BİR ASANSÖR TAHRİK SİSTEMİ İÇİN BULANIK MANTIK DENETİMLİ ANAHTARLAMALI RELÜKTANS MOTOR SÜRÜCÜSÜ TASARIMI

Transkript

1 PAMUKKAE ÜNİ VERSİ TESİ MÜHENDİ Sİ K FAKÜTESİ PAMUKKAE UNIVERSITY ENGINEERING COEGE MÜHENDİ Sİ K B İ İ MERİ DERGİ S İ JOURNA OF ENGINEERING SCIENCES YI CİT SAYI SAYFA : 26 : 12 : 2 : BİR ASANSÖR TAHRİK SİSTEMİ İÇİN BUANIK MANTIK DENETİMİ ANAHTARAMAI REÜKTANS MOTOR SÜRÜCÜSÜ TASARIMI Mhr DURSUN, Al SAYGIN Gz Ünverstes, Teknk Eğtm Fkültes, Elektrk Eğtm Bölümü, 6-Teknkokullr/Ankr Gelş Trh : ÖZET Bu çlışm, 8/6 kutuplu, 4 fzlı, 3.44 kw gücünek br nhtrlmlı relüktns motor snsör yüküne kullnılmıştır. Oluşturuln moel snsör sstem çn br sürücü tsrlnmış ve sürme sstemne TMS32F247 syısl snyl şlemcs kullnılmıştır. Tsrımı tmmlnn sürücü, bulnık mntık yöntem kullnılrk hız enetm lgortmsı oluşturuln nhtrlmlı relüktns motor snsör yükü ltın çlıştırılmıştır. Anhtr Kelmeler : Asnsör, Anhtrlmlı relüktns motor, Buck konverter, Syısl şret şlemcs FUZZY OGIC CONTROED SWITCHED REUCTANCE MOTOR DRIVER DESIGNING FOR A IFT SYSTEM ABSTRACT In ths stuy, 8/6 poles, four phses, 3.44 kw swtche reluctnce motor rver ws use for elvtor lo. For ths m, t hs been esgne swthe reluctnce motor rver for lft system. At the rver system ws use buck konverter. The spee ws controlle by motor phse voltge control. The voltge vlue hs been controlle wth fuzzy logc controller by usng TMS32F247 controller. Fuzzy controlle swtche reluctnce motor ws use for elvtor lo by usng esgne rver system. Key Wors : Elevtor, Swtche reluctnce motor, Buck konverter, Dgtl sgnl processng 1. GİRİŞ Asnsörler, yük vey nsnlrı klvuz rylr rsın hreketl kbn vey pltformlrı le üşey oğrultu ypının bell urklrın tşımy yryn elektrkl rçlrır (İmrk ve Geremel, 2). Her türlü konut, şyer, fbrk, hstne, okul, gem, men kuyulrı, nten ve yınltm reğ v.b. gb pek çok ln snsörler kullnılmktır. Büyük enüstr merkezlerne gerçekleşen hızlı kentleşme neenyle nş elen yüksek bnlr kçınılmz br şekle snsör sstemlerne htyç uymuşlrır. Bu bnlr nsn ve yük tşımsın snsörün tek lterntf oluşu ve rtn trfkle brlkte snsör sstemlerne emnyet, klte, rhtlık ve eğşken hızlı ve moern thrk sstemlerne oln htyç gttkçe rtmıştır (İmrk ve Geremel, 2). Asnsörler (M.Ö.) 236 yılın Archmees trfınn ypılrk el le çlıştırıln klırm mknesyle bşlmış, 1743 yılın Verslles Sryın Frnsız Krlı XV. ous çn ypıln ve nsn gücü le çlışn mkneyle evm etmş, 11

2 Br Asnsör Thrk Sstem İçn Bulnık Mntık Denetml Anhtrlmlı Relüktns Motor Sürücüsü Tsrımı, M. Dursun, A. Sygın 183 lu yılr rekt hrolk thrkl olrk, 183 l yıllr buhr mknes kullnılrk gelşmşlerr. Moern nlm lk snsör 187 yılın New York k br ş merkezne Elsh Grves Ots trfınn tess elmştr. 189 New York k Ffth Avenue Hotel lk snsör tkıln otel unvnını lmıştır. eon Eoux trfınn ypılrk 1867 e Prs sergsne serglenen hrolk mkne scenseur olrk lnırılmıştır. Dh sonrk yıllr çeştl ş merkezlerne ve bnlr frklı ypı ve özellkte snsörler monte elmşler ve Ots trfınn 1889 yılın sonsuz v meknzmlı ve hlt tnburlu, elektrk motoru le rek bğlntılı snsör mknes ml elmş ve 1892 yılın bu mknee Wr-eonr thrk sstem uygulnmış, 1894 yılın lk bsm üğmeye geçlmştr. 