dönüşüm Sao qd gelm denklemle;

35 V V q d R R q d b b d d q d b b d q. Roo qd gelm denklemle; R R q d b b d d q d b b d q. olaak yaılabl. Momen denklem; p dq qd. b olaak elde edl. Bu denklemledek büün değşkenle dönmeked. enkon hıı le.5. Aenkon Mooun Duan Refean Çaı Dnamk Model Üç falı b aenkon mooun duan çaı ekenlene dönüşüm Şekl.5 de göüldüğü gb elde edlebl. Eşlk.4 ve.5 de yene yaılıa üç falı aenkon moo çn duan çaıdak elekkel model

36 Şekl.5. Üç fa değşkenlenden abc duan çaı ekenlene dönüşüm Sao gelm denklemle; b b d R V d R V.4 Roo gelm denklemle; b b b b d R d R.5 olaak yaılabl. Momen denklem; b p.6

37 olaak elde edl. Daha önce ö edldğ gb b aenkon mooun model 5 ade doğual olmayan denklemden oluşmakadı. Bu öellkle gö önüne alınaak konol açıından bakıldığında oldukça kamaşık ve o b em oaya çıkmakadı. Bu emn konolünü ağlamak çn doğual olmayan konol kuallaının gelşlmene geek vadı..6. Aenkon Mooun Vekö Denem Alan yönlendmel konol olaak da blnen vekö denem b vekö le eml edlen ao akım ve gelmlen hem genlk hem de fa bakımından denelemey hedeflemeked. Bunu geçekleşmek çn denem yönem amana ve hıa bağımlı falı b em amandan bağımı k koodna q d koodnalaı emne dönüşüen dönüşümlee hyaç duymakadı. Bu dönüşümle kullanıldığında AA mooun yapıının b DA mooun yapıına bene olduğu ve bu nedenle AA mooun DA mooa bene b şeklde denelenebleceğ göülü. Vekö deneml moo; gş efeanı olaak q koodnaı le çakışık momen bleşenne ve d koodnaı le çakışık akı bleşenne hyaç duymakadı. Bu denem yönem bahedlen dönüşümlee geek duyduğundan denem yapıında elekkel değşkenlen an değele he an çn mevcuu. Bu bakımdan vekö deneml mooun pefomanı amakadı. Çünkü ao akımının momen ve akı bleşenlenn efean değelene ulaşmak ve haa doğudan momen konolünü yapmak kolaylaşı. qd enkon efean çaıda momen fade Eşlk.7 de veldğ gb değş..7 d q Buada oo akıı ab uulua veya ab olduğu kabul edle momen le d momen bleşen q aaında doğual b lşk elde edl. Bu nedenle vekö denemndek akı ve momenn bbnden bağımı denem ayende akı ab

38 4 uulaak ao akımının momen bleşen le ebe uyaımlı b doğu akım moou gb momen doğual olaak deneleneblmeked. Aenkon moolaın vekö denem ao oo veya hava aalığı akı vekölenden bnn yönlendlme le geçekleşl Hanefo ; Şahn 6. Velen konol şemaına göe moo konolünün yapılablme çn mooun k fa akımının ve hı/konumun ölçülme geek. Mooun konumuna ve -fa akımlaına a blgle vaa Clake ve daha ona Pak dönüşümleyle d ve akımlaı q heaplanabl. Mooun konumu ölçülüyoa hıı hıı ölçülüyoa konumu heaplanabl. Ölçülen hı m efean hı m ef le kaşılaııldıkan ona aadak fak blg hı deneleyc aacılığıyla mooun efean momen bleşenne ef dönüşüülmeked. Akı bleşen ef efean akımı da ab b değe olaak gl. Momenn ve akı bleşenlenn efean değelenden q ef ef ve p m ef d ef ef akım efean değele elde edl. q ef m ve d ef bellendken ona ölçülen moo akımlaı q ve d le kaşılaşıılı. Aadak fak akım konolöle aacılığıyla efean Vq ve Vd gelm değelene dönüşüülü. Bu gelmle e Clake ve Pak dönüşümle aacılığıyla efean V V ve a b Vc gelm değelene dönüşüülü. Bu gelmlen bünyende hem genlk hem de fekan bakımından mooa uygulanmaı geeken gelmlen blg mevcuu. Bu nedenle çeşl modülayon eknkleyle konollü güç kaynağında bulunan yaı leken anaha elemanlaının üülme çn lgl PWM nyalle üeleblmeked. Üç falı b aenkon mooun vekö konol şemaı Şekl.6 da göüldüğü gb elde edlebl. Vekö konol yönem k faklı kıma ayılı: Doğudan vekö denem yönem Dolaylı vekö denem yönem

