ELEKTRÝK -ELEKTRONÝK - BÝLGÝSAYAR MÜHENDÝSLÝÐÝ. ULUSAL KONGRESÝ MONOFAZE SABİT MIKNATISLI MOTORLARIN BAZI PARAMETRELERİNİN TASARIM AMACI İLE HESAPLANMASI H. Bülen Ean Bülen Dağ Mile Ea Tecnical Univeiy Elecical an Eleconic Enineein Deaen 653 Ankaa, Tukey e-ail : ean@eu.eu. Tel : 9 3 3 59 Fax : 9 3 6 Gea Caolino Univeiy of Picaie-Jule Vene Deaen of Elecical Enineein 33, ue Sain Leu 839 Aien Ceex Fance e-ail : Gea.Caolino@u-icaie.f Tel : 33 3 8 78 Fax : 33 3 8 78 Öze: Bu bilii Monofaze abi iknaõlõ oolaõn, aaõ aşaaõna, oeninin ve ooun ua konuunun oo boyulaõ cininen ealanaõnõ eefleekei. Gelişiilen yönelein bi aeaikel oiizayon çalõşaõna kullanõlaõ bu şekile ükün olacakõ. Gelişiilen yönele ve yaõlan ealaala ölçülele kaşõlaşõõlaak, çalõşa aaçlaõna yeecek aaiyee onuç veiklei özlenişi. I. GİRİŞ V i Rcu R fe L -. e. Ν. φ in Monofaze abi iknaõlõ (MSM oola ucuz aliyelei ile ve ei üeie uyun yaõlaõ ile bi çok ev aleine uyulaa bulabilekeile (Şekil. Ayõca veileinin aynõ aaçla kullanõlabilecek iğe oo ileinen yükek oluğu bilinekei []. Sao winin oo iniial oiion of e oo a anill (e oiion Şekil. Tiik bi MSM ooun keii Bu ooun en öneli ezavanajõ öneye başlaaõna ve önüş yönünün belileneineki beliizliki. Bu i oola ekanik ve elekikel aaeelee bağlõ olaak belli bi kalkõş oeni oluşuabilekeile [,3]. Dönüş yönlei ie uuklaõ konua ve enejinin veiliği ana bağlõ olakaõ. Yukaõa baeilen ounla küçük bi elekonik eve ilavei ile çözülebili. Bu uua oğal olaak aliye enişelei e ünee elekei. Sözü eilen neenlele bu i oola aa çok wa a kaa üç eviyeleine uyulaa bulabilişlei. Bi MSM ooun eşeğe evei Şekil eki ibi öeilebili. Bu şekile R cu ao aõ iencini, L ao Şekil MSM ooun eşeğe evei enükanõnõ, e ooaki õknaõ neeni ile aoa enüklenen eilii ifae eekei. Geekiğine L enükanõ oyuu a ikkae alacak biçie kullanõlabili. R fe ie çekiek kayõlaõnõ ifae eekei. Bu oel kullanõlaak bi MSM ooun efoanõn oğu olaak ealanabileceği bi çok çalõşaa öeilişi. Bu çalõşaa ooun şekil eki eşeğe eve elekikel aaeeleini, ekanik aaeeleini, boyula cininen yeeli aaiyee ifae eebilek aaçlanakaõ. Böylece oen, ilk uuş konuu, vei ibi efoan eğeleini e aaõ aşaaõna ealaak ükün olacakõ. Bu oo iinin kalkõş avanõşõ üzeine e bi çok çalõşa evcuu [3-6]. Böylece büün bu bilileen yaalanõlaak ooun avanõşõnõ bi aeaikel oiizayon oblei olaak ifae eebilei ikanõ olacakõ. Bu uua bu kolek oblein eaylõ inceleneek aa büyük üçlee fayalõ bi aaõ oaya konulaõnõn olabililiği aaşõõlaõ ağlanacakõ. Bu biliinin konuunu ie ooun başlanõça uuğu konuun belilenei ve çõkõk kuulaõn neen oluğu elükan oeninin eabõnõn naõl yaõlabileceğini belileeki II. RELÜKTANS MOMENTİNİN HESABI Bi MSM oo oeninin, elükan oeni (ao akõõ yok iken e evcuu ve eşeğe eveen ealanabilen ao anyeik alanõ ile (ao akõõ evcu iken õknaõõn ekileşiinen oluşan, iki oen bileşeni vaõ. Bu bölüe ao akõõ yok iken e oluşan elükan 39