194 yılın Ots frmsı reüktörsüz ve thrk ksnklı snsörü ml etmştr. 191 yılın se snsörlere hsss sevye üzen kullnılmy bşlnılmıştır. Son yıllr se kblo bğlntısı bulunmyn, kumnnın elektromnyetk olrk sğlnığı, grup kumnlı snsörler yygınlşmktır. Asnsörlere bu gelşmeler sğlnmış olmsın rğmen, özellkte thrk sstemnen kynklnn problemler yeter kr çözülememştr. Hız enetmne, oğru kım (DA) motorlrın bkımlrının zor ve rız ornlrının yüksek olmsı, senkron motorlrın se DA motorlrın göre üretm mlyetnn üşüklüğü ve z bkım gerektrmes gb üstünlükler neenyle 197 l yıllrn tbren DA motorlrının yern lmışlrır (İmrk ve Geremel, 2). Asenkron motorlr üşük klkınm momentne shp motorlrır. Şekl 1 e Asenkron motorun hız moment krkterstğ, Şekl 2 e se ARM nn hız moment krkterstğ görülmekter. Asnsörlern lk klkınmsın en büyük momente htyç uyulurken thrk sstemne yygın olrk kullnıln senkron motor trfınn nüklenen moment Şekl 1 e görülüğü gb mksmum eğlr. Bu neenle snsöre lk hreketnn sğlnmsı çn gereğnen h büyük güçlü motor kullnımı yygınır. Bu urum kbn yüküne göre eğşk vmelenmeye neen olrk yolcu konforunu etklemekter. Asnsör sstemlerne frekns nverterl senkron motorlrın hız enetml olrk kullnılmsı, problem br mktr zltmış ols ekonomk ve en y çözümü getrmekten uzktır. Anhtrlmlı relüktns motor se Şekl 2 e görülen krkterstk özellğ gereğ üşük hızlr yüksek moment üretme özellğne shptr. Bu özellkler neenyle snsör sstemler çn uygunur. Şekl 3 e vektör enetml senkron motorun hızmoment krkterstğ görülmekter (Elms ve Dursun, 23). Şekle görülüğü gb vektör enetm gb krmşık enetm teknkler le senkron motorun hız-moment krkterstğ Şekl 2 ek ARM nn hız moment krkterstğne benzetleblmş ols gerçek moment ARM en h üşük ve kyıplr h fzlır. Moment %ω r Şekl 1. Asenkron motorun hız moment krkterstğ Moment Akım genlk kontrolu Sbt çı - kynk Açı kontrolü Sbt tork Sbt güç Doğl çlışm 1 2 % ω Hız Şekl 2. Anhtrlmlı relüktns motorun hız moment krkterstğ 1 7 % 2 Motor moment Motor gücü 2 7 % Hız (/) 1 12 Şekl 3. Vektör enetml senkron motorun hızmoment krkterstğ ARM ler, senkron motor vey klsk DA motorlrıyl kıyslnığın olukç bst br ypıy shptrler (Mller, 1989). ARM'ler yüksek verml ve yüksek moment/hcm ornın oluklrınn enüstryel uygulmlr eğşken hızlı sürücülere ğer elektrk motorlrın üstünlük sğlmışlrır. Güç elektronğ ve enetleyc ypısınk gelşmelere prlel tüketcye önük uygulmlr gttkçe rtn br Mühenslk Blmler Dergs (2) Journl of Engneerng Scences (2) 11-16

3 Br Asnsör Thrk Sstem İçn Bulnık Mntık Denetml Anhtrlmlı Relüktns Motor Sürücüsü Tsrımı, M. Dursun, A. Sygın lgye shptrler. ARM'ler elektrkl thrk sstemlerne hız enetm ypmk, enerj tsrrufu ypmk, lk klkınm nınk rbeler zltmk ve yumuşk geçş ypmk gb mçlrl yygın olrk kullnılmktır. ARM ler enüstre uzy rçlrı, menclk ve ofs rçlrın kullnılmktır. ARM lern son yıllrk kullnım lnlrın örnek (Dursun, 23). Emetron frmsının Helsnborg k Rngsjöverket su knlının temzlenmesne ARM kullnmıştır. Corbn Motors (Hollster, Clf.) un elektrkl otomobl çn ARM gelştrmş ve bu ARM Dense Motors (Jpn) trfınn üretlmştr. ARM nn performnsı ynı rç çn fırçsız oğru kım motor (FDAM) le kıyslnmıştır. ARM, FDAM n göre % 2 h üşük kıml h fzl