39 5 Şekl.6. Aenkon mooun vekö konol şemaı.7. Aıa eşh ve Aıaya Dayanıklı Denemn Genel Kavamlaı Sem eo açıından genel olaak aıaya dayanıklı denem ADD geçek em model ve aıaya dayanıklı denemnn ekleşm le lşkld. Şekl.7 de deneleyc öcüğünün genel b kavamı vadı. Yan deneleyc adece nomal ge ve le beleme döngülene ahp olmakan yade deneleyc yapıyı ayn eden b kaa vec ekend. Bu eken aıanın oaya çıkışını eşh emek ve aıanın oaya çıkığı akdde kapalı döngüyü uygun pefoman düeynde umak çn emn davanışını ncelemeked. Genelde emlen oaya çıkan aıala kaşıında dayanıklı olmalaı çn b çok yaklaşımla gelşlmş. Bu yönemlen avanaj ve ekklkle gö önünde bulunduaak he konol em çn en uygun yönem eçlmeld.

40 6 Şekl.7. Aıa belleme mekanmalı ve aıaya dayanıklı deneml b kapalı döngü emnn genel göünüü Aşağıdak bölümlede öe olaak aıa eşh kavamı çn öneml yaklaşımla ve aıaya dayanıklı denem kavamlaı ncelenmş..7.. Aıa eşh çn mevcu olan çeşl yönemle Semlede aıayı eşh eden yönemle aşağıdak gb k genel bçmde ınıflandıabl Maone and uca 6; Peew e al. 7; and Dahhou 8. - Aıayı baı nyallen ınıal ncelenme yadımı le eşh emek: Aıayı eşh eden gelenekel yönemle nyallen ınıal nceleme ya da öel eçlmş nyallen pekum analn çemekedle. Bu yönemlede bell nyalle gölen ve onlaın mkalaı üekl olaak eşk b mkala mukayee edel. Eğe gölenen nyallen mkaı eşk lmnden daha çok olua aıayı eşh eden em çalışmaya başla ve emde aıanın oaya çıkığını göe. - Model abanlı aıa eşh yönemle: Bu yönemde b nyaln geçek ve analk

41 7 olaak ölçülmenden elde edlen k faklı değe bb le mukayee edl ve bu ölçülen değelen faklılıklaı aıayı eşh emek çn b ölçü gb kullanılabl. Bu ü yönemle modele dayalı model abanlı yönemle dye adlandıılmakadı. Aıayı eşh eme ve onuça aıaya dayanıklı denem emn aalamanın gelenekel yönemle aşağıda değnlecek nedenle yüünden çok yükek malyel ve daha çok donanıma ahp yönemled. Bu yönemlede bkaç akım fala enö üücü ve blgaya bell paameelen konolü ya da ölçülme çn kullanılmakadı. Bu ü emlede enöle üücüle ya da emn he hang b bölümünde b aıa çıkınca yedekle çalışmaya başlamaka ve aıalı bölüm ole edlmeked. Bu duumda aıa eşh em çalışı ve emn b paçaının yedeğn kullandığını ve aıl paçanın bouk olduğunu göe. Böylece opeaö bouk paçayı ağlam olan paça le değşebl ve onu yenden yedek paça gb kullanabl. Model abanlı aıa eşh yönemlende aıayı eşh emek çn aık şae dye b şae kullanılmakadı. Bu aık şae genelde ölçülen şae ve onun ahmn edlmş mkaının fakıdı. Bu ahmn emn maemakel modelne dayalıdı. Böylece ahmn nyal ve ölçülen nyaln kaşılaşıılmaı le oaya çıkan aıanın b kaayıı heaplanı. Bu ayede emde aıa çıkığı anlaşılabl. Semn kend ağlam e ve emde b aıa oaya çıkmamışa bu k mkaın fakı yaklaşık ıfıa eş olmalıdı. Ancak emde he hang b nedenle b aıa oaya çıkmışa bu duumda enöün ölçüğü mka aıanın olmadığı duumdak mka le faklı olacak ve aık şae ıfı olmayacakı. Aık şaen ıfı olmamaı emde b aıanın oaya çıkığını göemeked Mhaka e al. 6. Günümüde daha çok model abanlı aıa eşh yönemle kullanılmakadı. Aıaya dayanıklı denem emlenn aaımı maemak modelle le yapılabl. Aıa onlne olaak model ve ölçülmüş şaelen blgle le eşh edl. Daha ona model aıanın çıkığı duum le kaşılaşıılı ve kapalı döngü denem em kendne uygun çalışma ağlayablme çn yenden aalanı.