ELEKTRÝK -ELEKTRONÝK - BÝLGÝSAYAR MÜHENDÝSLÝÐÝ. ULUSAL KONGRESÝ oeni bileşeninin fizikel boyula cininen naõl ealanabileceği ele alõnacakõ. Wco (, Fo ( e(, (5 Sao uyaõõ olaõğõna ooun anyeik eşeğe evei Şekil 3 e öeiliği ibi olacakõ. Bu eşeğe Bu enklee evee I o ooaki õknaõõn yaaõğõ aneooo kuvveini (MMK, oo eveinin eeanõnõ, ( ava aalõğõnõn, oo konuunu ya bağlõ eeanõnõ, e ie ao anyeik eveinin eeanõnõ ifae eekei. µ A λ I Bölü III eki ibi boyula cininen o ealanabili. Benze şekile eşeğe oo eeanõ e e Eşilik 9 a oluğu ibi boyula cininen yazõlabili. A. Difeaniyel Roo Peeanõ ( Şekil 5 e x ile işaeli bölü için oo ifeaniyel eeanõ (8 eki ibi yazõlabili. Bu eşilike µ Şekil 4 eki ibi anõlanõşõ. A oo õknaõõnõn alanõ, λ õknaõ içineki oalaa akõ yolu, ie oo MMK ii. I o F λ ( o H c H c Şekil 4 eki ibi anõlanõşõ. Hava aalõğõ eeanõnõn nin eel bileşen ve DA bileşeninen ibae oluğu vaayõlõa, co (3 ( ifaei yazõlabili. Relükan oeninin coeney W co cininen ealanaõ ükünü. x in x co (7 A x (, µ λ co z µ z (8 Bu enklee z ooun z yönüneki uzunluğuu. Şekil eki eşeğe eveen ooun öüğü ifeaniyel eean Eşilik 9 aki ibi yazõlabili. ( (, e (, (9 ( (, Bu uua (9 venklei ve oo MMK õ boyula cininen yazõlõa aca ulaşõlõş olacakõ. W B. Hava Aalõğõ Peeanõ T co e (4 Eşilik 9 a ava aalõğõ eeanõ e boyula Difeaniyel coeney ie eşilik (5 en bulunabili cininen yazõlõa elükan oeni eşiliği (4 e boyula cininen yazõlõş ale eleceki. ( nin eabõna kaçak ( akõ nõn a ikkae alõnaõ eeklii. Bu eekini oğal olaak eabõ zolaşõakaõ. Kaçak akõnõn ağõlõõnõ belileek aacõ ile ooun çeşili konulaõ için alan. çözülei yaõlõşõ. Bu çözüleen bazõlaõ şekil 6 a veilekei. Bu şekille inceleniğine kaçak akõnõn Şekil F ( I 7 e veiliği ibi oo boyulaõ y ve x cininen yazõlabileceği kanõõna vaõlõşõ. Şekile i işaeli üün alanõna A i, oalaa akõ yoluna i ebollei aanõa, Fi. 3. MSM ooun eşeğe anyeik evei B, Tela πy ( 4 B l H, A/ loeµ x -H c Fi. 4 Bi abi õknaõõn iik B-H kaakeiiği Şekil 5 Difeaniyel ava aalõğõ eeanõ eabõ 4
ELEKTRÝK -ELEKTRONÝK - BÝLGÝSAYAR MÜHENDÝSLÝÐÝ. ULUSAL KONGRESÝ (a (b 45 (c 9 Fi. 6 Maneic fiel oluion eul fo eveal oo oiion x 3.9.8 y 3 /. 