moment üretmş ve 614 kg oln rç 12 V le 14 km/h hız ulşmıştır. Mvrk Motors Dvson, Trelt Inustres (Mentor, OH.) ern kuyu pomplrın, krıştırıcı ve sntrfüjlere ARM kullnmıştır. Enüstre kullnıln ARM lern güçler 1 W le 3 kw rsın, hızlrı se 2-13 / rsın eğşmekter (Dursun, 23). ARM lern hız enetmne üstünlüğü nlşılığınn son yıllr bu motor üzernek rştırmlr hızl rtmış ve phlı mkroşlemc y syısl şret şlemc le hız enetm, moment lglnmsının zltılmsı ve konum lgılyıcısız enetm yöntemler le lgl pek çok çlışm ltertüre grmştr (Dursun, 23). Bu çlışm elektrkl snsör sstemnek thrk motoru olrk klsk sbt hızlı, üşük verml, klkınm moment üşük ve hız enetm krmşık oln senkron motor yerne DA le çlışn yüksek klkınm momentne shp, yüksek verml, enetm koly ve eğşken evr ele eleblen 8/6 kutuplu, 4 fzlı ve 3.44 kw gücünek br ARM kullnılmıştır. Motorun sürülmes çn gerlm zltn 4 fzlı br motor sürücüsü tsrlnmıştır. ARM nn hızı konum lgılyıcısı kullnılrk bulnık mntık teknğ le enetlenmştr. Denetme Texs Ins. frmsının TMS32F247 enetleycs kullnılmıştır. ARM fz kımlrının benzetm ve uygulm sonuçlrı le hızın benzetm sonuçlrı verlmştr. 2. ASANSÖR TAHRİKİ İÇİN BİR ARM SÜRÜCÜSÜ TASARIMI ARM lere moment, fz kımının yönüne bğlı olmığınn çlışmsı çn tek kutuplu enetm evres yeterlr (Elms ve By, 199). Akımın tek yönlü olmsı hsterezs kyıplrını zltır. ARM nn hız enetm, kım y gerlm enetm olmk üzere k frklı yöntemle ypılblr. Akım enetm metoun motor fz kımlrının komütsyonun gerekl oln yüksek sevyel enerj le fz kımlrının enetmnek zorluk, ARM çn konvertör tsrımın krşılşıln en öneml problemlerr. Bu problemler, motor fz enüktnsının büyük ve rotor pozsyonu le genş br rlıkt eğşmesnen kynklnmktır. İel şrtlr, ARM en üzgün br moment ele etmek çn konvertören motor srgılrın kre lg kım sğlnmsı gerekmekter (e-huy et l., 1994). Bu, br srgın ğerne mümkün oluğunc hızlı br komütsyonu gerektrmekte ve kımın letm peryou boyunc regüle elmesn zorunlu kılmktır. ARM yüksek hızlr çlışırken, motor srgılrın epolnn enerj sevyesnn yüksek olmsı ve eğşken enüktnstn olyı srgılrınk kımın regülsyonu güçleşmekter. Yüksek hızlr kım regültörünün motor srgı enüktnsınk hızlı eğşmeye cevp vereblmes çn yeternce hızlı olmsı gerekr. Aynı zmn, sstem prmetreler eğşken oluğu çn sbt prmetrel enetleycler bzen uygun olmyblr. Bu neenle motor fz kımlrının ykın enetm çn uyumlu br enetleycy gerektrmekter (Elms ve By, 199). Bu urum kım enetm le hız enetmn güçleştrğnen bu çlışm gerlm enetm yöntemyle ARM hız enetm terch elmştr. ARM y beslemek çn pek çok konvertör ltertüre grmştr (e-huy et l., 1991; Sef, 1996). Bu konvertörler komütsyon boyunc kullnıln besleme evreler ve enerjy ger toprlm teknkler bkımınn frklılık gösterseler e temele kım y gerlm enetm çn tsrlnırlr ARM İçn Konvertör Tsrımı Gerlm zltn konvertörlere çıkış gerlm Vç, grş gerlm V en h küçüktür ve genellkle regülel oğru kım (DA) güç kynklrın ve DA motor sürücülerne kullnılır. Gerlm zltn konvertörler prtkte sürekl kım letm ve süreksz kım letm molrı olmk üzere k yrı letm moun çlışblrler. Bu yüzen konvertör tsrlnırken her k mo çlışbleceğ göz önüne bulunurulur. Konvertörün çlışcğı kım mounu konvertörek bobn srgısının nüktns eğer belrler. Eğer bobnn eğer yeterl büyüklükte se evrenn çlışm kımı sıfır olmz, poztf bölgee lglnm ypr. Eğer bobnn nüktns eğer yeternce büyük eğl se her yrım sykılın br kısmın bobn kımı sıfır olur. Bu çlışm moun süreksz kım mou enr. Mühenslk Blmler Dergs (2) Journl of Engneerng Scences (2) 11-16