42 8 Aık şae kullanma yönemnde baı ınılamala mevcuu. Öneğn aık şae emde oaya çıkan aıanın büyüklüğü ya da mkaı hakkında be b blg vememeked. Başka b deyşle aık şae adece emde aıanın çıkışını eşh edebl ve bu nyal ncelemekle aıanın çıkığı ye blg de elde edlebl. Günümüde emlede oaya çıkan aıanın büyüklüğü ve mkaı hakkında blg ednme yönemle aıa ahmn eaına dayalıdı. B konol emnde oaya çıkan aıanın büyüklüğünü ahmn eme yaklaşım ve üecne aıa ahmn üec den Mhaka e al. 6. Aıaya dayanıklı denem emle aaımında baı ekn yaklaşımla aıa ahmn eaına dayalıdı. Bu konuda dkka edlme geeken konu aıa ahmn üec y yapılıa ve emde oaya çıkan aıa yce düelle bu yönem aık şae üemne dayalı aıa eşh yönemle çn y b alenaf ayılabl. Alında aıayı ahmn emekle hem emde aıanın valığı eşh edl hem de aıanın ye bellen. Ayıca oaya çıkan aıanın büyüklüğü ve mkaı hakkında da b ıa blgle elde edl. Sonuç olaak genelde modele dayalı aıaya dayanıklı denem emle fkel falalığa dayalı ek yönemle kaşıında emlen güvenllğn aımak çn daha ucu b yönem olaak ayılablmeked..7.. Aıaya dayanıklı denem yönemle Aıaya dayanıklı denem yönemle genelde k kıma ayılmakadı Maone and uca 6; Mhaka e al. 6; Peew e al. 7; and Dahhou 8.. Paf ya da ekn olmayan yönem. Akf ya da ekn yönem Paf ve akf denem yönemle aıaya dayanıklı denem yönemlenn k genel çeşd. Paf yönemlede denem eknkle b ab deneleyc aaımı çn kullanılı ve b ıa önceden öngöülmüş aıala kaşıında emn uygun çalışmaı ve kaalılığı ağlanı Zhang and Jang 8; Goodwn and Sn 9.

43 9 Paf yönemde deneleycnn aaımı kolaydı. Çünkü deneleyc öngöülmüş aıala çn aalanmakadı. Öe yandan bu ü deneleyclen ab dnamkle olduğu çn aıaya dayanıklılık kapae ınılıdı. Blnmeyen aıala çn deneleycnn aaımı çok muhafaakâlıkla yapılmaka ve denem pefomanı uygun olmayabl. Halbuk akf yönemlee dayalı aıaya dayanıklı denem yönemle öngöülmemş aıala çn de kullanılabl öellked. Bu k yönem kaşılaşıılacak olua akf yönemle çeşl ve anımlanmamış aıa üle çn paf yönemlee göe daha a muhafaakâlık yapılmaka ve buna göe akf yönem çoğu duumda ech edlmeked. Ancak akf yönem de ekk değld ve kendne ögü ınılamalaı vadı. Bu ınılamala lgl bölümde açıklamalı olaak ncelenecek. Akf yönemlede k genel yaklaşım vadı. Bunla ıaıyla Zhang and Jang 8; Goodwn and Sn 9; Benoman ; Yang e al. ; Aıa belleme ve aıa yalıım yaklaşımlaı Aıaya dayanıklı denem çn adapf yaklaşımla Çeşl denem emlenn eçm çn akf aıaya dayanıklı denem yönem paf aıaya dayanıklı denem yönemne göe daha enek. Nekm daha uygun denem em eçlp en y pefoman elde edlebl. Akf aıaya dayanıklı denem em b haa yalııcı mekanmaı ve b de aıa valığını eşh eme mekanmaından oluşan yalıım ve eşh yönemle eaına göe aalanı. Bu em Şekl.8 de göelmş. Aıayı belleme ve yalıım ABY mekanmaı aıanın ken amanı ve aıanın ken konumu gb blgle çemeld.

