ISSN:13-3111 e-journl of New Worl Senes Aemy 11, Volume:, Numer: 1, Arle Numer: 1A13 Mehme Pol 1 ENGINEERING SCIENCES Eyyüp Öksüzepe Reeve: Ooer 1 Hsn Kürüm 3 Aepe: Jnury 11 Fr Unversy 1-3 Seres : 1A Tunel Unversy ISSN : 13-731 mpol@fr.eu.r 1 www.newws.om Elzg-Turkey SONU EEMANAR YÖNTEMİNDEN EDE EDİEN ENDÜKTANS EĞRİERİ KUANIARAK / DAGIÇ POMPA TİPİ ANAHTARAMAI REÜKTANS MOTORUN MODEENMESİ VE KAPAI ÇEVRİM HIZ VE AKIM KONTROÜ ÖZET Bu çlışm önelkle ARM nn oğrusl ve oğrusl olmyn urumk moeller ory konmuşur. Moorun oğrusl olmyn ypısını ory koymk çn sonlu elemnlr yönemnen ele elen enükns eğrler moele âhl elmşr. Enükns eğrsnn verler ANSYS 1 progrmı kullnılrk ele elmşr. Dh sonr moel genşlelerek kplı çevrm hız ve kım konrolü eklenmşr. Syısl enem eknk yönemlern gerçekleşrmek çn DSpe frmsının üremş oluğu DS113 Ae K kullnılmışır. Son olrk hız ve kım konrolünün eork ve eneysel sonuçlrı relenmşr. Anhr Kelmeler: Dlgıç Pomp Tp ARM, Moelleme, Kplı Çevrm Hız ve Akım Konrolü, Sonlu Elemnlr Yönem, MATAB MODEING AND COSED-OOP SPEED AND CURRENT CONTRO OF SUBMERSIBE PUMP-TYPE SWITCHED REUCTANCE MOTOR WITH / POES USING INDUCTANCE CURVES OBTAINED FROM THE FINITE EEMENT METHOD ABSTRACT In hs suy, frsly, h re lner n nonlner moels of ARM hve een revele. Inune urves one from he fne elemen meho hs een nlue n he moel o nvesge non-lner sruure of he moor. Inune urve were one y usng progrm ANSYS 1. Then, he lose-loop spee n urren onrol were e he exene moel. DS113 Ae K proue y he DSpe ompny re use o perform he numerl onrol ehnl mehos. Fnlly, he spee n urren onrol, heorel n expermenl resuls re susse. Keywors: Sumersle Pump-Type Swhe Relune Moor, Moelng, Close-oop Spee n Curren Conrol, Fne Elemen Meho, MATAB
e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. 1. GİRİŞ (INTRODUCTION) Anhrlmlı Relükns Moor (ARM), sor ve rooru çıkık kuupn oluşmuş ve roorun srgı olmyn s ypılı r elekrk mknsıır. ARM ler relükns kuvve le elekrksel enerjy meknk enerjye çevrrler. Bu kuvve önme hreken gerçekleşren önürme momenn oluşurmkır. Sürekl r momenn ürelelmes, roor kuunun sor kuun göre konumu zlenp uygun fz srgılrının sırsıyl eslenmesne ğlıır. Bunu sğlmk çn e r güç elekronğ evres ve enem meknzmsın gereksnm uyulur. Son yıllr ARM ye yönelmenn see, yzılım, srım ve eknolojek gelşmelere prlel olrk, u moorlrın ypısının s, güvenlr ve krrlı olmsı, çlışm ormınn hemen hemen ğımsız olmsı, üşük ve yüksek hızlr çlışırıllmes, ürem mlyenn üşük ve kım-onrım msrfının z olmsı sırlnlr.. ÇAIŞMANIN ÖNEMİ (RESEARC SIGNIFICANCE) Prk çlışmy geçmeen öne eork olrk moeln çok y r şekle ory konulmsı gerekmeker. Bu urum ARM lere ürelen momen enükns ğlı oluğu çn ARM enüknsının konum göre eğşm y lnmelr. Bunun çne çlışm enükns eğrsn ory çıkrmk çn SEY kullnılmışır. Ayrı y ve hsss r konrol gerçekleşrmek çn, ele elen eğrlerle rlke şğı yrınılı r şekle nlıln konrol eknkler kullnılrk ARM nn hem eork heme eneysel olrk hız ve kım konrolü gerçekleşrlp krşılşırılmlrı ypılmışır. 