4 Br Asnsör Thrk Sstem İçn Bulnık Mntık Denetml Anhtrlmlı Relüktns Motor Sürücüsü Tsrımı, M. Dursun, A. Sygın Şekl 4 e 4 fz ARM çn tsrlnn gerlm zltn konvektör evres görülmekter. Devreek bobn ve konnstör lçk geçren fltrer. Böylece çıkıştk lglnm mümkün oluğunc zltılmış olur. Anhtrlmlı evrelere nlz çn nhtrlrın çık ve kplı oluğu her k urum çn yrı yrı urum uzy enklemlernn yzılmsı gerekr Anhtrın Kplı Olmsı Durumu V S D S1 S 3 S S 7 D 1 D 3 D D 7 1.Fz 2.Fz 3.Fz 4.Fz C D 2 D 4 S 2 S4 S6 D 6 D 8 S 8 Anhtr kplı ken gerlm zltn konvektör ve ARM'nn eşeğer evres Şekl e verlmştr. Verlen evrenn çevre enklemne göre ele elen eştlkler yzılırs Denklem (3) ve Denklem(4); V =ω f + Vc θ (3) Şekl 4. Gerlm zltn konvertör ve 4 fzlı ARM'ye bğlntı şemsı v c = + b + c + +ωc θ (4) ARM ler çn gerlm vey kım enetml besleme evrelernn kenne hs üstünlükler ve skınclrı vrır. Akım enetml besleme özellkle üşük hızlr lgsız tork üretmek çn uygunur. Yüksek hızlr se zıt emk nın yüksek olmsı ve sbt kım sğlmnın zor olmsı neenyle gerlm enetml besleme h uygun olmktır (Dursun, 23). Ayrıc yüksek hızlr sbt kım sğlmk zorlşmktır. olrk ele elr. S V f R (, θ) c m C ω θ ARM'lern en büyük skınclrınn br uygun br enetm sğlnmığı tkre momente meyn gelen şırı lglnmlrır. ARM'lere üretlen moment Denklem 1 le bulunur. 1 2 T = 2 θ (1) ARM e momentn fz srgılrınn geçen kımın kres le eğşmes neenyle fz kımlrının sürekllğ olukç önemlr. Bu neenle ARM'ler çn tsrlnn gerlm zltn konvektörler çoğunlukl sürekl kım şlem çn tsrlnır. Mnmum bobn eğer Denklem 2 le hesplnır. mn (1 D)R = (2) 2.f Denklem 2'ek f nhtrlm freknsı, R yük renc, D se rbeleme ornıır. Eğer nhtrlm freknsı yeternce yüksek seçlrse, mnmum eğerek bobn nüktnsı sürekl km moun çlışmyı sğlr. Mnmum konnstör eğerne, krtk eğere br çıkış gerlm lglnmsı oluşur. Bu neenle çn konnstör ve bobnn her ks e nhtrlm freknsının yüksek olmsını gerektrr. Fkt nhtrlm freknsının yükselmes le nhtrlr oluşck kyıplr rtcğı çn genellkle khz le khz rsın seçlr. Şekl. Anhtr kplı ken buck konvertörün eşeğer evres Denklem (3) ek konnstör gerlm ve Denklem (4) ek bobn kımı urum eğşken seçlerek yenen üzenlenrse, Denklem () ve Denklem (6) ele elr. v t C c m = () 1 V V. c = θ ω f (6) K = R +ω( / θ ) (7) K = R +ω( / θ ) (8) b c b K = R +ω( / θ ) (9) c K = R +ω( / θ ) (1) olmk üzere, Denklem () ve Denklem (6) urum uzy genel formu oln Denklem (11) e benzetlrse; x = A x+ B u (11) 1 1 Mühenslk Blmler Dergs (2) Journl of Engneerng Scences (2) 11-16