44 Şekl.8. ADD ve ABY le kapalı döngü em Aıayı elaf emenn b başka yönem e adapf yönemd. Aıa belleme ve yalıım ABY mekanmaı genelde em kuulaından meydana gelen aıalaın çeşd hakkında opeaö çn ken blgle vememeked Zhang e al. 4; Zhang and Qn 9. Bu yapı Şekl.9 da göelmş. Şekl.9. Adapf ADD le kapalı döngü em Aıaya dayanıklı denem aaımı çn mevcu olan çeşl yaklaşımlaın anııldığını göönünde bulunduaak açıklanan yaklaşımlaı aşağıdak gb ınıflandıabl:

45 - Aıanın amanı duumu ve büyüklüğünü eşh eme emell olan yaklaşımla: Semn aıa çıkışı blnmel ve aıanın çeşd le konumu bellenmeld. - Denemn yenden aalanmaı: Deneleyc büün emn au edlen amaca ulaşmaı çn aıanın oaya çıkığı aman kendn emn vaolan duumuna uydumalıdı. Semde aıa vaken aıaya dayanıklı denem yönemlen kullanmakıın konol amaçlaına vamak olanakıdı ve klak deneleyclele bu amaçla geçekleşleme..8. Klak Kayan Kpl Denem Bu bölümde klak kayan kpl denemn öellkle ve uygulama yönemle ncelenecek. Aşağıdak n deecel doğual olmayan em gö önüne alınacak olua: n f g u f d.8 Bu emde [ n duum veköü ] f ve g duum ve aman vekölenn bell fonkyonlaı f model düelmenn bellğ f u denem veköü ve d d e amana bağlı boucudan baele f ve d bell paameeled. Amaç modeln bellklene ve dış bouculaa ağmen duum veköü efean veköünü ef leyebleceğ b denem kualını aalamakı.

46 .8.. Kayan kpl denem yönemnn uygulanmaı Kayan kpl denem yönem aaımının aşamalaı aşağıda veldğ gbd Slone and 99: - Kayma yüeynn eçlme: Kayma yüey emn dnamk öellklene göe eçl. Öneğn Eşlk.8 dek em çn kayma yüey aşağıdak gb anımlanabl: n en ce.9 Buada e ef leme haaı ef au edlen duum değşken ve P c c n c... c n e kayma yüey kaayılaı olup değele n cn polnomunun köklenn dülemnn ol yaıında olacak şeklde eçlmeld. Eşlk.9 dak haa em lşknn doğual olduğu çn ökonuu kayma yüeyne doğual ya da nomal kayma yüey den. - Süek denem kualı öne: Süek denem aej onlu aman çnde kayma yüeyne vamak çn uygulanı. Aıl amaç anahalamalı denemn aaımıdı. Öyle k em kayma yüeyne ulaşııp onun üende uabln. Bu haekee kayma haeke den ve aşağıda fade edldğ gb k öneml aşamaı vadı Slone and 99: a Eşme eve aşamaı: Bu aşamada emn duumu he hang bncl nokadan onlu amanda kayma yüeyne gel. b Kayma eve aşamaı: Kayma yüeynde emn kayma haeke vadı ve bu yüeyde kalı. Başka b deyşle kayma yüey çekc olaak göev yapmakadı. Kayma haekenn kaakee edlmende ve üek denem kualınının eldende

47 yapunov yönem kullanılı. Denem kualını bellemek çn yapunov fonkyonu aşağıdak gb anımlanı: V.5.4 Buada V ve bncl duum haç V olmalıdı. Çok gşl emle çn veköel yapıda olduğu çn yapunov fonkyonu V.5. bçmnde anımlanı. Eşlk.8 de anımlanan emnn kaalılığı çn geek ve yee şa Eşlk.4 dek gbd: d V.5.4 Başka b deyşle.gn veya gn.4 Yukaıdak denkleme kayma yüeyne ulaşma koşulu den. Eşlk.4 de gn gnum fonkyonudu. Kayma yüeyne ulaşmanın anlamı Şekl. ve. de göelmş ve buada kayma haeke b n em çn göelmş Slone and 99. dışındak em duumu ona doğu haeke emeye başlamış ve bellkle le boukluklaa ağmen enlen mkaa doğu kaymakadı.