7.6.5.4.3.. Fi. 7 Hava aalõğõ eeanõnõn eabõ - -.5 - -.5.5.5 πy y π ( co x ( 4 x π / / ( 3 ( 3 Bu aşaaa iki baaaklõ oo ava aalõğõnõn küçük eğeli ( i alanõ cininen ava aalõğõnõn eeanõnõ yazak ükün olacakõ. Noalize eiliş ava aalõğõ eeanõ Şekil 8 eki ibi bi eğişi öeeceki. Bu eğişkenin DA bileşen ve eel bileşen cininen ifaei (3 enkleineki ibii. (.75.3 co (3 Difeaniyel eean enklei bu uua (4 eşiliğineki ibi olacakõ. µ z µ z (, (.75.3 co( (4 Moenin ealanabilei için ooun uyulaõğõ MMK õnõn ifaei eeklii. Oaõna şaf eliği bulunan ooun eaik öeii şekil 9 a veilişi. Şaf eliği akõnõn õknaõ içineki yolunu kõalakaõ, böylece oo, a Fi. 8 Hava aalõğõ eeanõnõn eğişii MMK õnõn õknaõ boyunca eğişiği anlaşõlakaõ. Şekil 9 incelenie ve õknaõ içineki akõ yolu için aşağõaki enklele yazõlabili. π / - < < (5 Buaa, in - ( / (6 ve, λ co co (7 Böylece şaf eliğinin bulunuğu böle için MMF ifaei (5, (6 an (9, nuaalõ enkleleen yaalanaak, (8 enkleineki ibi yazõlabili. F o ( c H ( co co (8 Bu uua elükan oeni ifaei enkle (3 eki ibi olu. ' ' ' T ( I I I (9 π / e e π / e 4
ELEKTRÝK -ELEKTRONÝK - BÝLGÝSAYAR MÜHENDÝSLÝÐÝ. ULUSAL KONGRESÝ Bu enklee ki veilişi. ' e ifaei enkle ( e f c b in ( ' e ( [ c a b co ( ] C. Ölçülele Kaşõlaşõa Ele eilen enklelein oğuluğunu eneleek için 3 enkleinen ealanõş elükan oeni ile bi e oou üzeine yaõlan ölçüle kaşõlaşõõlõşõ. Şekil an izlenebileceği ibi ealanan (.57 Nc ve ölçülen (.6 Nc ee eğelei çok yakõnõ. Ancak, oenin ee eğeinin yei ava aalõğõ eeanõ ifaeinin baileşiiliş olaõ neeni ile oğu eğili. Bu neenle başka bi ifae ile ua konuunun başka bi yönele belilenei eekekei. l ole Fi. Dua konuuna eean eabõ ava aalõğõ ve olan iki böle, ile ava aalõğõ aaõnaki eçiş bölei ve kaçak akõnõn oluşuuğu bölelein kakõlaõ ile belileniği anlaşõlõ. Kaçak akõnõn kakõõnõn öneli olabileceği Şekil 6 an izlenekei. Bu neenle kaçak akõnõn beliin oluğu küçük ava aalõğõna yakõn bölüeki kaçak akõ ikkae alõnõşõ. Şekil 6 an yola çõkõlaak kaçak akõ Şekil eki akõ ülei ile eil eilişi. Boyula cininen kaçak akõnõn oluşuğu açõ f enkle en ealanabili. x f in - co ( ( f Fi.. 9 Mõknaõ içine akõ yolunun eabõ III. ROTORUN DURMA KONUMU Heani bi uyaa yok iken oo, elükanõn iniu ve oo akõõnõn akiu oluğu konua uacakõ. Bu akõan ava aalõğõ elükanõnõn ua konuu civaõna yeeli aaiyele ifaei yeeli olacakõ. Bu enklein üevinen ua konuu bulunabili. Şekil eki e oounun büyüülüş ei incelenie oo elükanõnõn Bu bölü için kaçak akõ yolu şöyle aiflenebili. y f co ( ( Ancak, çalõşanõn oiizayon aaçlõ elişiiliği, öz önüne alõnaak kaçak akõnõn oluşuğu bölüü ava aalõğõnõn oluğu bölüü, eşeğe eeanõ aynõ iaa aõacak şekile enişleeek eaba kaak uyun bulunuşu. Uzaa fe açõõ ile ifae eilie, fe y co ( (3 3 bulunu. Şekil incelenie ava aalõğõnõn oluğu böle.5 calculae eaue elucance oque.5 x x x f f.5 3 4 5 6 7 8 9 Fi. Relükan oeni Fi. kaçak akõ nõn ua konuuna eil eilei 4