5 Br Asnsör Thrk Sstem İçn Bulnık Mntık Denetml Anhtrlmlı Relüktns Motor Sürücüsü Tsrımı, M. Dursun, A. Sygın tüm nhtrlr kplı ken evrenn urum enklem; s X. = V c 1 ωc K ω 1 ωc K ω 1 ωc 1 ω f 1 K s f. + 1 ω ω ω V c.[ V] (12) Denklem (12) le fe elr. Durum uzy şrtlrın hız ω ın sbt oluğu vrsyılır Anhtrın Açık Olmsı Durumu Şekl 6 nhtrın çık olm urumu görülmekter. Şekl ek evrenn kım ve gerlm enklemler, Krchoff'un kımlr knununn Denklem (13) ve Denklem (14) olrk ele elmştr., D f s c m C R (, θ) θ Şekl 6. Anhtrın çık oluğu urum gerlm zltn konvertörün şemsı = ω f + Vc θ (13) m vc = + b + c + ωc (14) θ olrk ele elr. Benzer şekle kynk kımı, konnstör gerlm V c ve fz kımlrı urum eğşken seçlerek Denklem (11) ek genel urum uzy enklem yzılblr. K Denklem (7), K b Denklem (8), K c Denklem (9) ve K Denklem (1) e verlmştr. s X( ) = (1) vc ω ve 1 ω f s K s 1 X ω ω =. K 1 v c ω ω vc (16) ωc ωc ωc Gerlm zltn konvertöre çıkış gerlm (V ç ), testere ş snyln tepe eğer (V st ) le enetm snyl (V kontrol )'en V V = kontrol ç V. (17) V st Denklem (17) le bulunur. Görev ornı se Denklem (18) r. t V D = on kontrol = (18) T Vst Anhtrın t on /T ornı eğştrlerek V ç kontrol eleblr. 8/6 kutuplu br ARM nn enüktns eğşm eğrlerne göre rotorun 36 lk hreketne 1 fzın enüktnsı 6 ef tekrrlnır. Uygulm ARM nn letm çısı 2 r ve ortk letm çısı -3 rsın eğşmekter. ARM nn hız enetm hız ger beslemes ve bulnık mntık teknğ kullnılmıştır. Motorun çlışmsın herhng br neenle fz kımlrı referns eğer geçerse lgl fzın nhtrlrının snyl referns eğern ltın üşünceye kr ypılır. 3. ARM HIZ DENETİMİ VE ASANSÖR Şekl 7 e ARM nn hız enetm bölümünün kplı şemsı verlmştr. ARM nn hız enetm; oğru gerlmn sevyesn eğştrmek çn nhtr, lçk geçren C fltre, ARM fz kımlrının enetlenmes mcıyl kullnıln klsk konvertör, ARM, pozsyon sensörü, kım lgılyıcılrı ve enetleycen oluşmktır. Şekl 8 e se ARM sürücü evresnn resm görülmekter. Şekl 9 ARM nn sürücü ve snsöre bğlntısı verlmştr. C progrmlm lne yzıln progrm ve TMS32F247 coe composer erleycs le ARM enetm progrmı enetleycye yüklenmştr. Mühenslk Blmler Dergs (2) Journl of Engneerng Scences (2) 11-16

6 Br Asnsör Thrk Sstem İçn Bulnık Mntık Denetml Anhtrlmlı Relüktns Motor Sürücüsü Tsrımı, M. Dursun, A. Sygın V Alçk geçren fltre Klsk Konvertör 8 PWM b c Akım Algılyıcılrı F247 DSP Denetleycs Pls İneks ARM Pozsyon Algılyıcısı Şekl 7. ARM hız enetm evre şemsı Şekl 8. ARM Sürücü evresnn resm Q Fz A { C E Kbn Q1 Konumu C1 Fz A E1 Q2 Algılm C2 T Fz B E2 }Motor Q3 M Fz B C3 S E3 E4 Fz C Sürücüsü Zemn 3 B Fz C {Kt 1.Kt 2 E B1 Çğırm Fz D 2.Kt E6 B2 Fz D Butonlrı 3.Kt E7 B F 4.Kt B6 2 D }Frenleme.Kt 4 B7 F2 } PWM 7 A Fz A Konum { QEP1 ADC2 B Fz B}Motor Fz QEP2 ADC3 Akımlrını Algılyıcısı İnex Fz C A4 ADC4 Algılm Fz D ADC Şekl 1. DSP İşlemc ve onnım orgnzsyonu Buck konvertere kullnıln 9 et IGBT nn nhtrlnmsı çn 9 et PWM çıkış knlın htyç vrır. Bu knllrın heps bğımsız kontrol elmes gerekr. DSP üzernek PWM knl syısı yrıletken nhtrlrı sürmek çn yeterl syıır. Konvertere bulunn yrıletkenler sürmek çn DSP nn Port B, C ve E knllrı kullnılmıştır. Her knl t syısl çıkış termnl IGBT ler sürmek çn kullnılmktır. Pozsyon lgılyıcısınn gelen snyllern syılmsı çn QEP1 ve QEP2 termnllernen grş ypılmıştır. Kullnıln bu termnller Port A le ortk kullnılmkt olup yzılım snyllern syılmsı çn yrlm ypılmıştır. Şekl 9. ARM nn sürücü ve snsöre bğlntısı Şekl 1 DSP şlemc ve onnım orgnzsyonunun şemsı görülmekter. Hfız portlrınn B portu kbn çğırmlrın, C portu Gry kolu olrk kbn