48 4 Şekl.. Kayma yüey Şekl.. Kayma yüeynde eşme ve kayma evele Süek denem kualının aaımı çn önce u eq eşdeğe konol kanunu emn kayma yüeyne gmen ağlayacak bçmde anımlanı. Daha ona bellk emle ve kayma yüeynde haeken ağlanmaı çn b anahalama em eklen. Bu kavam.4 bağınıında açıklanmışı:

49 5 ueq g u u K K w eq d f w f gn n ef n c e.4 Yukaıdak denklemde K w kayma kaancıdı..8.. Çaıı olayı ve onu aalma yönemle Kayma kplnn deal davanışı anahalama fekanının onu olduğu amandı. Ancak anahalamada aman geckme oanın kayma yüeynden ba apmaına ebep olu. Bu apma defalaca ekalanı ve oa yne kayma yüeyne ge döne. Bu emele u konol kualının üeklğ le onuçlanıp pake emn yıpanmaına ebep olu. Şekl. de çaıı chaeng olayı açıkça göelmş Peuque and Babo. Şekl.. İdeal olmayan anahalamadan kaynaklanan eme Genel olaak çaıı olayı ya da enmeyen olayonla çok aalıdı. Çünkü deneleyc çabaını çok fala haca. Sonunda modelde ıcaklık kayıplaına ve

50 6 mekank yıpanmalaa yol aça. Bunun çn çaıının aalılmaı çok önemld. Kayan kpl denem yönemnde çaıı yı aalmanın üç yönem mevcuu. Bunla: - Sgnum fonkyonlaı yene üekl yaklaşımalaı kullanmak Slone and 99; Peuque and Babo : a Doyum fonkyonu a.44 gn b Hpebolk anjan fonkyonu e e an.45 e e c Yaklaşıma yönemlen gn.46 Yukaıdak denklemlede ve paameele konol alındak em çeşdne göe eçlmeked. - Kayma emn bulanık nel vb. b yaklaşııcı le değşmek Yu and Kaynak 9.

51 7 - Dnamk kayan kpl denem yönemn kullanmak Al-Muha and Zb Yaygın kayma kuallaı Doğual olmayan emlen konolünde yaygın olaak kullanılan kayma kuallaı şöyle ıalanabl Bandyopadhyay e al. 9: - Sab kaançlı kayma kualı K gn.47 w - Sab ve oanılı kaançlı kayma kualı üel konol kualı K K gn.48 w - Kuvve kayma kualı a A gn.49 Yukaıdak denklemlede K w ve K pof elemanlı köşegen male A b pof kale ve a d. Bu paameelen uygun eçlme kayma yüeyne ulaşmayı ağla ve onuça adı geçen kayma kuallaı konol kualını bellemek çn kullanılabl Doğual olmayan kayma kpl denem Doğual kayma yüey olan kayan kpl denem yönem çoğu konol yönemlene göe daha hılı ve pefomanı daha yükek ola da; doğual olmayan kayma yüeyn emnal anımlamak doğual olan kayan kpl denemden daha y b pefoman

52 8 elde edlmen ağlayabl Chu. Bu yönem doğual olmayan kayma yüeyn kullandığı çn doğual olmayan ya da emnal kayma kpl denem adı le anınmakadı. Sonak bölümde doğual olmayan kayma yüey kavamı kullanıldığı çn bu bölümde bağıllık deece b olan doğual olmayan kayan kpl denem öe olaak açıklanacakı. Bağıllık deece b olan n= Eşlk.4 le anımlanan em çn aşağıdak ke deecel kuvvel doğual olmayan kayma yüey gö önüne alının: p q e e d.5 Yukaıdak denklemde olan b kaayı e leme haaı ve p le q q p şaıyla ek am ayı olan kaayıdı. kayma yüeynde: e e d p q.5.5 Eşlğnden üev alaak aşağıdak fadey elde edebl: p q p q e e e e.5 Bu duumda.5 dnamk Eşlğnn he k aafının negal alınacak olua e leme haaının yakınama amanı aşağıdak gb heaplanı:

53 9 f p q e p q.5 Yukaıdak denkleme göe p q oanı çn uygun mka eçmekle daha hılı yakınama amanına ulaşılabl.