3. ARM NİN DOYMASIZ MODEİ (INEAR MODE OF THE SRM) Doymsız çlışmk kuller; enüknsın kıml eğşmeğ, mnyek oyumun olmığı ve yrı fzlr rsınk ork enükns çok küçük oluğu çn hml elğr.[1,, 3] Şekl 1 e ARM e oymnın göz önüne lınmığı urumk kı le kım rsınk lşk yer lmışır. Bu şekl emel lınrk fz srgısınn geçen kım le fz kuun oluşn kı rsınk lşk şğık g yzıllr; ( ). (1) : Moor kısı () : Roor konumunun fonksyonu oln srgı enüknsı : Fz kımı Şekl 1. ARM nn oğrusl urumk kı-kım eğşm (Fgure 1. Plo of flux-flow hnges of SRM n lner suron) Şekl 1 n eğm enükns eğern verr. Doğrusl çlışm ölgesne srgı enüknsı, roor konumunun vey zmnın r fonksyonuur nk kımın fonksyonu eğlr. Şekl 1 ek oğrusl eğşmen olyı, mnyek ln epo elen enerj le meknk güe önüşen mnyek Ko-enerj rrne eşr. Sseme verlen enerj se u 1
e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. enerjlern oplmıır. Enerjlern enklem şğık g yzıllnr [,5]; ' 1 W W. m m () Denklem en hreke eerek ARM nn momen fes; 1 ( ) T. (3) olrk ele elr. ARM oğrusl ölgee ken sr. Bu ölgee kımın eğer e s uulurs ürelen momene s olur. Eğer u şrlr oluşurulurs moorun kusk gürülüsü e zlılmış olunur. Fzlr çn yrı yrı momen feler yzılırs, 1 T, 1 () T, (5) 1 T, () 1 T, (7) ğınılrı ele elr. Toplm ürelen momen se fzlrın ğımsız üreğ momenlern oplmın eşr: T e,,,, T, T, T, T, () ARM nn meknk hreke enklem, Te J B T (9) şeklner. Bur; T e :ARM nn ürelen momen, T :Yük momen, B :Sürünme ksyısı J :Eylemszlk momenr. Açısl hız le konum rsınk lşk, (1) Denklem 1, Denklem 9 yerne yzılırs, Te J B T (11) ele elr. ARM ssemnn urum eğşkenlern fz kımı ve roor hızı oluşurur. Gerlm ve momen enklemler üzenlenğne urum eğşkenler enklemler ele elr. ARM nn elekrksel ğınılrını ele emek çn Şekl ek eşeğer evre kullnılır. Burn gerlm fes;, V R (1) yzıllr. Bur; V :Fz gerlm, :Fz kımı, R :Fz ren :Fz kısı :Roor konumuur
e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. 3 ARM nn fz kısı, roor konumu ve fz kımının r fonksyonuur. Akım ve konum göre kısm ürev lınırs; R V (13) enklem ele elr. enükns ğınısı çn (1) Şekl. ARM nn r fzının eşeğer evres. (Fgure. Sngle-phse equvlen ru of SRM ) yzıllr. Akı le enükns rsın oğrusl lşk kullnılırs (15) yzıllr. Burn Denklem 1-1 ve 15 feler Denklem 13 e yerne yzılırs R V. (1) ele elr. Denklem 1 eşlğne eşlğn sğ rfınk üçünü erm srgı enüklenen zı elekromoor kuvve (emk) verr. e (17) e r fz srgısın enüklenen zı emk y verr. Dör fzlı ARM nn her r fzı çn gerlm ğınılrı Denklem 1-1 le fe elr. R V (1) R V (19) R V () R V (1) olur. Burk nsler fzlrı gösermeker. ARM nn urum enklemler, R V 1 () R V 1 (3)