ELEKTRÝK -ELEKTRONÝK - BÝLGÝSAYAR MÜHENDÝSLÝÐÝ. ULUSAL KONGRESÝ, oluğu böle ve iki ava aalõğõ aaõnaki eçiş bölei e açõõ ile öeilebili. Böylece (4, (5, (6 enklelei bulunu. x f in ( (4 x ( π / / x / (5 f f π f fe ( (6 Healaalaõ baileşiek için eçiş bölei ikiye bölünü, ava aalõğõ ve olan bölelee kaõlõşõ. Böylece e bi bölüün alanõ yazõlabili. ( Z. bölü ava aalõğõ Alan ( fe Z Fi.3 Geciş bölei aylaşõõlõğõna ooun öünüü Yaõlan baileşielee kaşõn enklelein veiği onuçlaõn ölçülele çok iyi bi uyu öeiği belilenişi.. bölü ava aalõğõ Alan Bu biliie ele eilen enklelee ilaveen ao eianõ ve enükanõnõna ealanaõna iiyaç vaõ. Bu konu başka bi aoa ele alõnõşõ [7]. Bu bölülein eeanõ ie aşağõaki ibi olu. µ z z KAYNAKLAR µ (7 [] E. C. Poa, Eney avin by ean of a new ive Böylece, ola eean olacakõ. Tola eean ifaeinin üevi alõnaak, ooun ua konuu o aşağõaki ifaeen belilenebili. in( in( in( in( / / A. Ölçülele Deney Sonuçlainin Kaşilaşiilai (8 Bu çalõşaa kullanõlan e oounun boyulaõ 3 no lu enklee konuluğuna 6,8 o bulunuşu. Moo üzeine yaõlan ölçüle ie 6 o e ooun uuğunu öeekei. Böyle küçük bi oo üzeine ölçü yaõlõken oaya çõkabilecek aala ikkae alõnõğõna bu ealaa aaiyeinin yeeli oluğu onucuna vaõlõşõ. conceion, Poceein of Inenaional Aeean Confeence on Elecical Macine an Powe Eleconic (ACEMP 95, 5-7 June 995, Kuaai (Tukey,.33-38. [] W. Tean, E. Poa, Siulaion, Finie Eleen Calculaion an Meaueen on a Sinle Pae Peanen Mane Synconou Moo, Poceein of Inenaional Aeean Confeence on Elecical Macine an Powe Eleconic (ACEMP 95, 5-7 June 995, Kuşaai (Tukey,.69-74. [3] G. Alenben, J. Maye, Sain of Facional Hoe- Powe Sinle-Pae Synconou Moo wi Peanen Maneic Roo, Elecical Dive Syoion Cai (Ialy Se. 99, Poceein ae 3-37. [4] G. Alenben, Acual Aec of e Develoen of Facional Hoe-Powe Sinle Pae Synconou Moo wi Peanenaneic Roo. Poceein In. Conf. on e Evoluion an Moen Aec of Synconou Macine, Auu 99, Zuic. [5] H. Sceann, Sabiliy of all inle-ae ynconou oo, Pili ec. Rev. 33, 35-43, 973, No. 8/9. IV. SONUÇ [6] G. Lanolfi, M. Paquali, E. Sanini, Sinle-Pae PM Bu biliie onofaze aii õknaõlõ bi ooun elükan oeninin ve ua konuunun oo boyulaõ cininen naõl ealanabileceği öeilişi. Ele eilen enklele bi oiizayon yazõlõõ içine kullanõlacağõnan analiik ve kolay ealanan ifaele bulunaõ çok önelii. Çünkü böyle bi yazõlõ ealaõn yüzlece kee ekalanaõnõ eekiekei. Bu neenle enklele ele eiliken kii baileşiele yaõlaõ uyun bulunuşu. Synconou Macine: Evaluaion of Paaee an Dynaic Analyi, oc. 3 Inenaional Syoiu on avance Elecoecanical Moion Sye.Paa, 999,. 7-. [7] H. Bülen Ean, Bülen Dağ, Gea Caolino; "An Accuae Moel fo e Calculaion of Soe Paaee of Sinle-Pae Peanen Mane Moo"; Inenaional Confeence on Elecical Macine; 5-8 Auu ; Bue - Beliu; Poceein 43