54 4. MAERYA ve YÖNEM Moden konol emlenn aan kamaşıklığı le aıaya dayanıklı denem ADD on bkaç yıl çnde çokça kullanılmışı. ADD bleşen aıa duumunda genel em kaalılığı ve kabul edlebl pefomanı ağlamak çn yükek başaı ağlayan b konol eknğd. Genelde doğual olmayan emle çn aıaya dayanıklı deneleyc aaım meolaı k kaegoye ayılabl. Bunladan lk doğual olmayan em doğual eme yaklaşımak ve doğual denem kuallaı uygulamakı. Dğe kaegodek yaklaşmalada e doğual olmayan emlen denemnde doğual olmayan denem emlenn kullanılmaıdı. Mende and Cadoo 6; Jado e al. 9; Najafabad e al. ; Gaed e al. ; abbache e al.... Doğual Aıaya Dayanıklı Denem aaımı Doğual ge belemel denem emle anal ve aaım balğ ebeb le analcle aafndan düşünülmüş b deal modeld. Öe yandan boucu eklee ve aıalaa kaşı başaılı pefoman egleyen başlıca lk ana yönem adapf konol yönemled Apkaan e al. 995; Janadhanan and Bandyopadhyay 6; Benboud e al. 7; Zdan e al. 8; Alavje and Akhba.... Adapf duum ge belemel aıaya dayanıklı denem aaımı Bu bölümde aenkon mooun duum uayı model adapf duum ge beleme aıaya dayanıklı deneleyc ADGBADD penple ve ADGBADD nn aaımı unulacakı. ADGBADD nn kullanılmaı duumunda üç falı aenkon moo boucu ve aıa valığında daha kaalı olacakı....a. Aenkon mooun duum uayı model B aenkon moo enkon efean dülemnde aşağıdak duum uay denklemle le

55 4 anımlanabl Kaue e al. A Bu B w. Buada duum deşşken veköü u gş veköü w boucu veköü A em ma B gş ma B eme uygulanan boucu mad. Öncek bölümde bahedldğ gb çıkaılan denklemle düenlene aenkon mooun duumuay Eşlkle. dek gb yaılabl. d d d d d d q d q m R d d R d p J m d m q m m q d m d m q R q m d q m q R R q d d n J R p d q m m d m d m q R m q R q q V V V d V d q q. Buada ao akımı d q d q oo akımı m oo hıı V V ao gelm d q enkon hıı yük momen p çf kuup ayıı J eylemlk momen ve ab değele olup aşağıdak gb anımlanablmekedle. m m Yukaıdak eşlk doğual olmadığından dolayı kullanımı kolay değld. Doğuallaşıma le bu kamaşık model ba b hale ndgenebl. Doğual model elde emek çn yukaıdak modele çalışma nokaında doğuallaşıma uygulanı.

56 4...b. Poblemn anımı ve fomülayonu Bu bölümde lk olaak aküaö modelleme eknlk kaybı çn y blnen b model unulacakı Cole and emann 98; Zhang e al. 4; Aol e al. 8; Goodwn and Sn 9; Wange al.. u m F u.... Buada blnmeyen aman çnde değşen aküaö vemllk faköüdü ve vemllk faköünün ıaıyla blnen al ve ü ınılaını göemeked. Çelge. de aküaö aıa modlaı göelmeked. Çelge.. Aıa modlaı Aıa modu Nomal Eknlğnn kaybı Eşlk. den u F u.4 olaak elde edl. Buada dag m olup... [ ]]. [ : dag.5 şeklnde anımlanı. Eşlk.6 de velen üekl aman doğual em gö önüne alınacak olua

57 4 F A Bu B w.6 Buada n R duum veköü F m q u R aıalı denem veköü R ınılı dış boucu ekle göeen üekl b vekö fonkyonudu. A B ve B uygun boyulaı olan ve blnen eel ab maled. Eşlk.4 Eşlk.6 da yene yaılıa A Bu B w.7 şeklnde elde edl. Aıaya dayanıklı deneleycnn hedeflene ulaşılmaını ağlamak çn ADD aaımında aşağıdak vaayımla yapılı. Vaayım. Sınılı b fonkyon olan dış boucu ekle w çn Eşlk.8 y ağlayacak b w pof değe anımlanabl. w w.8 Vaayım. He b çn ve aıalaın hehang modu çn A B çfnn konol edlebl olmaı geek. Vaayım. Sao akımlaı oo akımlaı ve oo hıı ölçülebl....c. Doğudan adapf duum ge belemel aıaya dayanıklı denem Bu bölümde Eşlk.7 dek çn Eşlk.9 da velen ADD kualı aalanacakı ohd and Eenuk 4. u k k.9

58 44 Buada k R mn m ve k R amanla değşen ma kaançlaıdı. Bunlaa a aaım deaylaı daha ona velecek. Böylece kapalı çevml em Eşlk.7 ve.9 dan A Bk Bk B w. olaak elde edl. Buada k nn yapıı aşağıdak şeklde anımlanı. m R k k k k... m Adapf ADD y aalamak çn aşağıdak adapf kual önelmeked. k PB k. PB Buada ve uygun pof abled ve aşağıdak eşlğ ağlala.. Eşlk. Eşlk. aafından güncellen. dkˆ PB kˆ kˆ PB k k. Buada pof b ab. ADD nn hedefne kapalı döngü kaalılığı ve boucu aalma ulaşmaını ağlamak amacıyla aşağıdak eoemn doğu olduğu kabul edl.