e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. R V 1 () R V 1 (5) e T B T J w 1 () (7) olur.. ARM NİN DOYMAI MODEİ (SATURATION (NON-INEAR) MODE OF THE SRM) Şekl 3 e görülüğü g, oym ölgesne çlışn ARM nn mnyek evree epolnn enerj (W m ), Ko- enerjen h küçükür. Bu göseryor k oym ölgesne çlışn r ARM nn kynkn lığı enerjnn çoğunu meknk enerj olrk mlnen verelr [1,3,]. Bunun ksne oymsız ölgee çlışn ARM se kynkn lığı enerjnn see yrısını meknk enerjye önüşürelyoru. Şekl ek eşeğer evrey z lrk ARM nn oym çlışmsı urumunk moor enklemlern şğık eşlklerle fe eelrz. R V. () Şekl 3. ARM nn oym ölgesnek kı-kım eğşm (Fgure 3. Plo of flux-flow hnges of SRM n suron re) R V )., (. (9) R V.,. ), (. (3) R V.,. ), (. ), (. (31) R V. ), (. ), (,. (3)
e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. V R. lr, emk(, ) (33) Denklem 33 ek l r (,) rımsl enüknsı ve emk (,) zı elekromoor kuvver. Denklem 33 ün rn erm srgı rennek gerlm üşümünü, kn erm kım eğşmlerne krşı oluşn gerlm, son erm se hızl ornılı olrk enüklenen gerlm fe eer. Doymlı urum epolnn mnyek enerj ve mnyek Ko-enerj enklem 3 ve 35 le fe elr. W m ' (, ). (3) W m (, ). (35) Denklem 35 en oym çlışm ölgesnek ARM nn momen fes şğık g yzılır; ' W T m (3) Denklem 3 ARM nn en emel momen fesr. Bur eğer srgı kımı s uulur ve roor kr yer eğşrrse W m mkr enerj eğşm ory çıkr. Bu nokn hrekele momen şğık g fe elelr; W T m (37) 5. ARM NİN KAPAI ÇEVRİM HIZ KONTROÜ (COSED-OOP SPEED CONTRO OF SRM) Pomp ürü r ARM nn hız konrol srejs k eş zmnlı eylemen meyn gelr [7]. Brn eylem, re genşlk moülsyonun göre görev peryounu yrlyrk moor hızını engelemek çn syısl eneley rfınn yerne gerlr. Bunun çn PI ve fz-le üzenley ser r şekle kullnılır. Bur PI üzenleysne sürekl urum hız hsını elmne emek çn hyç uyulur. Fz-le üzenleys se hem şmyı heme yükselme zmnını zlmk çn seçlr. İkn eylem se moor performnsını ve vermn rırmk çn ekleme çısını moor hızının r fonksyonu olrk yrlmkır. Bu urumu gerçekleşrmek çn eneysel sonuçlr hyç uyulur [7,]. ARM nn kplı çevrm hız konrolü, ARM sürüüsünün r fzın yer ln nhrlrın hız konrol loğunn ele elen D görev peryou çne çm-kpm ypırılmsı sureyle gerçekleşrlr. D görev peryou enklem 3 ek g nımlnır. on D on. f kııyıı T kııyıı (3) Denklem 3 e verlen f kıyıı ve T kıyıı sırsıyl kıyıının freknsı ve peryouur. Kynk gerlm D x U kr kıyılır []. Şekl e ARM nn kplı çevrm hız konrol şemsı verlmşr. 5
e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. Şekl. ARM nn kplı çevrm hız konrol şemsı. (Fgure. Close-loop spee onrol sheme of SRM). ARM NİN KAPAI ÇEVRİM AKIM KONTROÜ (COSED-OOP CURRENT CONTRO OF SRM) ARM, lnğ g oğrusl olmyn r ypıy shpr. Bu urum eneley srımını zorlşırır. Eğer ssem oğrusllşırılırs oğrusl konrol ssem eors eneley srımın uygulnlr. Değşken hızlı r ARM sürüüe çlışm noksı sürekl eğşr. Bell r çlışm noksı çn srlnmış oğrusl olmyn r eneley, kım çevrmne oğrusl çlışm koşullrı le erer ork enüknsın eklern e krşılr ve unun sonuu olrk h y r performns sğlr. Akım eneley srımın üç frklı yklşım vrır []: Doğrusllşırılmış kım eneley srımı, Doğrusllşırılmış