konumunun lgılnmsın, D portu fren bobnnn enetmne, E portu motor fz kımlrının enetmne, F portu PWM teknğ le motor fz gerlmnn enetmne A portu QEP ve nex snyller vsıtsıyl hız ve konum lgılnmsın, ADC ler 4 fz kımının lgılnmsın kullnılmıştır. Doğrultm evres çıkışınk gerlmn eğer, 1 khz lk nhtrlm freknsın PWM teknğ le kıyım ypılrk uygun eğere getrlmekter. Anhtrlm elemnı olrk CM7DY-12H tp br et IGBT kynk le yük rsın ser olrk bğlnmıştır. IGBT y korumk çn.22µf, 6 V konnstör, 2 sermk renç ve plstk kılıf IXYS12-6 hızlı toprlm you kullnılmıştır. Anhtrlm elmnın çıkışınk gerlmn şekl, keskl kre lg şeklner. Bu kynktn beslenen ARM e üretlen momenttek lglnmyı mnumum hle getrmek çn nhtrlm elemnı çıkışın lçk geçren br C fltre konulmuştur. Fltre bobnn enüktnsı 6 mh, konnstörün eğer se V, µf tır. Fltre bobnn neenyle nhtrın kesme gtmes sırsınk zıt emk nın nhtrlm elemnın zrr vermesn önlemek çn nhtr le bobn rsın yrıc br yot h eklenmştr. Fz kımlrının lgılnmsın EM frmsının TA:SP1 tp kım lgılyıcılrı kullnılmıştır. Mühenslk Blmler Dergs (2) Journl of Engneerng Scences (2) 11-16

7 Br Asnsör Thrk Sstem İçn Bulnık Mntık Denetml Anhtrlmlı Relüktns Motor Sürücüsü Tsrımı, M. Dursun, A. Sygın Algılyıcılr 2A kım eğerne 2.V çıkış gerlm verecek şekle yrlnmıştır. Fz kımlrının lgılnmsın ve enetmne 4 knln 1 bt A/D önüşüm kullnılmıştır. Motor mlne 124 pls/evr özellğne toplr (ncrementl) tp pozsyon lgılyıcısı bğlnmıştır. Bu pozsyon lgılyıcısı br evre 124 pls ve br e reset snyl vermekter pls sonun frklı br knln gelen reset snyl kontrolörün hrc kesme grşne uygulnmıştır. Böylece her kesme gelşne muhtemel pozsyon htlrı sıfırlnmış olmktır Bulnık Mntık Hız Denetleyc ARM nn hız enetmn gerçekleştrmek çn, klsk PI enetleyc yerne bulnık mntık enetleycs uygulnmktır. Bulnık hız enetleycs blok ygrmı Şekl 1 verlmştr. Bulnık kurl tbnınk grş eğşkenlernn hız htsı (e) ve hız htsınk eğşm (ce) r. Çıkış eğşken se referns gerlmek eğşm (u- Vref) r (ee, 199; Kynk ve Armğn, 1992; Kosko, 1992). Tsrım eğşkenler per-unt olrk temsl elmekter (Ross, 199). Brm eğer olrk çıklnn eğşkenler Denklem (19), Denklem (2), Denklem (21) e verlmştr (By, 1996). E(pu)=e/GE (19) ce(pu)=ce/gce; (2) u(pu)=u/gdu (21) GE, GCE v GDU bulnık enetleycnn kznç ktsyılrıır. Bulnık enetleycnn üyelk fonksyonlrı, kurllr ve ölçekleme fktörler ttmn ec br sonuç lınıncy kr eneme ynılm yoluyl belrlenmştr. ω ref ω /t θ e Bulnık Hız Denetleyc x Iref Iref θ ARM Sürücüsü,b,c, ARM θ ω Şekl 11. Sürücü sstemn bulnık mntık enetm blok ygrmı C progrmlm lne yzıln progrm ve TMS32F247 coe composer erleycs le ARM enetm progrmı enetleycye yüklenmş sstemn çlışmsı sğlnmıştır. NB NO NK S PK PO PB µ(e) e(pu) NB NO NK S PK PO PB µ(ce) -1 1 µ(ce) NÇB NO NK S PK PO PÇB µ(ce) -1 1 u(ce) Şekl 12. e(pu), ce(pu) ve u(pu) eğşkenlernn üyelk fonksyonlrı Tblo 1. Bulnık Mntık Denetmn Syısl Değerlk Tblosu (By, 1996) X Y Asnsör Şekl 13 e Frenleme evresnn şemsı verlmştr. Motorun hreketnen 2 ms önce DSP trfınn frenleme evresne snyl gönerlerek bltlrın çılmsı sğlnmktır. Bu şlem çn DSP nn D portunn 3.3V snyl gönerlmekte bu snyl br 4N26 optk ylıtıcısı vsıtsıyl BD13 trnsstorünü tetklemekter. Trnsstor tetklenğne V luk rölenn normle çık Mühenslk Blmler Dergs (2) Journl of Engneerng Scences (2) 11-16