59 45 eoem. Eşlk. dak kapalı döngü em ve vaayımlaı alında hehang b Q pof ma le amok kaalılığı gaan ede e hehang b çn R pof b ma ve Z ab ma aşağıdak eşlğnden elde edlebl. R R RA AR Z B BZ Q.4 İpa. Adapf b kapalı döngü em çn lk olaak b yapunov fonkyonu Eşlk.5 dek gb anımlanabl: V ~ ~ k P k.5 ~ Buada k haa emd ve dnamğ ~ k kˆ k.6 şeklnde elde edl. Buada k ab. Eşlk. ve. den yapunov fonkyonunun amana göe üev dv ~ k ~ ~ A B k P P A Bk PBk PBw kk.7 olaak yaılabl. Eşlk. dek fadenn he k aafı edlen fade Eşlk.7 de yene yaılacak olua; PB le çapılıp elde

60 46 dv ~ k A B k P PA Bk PB PB k ~ ~ PB PB w kk ˆ.8 PB eşlğ elde edl.. numaalı Eşlk yapıı.8 e ugulanacak olua dv ~ k ~ ~ ˆ A B k P P A Bk PB k PBw kk.9 olu. Çünkü PBw kaledve vaayım n uygulanmaı le PB w PB w PB w. elde edl.. numaalı Eşlk.9 numaalı Eşlke yene yaılacacak olua. ~ dv k ˆ ~ A B k P P A Bk PB k PB w k k. ~ olaak elde edlebl. k abnn aşağıdak eşlğ ağladığı vaayılacak olua k w. Eşlk. ve. den ve deneleycnn paameelenn haa dnamğnn kullanılmaıyla adapflk şalaından Eşlk. ün paı ağlanmış olacakı. ˆ ~ ~ PB k PB k k k ~ k ce k kˆ

61 47 ~ ˆ k ˆ k PB k PB k dkˆ PB kˆ kˆ k PB k Bundan dolayı yapunov fonkyonunun üev aşağıdak gb elde edlebl. dv k ~ A Bk P PA Bk. Aşağıda veldg şekll pof b Q ma anımlanacak olua A B k P PA B k Q o aman A B k P PA Bk Q.4 olaak bulunu. R P ve k ZP şeklnde anımlanıken RA AR Z B BZ RQR.5 olaak elde edlebl. Schu lemma kullanımı le.5 numaalı Eşlk doğual ma eşlğ DME şeklnde yaılıa R R RA AR Z B BZ Q.6

62 48 R P k ZP olaak elde edlebl.. ve.4 Eşlklen dv ~ k Q.7 olaak elde edl. Böylece emdek boucu ekle oadan kaldıılaak genel adapf haa oleanlı kompanayon konol poblem çöülebl. Kapalı döngü ADD em ampok kaalıdı ve duum değşkenlenn ıfıa ampok yakınlaşığı göülü. Aşağıdak algoma ADGBADD em aaımının kıa b öen göemeked: Adım : ve numaalı vaayımlaın ağlandığının konolü. Adım : Q Q vaayaak.6 le P ve k malenn heaplanmaı. Adım : k kaancı Eşlk. ve. le heaplanmaı. Adım 4: Eşlk.9 le adapf konol kanununun heaplanmaı.... Adapf çıkışlı ge belemel aıaya dayanıklı denem aaımı Adapf çıkışlı ge belemel meo le adapf duum ge belemel meo kaşılaşııldığında adapf çıkışlı ge belemel meo daha ba b yapıya ahp. Çünkü adapf duum ge belemel meoda duumlaın amamının ölçülme geekmeked. Faka baı duumla ooun akıı ve akımı gb hem malye ve hem de elde olmayan ebepleden dolayı ölçülememeked. Bu nedenle adapf çıkışlı ge belemel meo geçekleşme kolaylığı ve malyenn düşüklüğü ebeb le daha çok uygulamalada kullanımı yaygındı.