ger eslemel oğrusl olmyn kım eneley srımı, Ork enüknsın eklern çeren oğrusl olmyn kım eneley srımı. Büün u yönemler senlen kımı üremek çn gerlm ve hseresz kım eneley kullnılır. Hseresz eneleynn gerçekleşrlmes PI kım eneleylere gerek uymığınn h prk görülelr nk yüksek hızlr senlen sonuçlr ele elemez. Gerlm eneleye, gerlm enüknsın eğmnn yükselğ süree PWM şeklne uygulnıp enükns eğmnn zlığı nokn öne negf momen oluşurmsın ye sonlnırılır. Bu yönem yüksek hız uygulmlrın uygulnlr çünkü ur fz kımını sınırlyn öneml ereee zı emk mevuur. Hseresz kım eneleye, kımın nımlnn r nın çersne hreke emes yönemne ynır. Akım hsın ğlı olrk, gerlm konveröre uygulnır. Düşük hız uygulmlrın, zı emk kynk gerlmnen olukç küçükür ve sor srgısınn geçen kım, kım kıyıısı rfınn üzenlenelr. Bu yüzen kım konrol meou üşük ve or hız uygulnır [9]. Şekl 5 e hseresz kım konrolünün Şekl se gerlm eneleynn lok ygrmlrı verlmşr. Şekl 5. ARM e kullnıln hseresz kım konrolünün lok ygrmı. (Fgure 5. The lok grm of hyseress urren onrol usng he SRM.)
e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. Şekl. ARM e kullnıln gerlm konrolünün lok ygrmı. (Fgure. The lok grm of volge onrol usng he SRM.) Şekl 7 e Dre genşlk moülsyonu le ypıln kplı çevrm kım konrolünün çık lok ygrmı verlmşr. Şekl 7. ARM sürüünün kplı çevrm kım konrol lok ygrmı. (Fgure 7. The lok grm of lose-loop urren onrol of SRM rver.) Şekl 7 e görülüğü g, moor hızının referns hızn çıkrılmsıyl r hız hsı ürelr. Çıkn hız hsı r PI eneleyen geçrlr. PI eneley çıkışı enklem 39 n ele elen kım şren verr: * w w K w w K p r m r m (39) Bur w r ve w m sırsıyl referns hız ve roor hızıır. Dör fzlı r ARM çn ör ğımsız kım çevrm mevuur. *, *, * *, fz kımlrını komuu üremek çn ör kım çevrmne yn PI eneleyye hyç uyr. PI Akım eneley le, * e K p ( ) K * () e çıkışı ele elr. Bur, * kumn kımı ve fz kımıır. İsenlen PWM konrol şren üremek çn Şekl e e göserlğ g kım hsı genlğ, nhrlm freknslı şıyıı üçgen lg şre le krşılşırılır. Eğer şıyıı genlk kım hsınn h üyükse çıkış sıfır olur ve nhr çılır. Eğer kım hsı şıyıı şreen küçük se çıkış r ypılır ve nhr kpılır. Şekl. PWM şren ele elş. (Fgure. Evluon of he PWM sgnl.) 7
e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. 7. ARM NİN MATAB/SİMUİNK ORTAMINDA BENZETİMİ (SIMUATED MATAB/SIMUINK ENVIRONMENT OF SRM) ARM nn enzem çlışmlrı MATAB 7. kullnılrk ypılmışır. Şekl 9 ARM nn kplı çevrm hız ve kım konrolünün genel lok şekller görülmeker. Şekl 9. MATAB/Smulnk ormın hzırlnn / ARM nn kplı çevrm hız ve kım konrolünün enzem şemsı (Fgure 9. Close-loop spee n urren onrol smulon grm of he SRM wh / poles prepre n MATAB/Smulnk). BENZETİM VE DENEYSE SONUÇAR (SIMUATION AND EXPERIMENTA RESUTS) Tsrımı gerçekleşrlen / ARM nn enzem ve eneysel sonuçlrı yüklü- yüksüz ve kplı çevrm hız ve kım konrolü ypılrk ele