8 Br Asnsör Thrk Sstem İçn Bulnık Mntık Denetml Anhtrlmlı Relüktns Motor Sürücüsü Tsrımı, M. Dursun, A. Sygın kontğı kpnrk fren bobn enerjleşr ve bltlr çılmış olur DSP 1K 6 2 4N26 +V 4 1K V Röle V DC Fren Bltsı Bobn Fz Akımlrı (A) Pozsyon (erece) Şekl 14. ARM 4 fz kımı Şekl 13. Frenleme evres 4. BENZETİM VE DENEY SONUÇARI Uygulm kullnıln ve benzetm ypıln ARM nn eğerler: Motor gücü = 4.6 HP,V K =1 V, mx = 38 mh, mn =3.14 mh (1 A çn), I n =22 A,R f =.44Ω, J=.63 Kgm 2, B=.41 Nm sn r -1 N s /N r =8/6, n mx =6 / ır. Asnsörleren beklenlen, mümkün oluğunc ekonom, n hreketleren kçınrk yolculrı kıs sürece ve güvenl br şekle heefe tşımsıır. Kbn hreketnn yolculrı rhtsız etmeyecek şekle hızlı klkınmsı snsör trfğnn rhtlmsın, yolculrın se h hızlı ulşımın mkn sğlr. Asnsör kbnnn hızlı klkınmsı ve ekonomk olmsı çn snsör motorunun lk klkınm momentnn yüksek olmsını gerektrr. Asnsörlere geleneksel olrk kullnıln senkron motorun se klkınm moment üşük oluğunn h büyük güçlü motor kullnılır. Klkınm moment yüksek olmyn motor kullnılmsı urumun motor klkınıktn sonr yük moment zlcğınn motor h üşük verme çlışır. Şekl 14 e ARM nn 2. Nm luk snsör yükü ve 2. Nm lk eğşken sürtünme moment şrtlrın çekmş oluğu 4 fz motor kımının lg şekl, Şekl 1 e bu kımın A fzının şekl, Şekl 16 se A fz kımının büyütülmüş şekl görülmekter. Şekl 17 se ynı yük şrtlrın ele elen osloskop görüntüsü verlmştr. Şekl 16 ve Şekl 17 ek br fzın snyl ncelenğne benzer oluklrı görülür (Dursun ve Sygın, 2). A fzı kımı (A) Fz Akımı (A) Pozsyon (erece) Şekl 1. ARM A fzı şekl Zmn (t) Şekl 16. Krrlı urum A fzının büyütülmüş şekl Şekl 17. Yük eğşmlerne motor fz kımlrının büyütülmüş şekl Mühenslk Blmler Dergs (2) Journl of Engneerng Scences (2) 11-16

9 Br Asnsör Thrk Sstem İçn Bulnık Mntık Denetml Anhtrlmlı Relüktns Motor Sürücüsü Tsrımı, M. Dursun, A. Sygın Şekl 18 e ARM nn 2. nt luk snsör yükü ve 2. Nm lk eğşken sürtünme moment şrtlrın hızpozsyon, Şekl 19 e se üretmş oluğu moment eğşm görülmekter. Kbnn lk hreketne motorun hızlnblmes çn hem yük hem e yerçekm vmesnen kynklnn moment yenerek poztf yöne vmelenmes gerekmekter. Bu neenle referns hız ulşıncy kr motor moment, yük momentnn yklşık 2. ktı kr h fzl üretlerek hızlı br klkınm sğlnır. An yük eğşmlerne motor moment rtırılrk motor hızı olyısı le kbn hreket sbt tutulmy çlışılmıştır. Bu şeklek br n moment eğşmlerne ble kbn hızın yolculrın hssetmeyeceğ br hız eğşm söz konusuur. Hız (/) Pozsyon (erece) Şekl 18. ARM nn hız eğşm Akım (A) A fzı Akımı (A) Pozsyon (erece) A fzı kımı Şekl 2. ARM nn 4 fz kımı Zmn (s) Şekl 21. ARM A fz kımı 1 2 Tork (Nm) 1 Fz Akımı (A) Pozsyon (erece) Şekl 19. ARM nn moment eğşm Şekl 2 e bulnık mntık enetleyc le ARM nn 76 / referns hız 2. Nm lk snsör kbn yükü ve rylrın sürtünmes gb eğşk neenleren kynklnn yük momentnn 2. Nm lk n eğşm krşısın motor 4 fz kımı, Şekl 21 e A fz kımı, Şekl 22 e se ARM A fzı kımının büyütülmüş şekl, Şekl 23 e se motor A ve C fzlrının oslskop görüntüsü verlmştr. Şekl 21 ve Şekl 22 en fz kımlrının Şekl 16 ve Şekl 17 ye göre h çok benzeğ görülmekter. Şekl 24 e se ynı yük şrtlrın üretmş oluğu moment eğşm görülmekter. Üretlen moment Şekl 19 k momente göre olukç üzgünür ve klkınm momentnn 2 ktınn fzlır Zmn (t) Şekl 22. ARM nn A fzı kımının büyütülmüş şekl Şekl 23. ARM nn klkışı sırsın lınn A ve C fzlrının kım şekller Mühenslk Blmler Dergs (2) Journl of Engneerng Scences (2) 11-16