63 49 Yukaıda bahedldğ gb çıkaılan denklemle düenlene aenkon mooun duum uayı denklemle Eşlk.8 dek gb yaılabl. A Bu B w y C.8 Buada duum deşşken veköü 4 5 d q y d q m çıkış ölcüm veköü u V V d q denem veköü w boucu d q m veköü A em ma B gş ma B eme uygulanan boucu ma C çıkış mad....a. Poblemn anımı ve fomülayonu Eşlk.9 da velen üekl aman doğual em gö önüne alınacak olua F A Bu B w y C.9 n elde edl. Buada R duum deşşken veköü y çıkış ölçüm veköü F m q u R aıalı denem veköü w R ınılı b dış boukluklaı göeen üekl b vekö fonkyonudu. maled. A B B ve C uygun boyulaı olan ve blnen eel ab Genelde aküaö modelleme eknlk kaybı aşağıdak denklem le anımlanı Cole and emann 98; Zhang e al. 4; Aol e al. 8; Goodwn and Sn 9; Wang e al.. u m. F u...

64 5 Buada blnmeyen aman çnde değşen aküaö vemllk faköüdü ve vemllk faköünün ıaıyla blnen al ve ü ınılaını göemeked. Çelge. de aküaö aıa modlaında göeldğ gb eşlk. dan u F u. olaak elde edl. Buada dag m olup... [ ]]. [ : dag. şeklnde anımlanı. Eşlk. Eşlk.9 da yene yaılıa A Bu B w y C. elde edl. Aıaya dayanıklı deneleycnn hedeflene ulaşmaını ağlamak çn ADD aaımında aşağıdak vaayımla yapılı. Vaayım. ınılı b fonkyon olan dış boucu ek çn Eşlk.4 y ağlayacak b pof değe anımlanabl..4 Vaayım. He b çn ve aıalaın hehang modu çn A B çf konol edlebl olmalıdı.

65 5 Vaayım. Sao akımlaı ve oo hıı ölçülebl olmalıdı....b. Doğudan adapf çıkışlı ge belemel aıaya dayanıklı denem Bu bölümde Eşlk. çn aşağıdak ADD kanunu aalanacakı. k y k u.5 Buada k R mn m ve k R amanla değşen ma kaançlaıdı ve aaımlaı ona deaylandıılacakı. Böylece kapalı çevml em Eşlk. ve.5 den A B k C B k B w.6 olaak elde edl. Buada k nn yapıı aşağıdak şeklde anımlanı. m R k k k k... m Adapf FC y aalamak çn Eşlk.7 dek adapf kual önelmeked. k y PCB kˆ.7 y PCB Buada ve uygun pof abled ve aşağıdak eşlğ ağlala..8 Eşlk.7 Eşlk.9 aafından güncellen.

66 5 dkˆ C PCB kˆ kˆ k C PCB k.9 Buada pof b ab. ADD nn hedefne kapalı döngü kaalılığı ve boucu aalma ulaşılmaını ağlamak amacıyla aşağıdak eoemn doğu olduğu kabul edl. eoem. Eşlk.6 dak kapalı döngü em ve vaayımlaı alında hehang b Q pof ma le amok kaalı e hehang b çn R pof b maş ve Z ab ma aşağıdak eşlğnden elde edlebl. R R RA AR Z B BZ Q.4 İpa. Adapf kapalı döngü em çn lk olaak Eşlk.4 da veldg gb b yapunov fonkyonu anımlanabl: V ~ ~ y k y Py k.4 ~ Buada k haa emd ve dnamğ ~ k kˆ k.4 şeklnde elde edl. Buada k ab. Eşlk.4 yenden düenle V ~ ~ k C PC k.4 olaak elde edlebl. Eşlk.6 ve.9 den yapunov fonkyonunun amana göe üev

67 5 ~ ~ ~ k k PB w k PB k B A P P k B A k dv.4 olaak yaılabl. Eşlk.7 den fadenn he k aafn PCB C le çapılıp elde edlen fade Eşlk.4 de yene yaılacak olua: ~ ~ ˆ ~ k k PCB w C PCB C PCB k C PCB C PCB C C k B A PC C PC C C k B A k dv.44 Eşlğ elde edl..8 numaalı Eşlk yapıı.44 e uygulanacak olua ~ ~ ˆ ~ k k PCB w C PCB k C C k B A PC C PC C C k B A k dv.45 olu. çünkü w PB kaled. Vaayım n uygulanmaı le w PCB C w PCB C PCB w C.46 elde edl..46 numaalı Eşlk.45 numaalı Eşlke yene yaılacacak olua. ~ ~ ˆ ~ k k w PCB C PCB k C C k B A PC C PC C C k B A k dv.47 olaak elde edlebl. k ab aşağıdak eşlğ ağladığı vaayılacak olua k w.48