Enükns (mh) e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. elmşr. Kplı çevrm kım konrolüne hem gerlm konrolü moel kullnılmışır. Bu enzemlere ARM nn oğrusl olmyn ypısını ory koymk çn eğşk kımlr, ANSYS 1. SEY çözümü ypılrk ele elen enüknslrın konum krşı eğşmler kullnılmışır. Şekl 1 1 rlılrl ANSYS 1 n ele elen enükns-roor çısı eğrs verlmşr. Bu eğren mn =.333mH ve mx =.17 mh olrk hesplnmışır. Deney senn fooğrfı Şekl 11 e verlmşr. 5 15 1 7 9 1 11 1 13 1 15 1 Roor As (eree) Şekl 1. Enükns-Roor çısı eğrs (Fgure 1. Plo of Inune vs Roor ngle) Şekl 11. Deney senn fooğrfı (Fgure 11. Phoo of he expermenl se).1. Yüksüz Durum çn Kplı Çevrm Gerlm Akım Konrolü le Hız Konrolü Sonuçlrı (Spee Conrol Resuls wh Close oop Volge Curren Conrol for No-o) Kplı Çevrm Gerlm ve Hız Konrolü (Close-oop Volge An Spee Conrol) İlk olrk 115 V luk gerlme ARM ye 15 r/sn lk referns hız verlp hız ve kım konrolünün epksne kılmışır. Bun enzem sonuçlrı Şekl 1 ve 13 e eneysel sonuçlr se Şekl 1 e verlmşr. 9
Fz Gerlm (V) Fz Gerlmler (V) w(r/sn) A Fz Büyüklükler e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. Şekl 1 ek grfkler releyeek olursk; verlen referns hız krşın hız konrolünün epksnn y oluğu gözlenmşr. Moor lene ğlı olrk çok kıs süree referns hızı yklyıp kp emşr. Şekl 1- e A fzının kım, gerlm ve enüknsı le ekleme üçgennn grfkler verlmşr. A fzı, ekleme üçgennn / 15 le 7 / 1 rsın eklenmeker. Son olrk Şekl 1- e A fz gerlmnn genel görünümü ve Şekl 1- e ör fz gerlmlernn PWM lg şekller yer lmkır. 1 1 15 1 1 1 5-5 Referns Hz Moor Hz.1..3..5..7..9 1 () -1 Gerlm -15 Enükns*5 Akm*5 - Tekleme Üçgen*1....1.1.1.1.1 () 15 15 1 1 5 5-5 -5-1 -1-15.1..3..5..7..9 1 3-15....1.1.1.1.1 () () Şekl 1. 115 V luk esleme gerlmne 15 r/sn lk referns hız çn ARM nn enzem sonuçlrı, (Fgure 1. Smulon resuls of SRM for 15 r / se referene spee. 115 V supply volge) ) Hız-Zmn grfğ (Plo of spee vs me) ) A fzının kım, gerlm ve enükns lg şekller le ekleme üçgen (Curren, volge n nune wveforms of A phse n rgger rngle) ) A fz gerlmnn genel görünümü (Owervev of A phse volge) ) Dör fz PWM gerlm (Four phses PWM volge) Şekl 13- A fz kımının kplı çevrm konrollü genel görünümü verlrken Şekl 13- e se ör fz kımının lg şekller yer lmkır. Moor oş çlışığı çn see ken kyıplrını ve len yeneleek momen oluşurk kr kım çekmeker. Şekl 13- ve ye kılırs kım çn söyleklermz h y nlşılmkır. Şekl 13- e ürelen oplm momenn genel görünümü verlrken e se oplm momenlern çık lg şekller yer lmkır. Şekl 13- e
Momen (Nm) Momen (Nm) Fz Akm (A) Fz Akmlr (A) e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. moorun oş çlışm çekğ kım 3.5 A vrın ken u urum gelşrğ momen se yklşık olrk. Nm r. 1 1 1 1 5.5 3.5 3 1.1..3..5..7..9 1 ().5 1.5 1.5....1.1.1.1.1 () 7 5 1.9..7. 3 1.5..3..1.1..3..5..7..9 1.9.9.9.9.9.91.91.91.91.91.9 () () Şekl 13. 