10 Br Asnsör Thrk Sstem İçn Bulnık Mntık Denetml Anhtrlmlı Relüktns Motor Sürücüsü Tsrımı, M. Dursun, A. Sygın Moment (Nm) Zmn(s) Şekl 24. ARM moment eğrs. SONUÇ VE DEĞERENDİRME Bu çlışm elektrkl snsör sstemnek thrk motoru olrk klsk sbt hızlı, üşük verml, klkınm moment üşük ve hız enetm krmşık oln senkron motor yerne DA le çlışn yüksek klkınm momentne shp, yüksek verml, enetm koly ve eğşken evr ele eleblen 8/6 kutuplu, 4 fzlı ve 3.44 kw gücünek br ARM kullnılmıştır. Motorun sürülmes çn gerlm zltn 4 fzlı br motor sürücüsü tsrlnmıştır. ARM nn hızı konum lgılyıcısı kullnılrk bulnık mntık teknğ le enetlenmştr. Denetme Texs Ins. Frmsının TMS32F247 enetleycs kullnılmıştır. Benzetm ve uygulm sonuçlrınn yüksek klkınm momentne shp ARM nn snsör sstemlerne thrk motoru olrk kullnılbleceğ görülmüştür. 6. TEŞEKKÜR Bu çlışmy 7/24-3 kou le sğlmış oluğu ktkılrınn olyısı Gz Ünverstes, Blmsel Arştırm Projeler Müürlüğüne teşekkür eerz. 7. KAYNAKAR By, Ö. F Anhtrlmlı Relüktns Motorun Bulnık Mntık Tbnlı Moellenmes ve Kontrolü, Myıs, Ercyes Ünverstes, Fen Blmler Ensttüsü. Dursun, M. 23. PIC Mkro Denetleycs le Anhtrlmlı Relüktns Motorun Sürülmes, Polteknk Dergs, Clt : 6, Syı: 4, s , Arlık. Dursun, M., Sygın, A. 2. Bulnık Mntık Denetml Anhtrlmlı Relüktns Motor le Asnsör Thrk Blme Moern Yöntemler Sempozyumu BMYS 2, s. 79-8, Kocel, Türkye, Ksım. Elms, Ç, Dursun, M. 23. Değşken Devrl Pomp Sstemlerne Verm, 3. Uluslrrsı İler Teknolojler Sempozyumu, Clt 1, s , Ankr, Türkye, Ağustos. Elms, Ç. ve By, Ö. F "Moellng n Operton of Nonlner Swtche Reluctnce Motor Drve Bse on Fuzzy ogc", Europen Power Electroncs n Applctons Confernce, September 199. Sevll, Spn. İmrk, C. E., Geremel, İ. 2. Asnsörler ve Yürüyen Mervenler, Brsen Yyınev, İstnbul. Kynk, O. ve Armğn, G "Süreç Denetmne Yen Br Yklşım : Bulnık Mntık", Otomsyon Dergs, Temmuz-Ağustos. Kosko, B Neurl Networks n Fuzzy Systems, Prentce Hll, Englewoo Clffs, N. J. ee, C "Fuzzy ogc n Control Systems, Fuzzy ogc Controller, Prts I n II", IEEE Trns. Syst., Mn & Cybern., Vol. 2, pp e-huy, H., Slmn, K., Vrouge, P A Current-controlle Qus-resonnt Converter for Swtche-reluctnce Motor IEEE Trnsctons on Inustrl Electroncs, Volume 38, Issue, Oct Pge (s) : e-huy, H., Slmn, K. n Vrouge, P Anlyss n Implementton of Rel-Tme Prectve Current Controller for Permnent Mgnet Synchronous Servo Drves, IEEE Trnscton on Inustrl Electroncs, Vol. 41, No : 1, Mller, T. J. E Brushless Permnent Mgnet n Reluctnce Motor Drves, Clrenon Press, Oxfor. Ross, T. J Fuzzy ogc Wth Engneerng Applctons, McGrw-Hll, Inc., Amerc. Sef, İ Slng Moe Yklşımı le Anhtrlmlı Relüktns Motorun Hız Kontrolü", Ercyes Ünverstes Fen Blmler Ensttüsü, Kyser, Mühenslk Blmler Dergs (2) Journl of Engneerng Scences (2) 11-16