115 V luk esleme gerlmne 15 r/sn lk referns hız çn ARM nn enzem sonuçlrı. (Fgure 13. Smulon resuls of SRM for 15 r / se referene spee. 115 V supply volge) )A Fzı kımının genel görünümü (Owervev of A phse urren) ) Dör fz kımı (Four phses urren) )Ürelen oplm momenlern genel görünümü (Overvew of he genere ol orques.) )Dör fz momennn oplmı (The sum of he four-phse orque) Şekl 1 k grfğ releyeek olursk; verlen referns hız krşın hız konrolünün epksnn y oluğu gözlenmşr. Benzemle ynı PI ksyılrı kullnılmışır. Benzeme ynı çlışm referns hızı şıp h sonr hızı yklmkl rlke eneysel üzeneken lınn sonuç enzer zmnlr oprlnmlrın krşın referns hız şm olmmışır. Ank r sonrk eneysel sonuç görüleeğ üzere lk epk hrç eneysel ve enzem sonuçlrın epks hemen hemen ynıır. 31
Fz Akm (A) Fz Akm (A) Fz Gerlm (V) Fz Gerlm (V) w(r/sn) e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. 1 1 1 1 Referns Hz Moor Hz.1..3..5..7..9 () 15 15 1 1 5 5-5 -5-1 -1-15.1..3..5..7..9 () -15.57.575.5.55.59.595. () 7 15 5 1 3 5 1.1..3..5..7..9 3.57.575.5.55.59.595. () (e) Şekl 1. 115 V luk esleme gerlmne 15 r/sn lk referns hız çn ARM nn eneysel sonuçlrı (Fgure 1. Eexpermenl resuls of he ARM for 15 r / se referene spee 115 V supply volge) ) Hız-Zmn grfğ (Spee-Tme grph) ) Fz gerlmnn genel görümü (Owervev of phse volge) ) Fz gerlmn çık şekl (Open shpe of phse volge)
Fz Gerlm (V) Fz Gerlmler (V) w(r/sn) A Fz Büyüklükler e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. ) Fz kımının genel görümü (Owervev of phse urren) e) Fz kımının çık şekl (Open shpe of phse urren) Şekl 1- e fz gerlmnn genel görünümü ve e ekleme nınk çık şekl verlmşr. Gerlme, moor oş çlışıyor ve u olmsın rğmen çok hff r lglnm mevuur. Şekl 1- ve e e fz kımının genel görünümü ve ekleme nınk çık şekl mevuur. Benzem sonuçlrın eğnlğ g lk n hız frkı üyük oluğu hız frkını en kıs süree sıfır çekmek çn moor elrlenen referns kım sınırlrın kım çeker. Bu urum Şekl 1- nn lk nlrın görülmeker. Referns hızı yklıkn sonr, see ken ç nmklern yeneek momen üreeek kr kım çeker. Benzem sonuçlrın göre 1A kr fzl kım çekmeker. Boş çlışmk kn çlışm se nomnl gerlme ( V) eğşk hızlr kplı çevrm hız ve kım eneleylernn epklerne kılmışır. Bun enzem sonuçlrı Şekl 15 ve 1 eneysel sonuçlrı Şekl 17 verlmşr. Şekl 15- ; verlen referns hızlr krşın kplı çevrm hız konrolünün y epk verp her hızı senlen sevyelere yklığı görülmeker. Şekl 15- e A fzının 3 5 Referns Hz Moor Hz 3 1 15 1-1 5 1 3 5 7 9 () - Gerlm Enükns*5 Akm*5 Tekleme Üçgen -3.9.9.9.9.9.91.91.91.91.91.9 () 15 1 5 15 1 5-5 -1-15 - 1 3 5 7 9 () -5-1 -15 -.9.9.9.9.9.91.91.91.91.91.9 () Şekl 15. V luk esleme gerlmne eğşk referns hızlr çn ARM nn enzem sonuçlrı, (Fgure 15. Smulon resuls of SRM for fferen referene spees. V supply volge) ) Hız-Zmn grfğ (Plo of spee vs me) 33
Momen (Nm) Momen (Nm) Fz Akm (A) Fz Akmlr (A) e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. ) A fzının kım, gerlm ve enükns lg şekller le ekleme üçgen (Curren, volge n nune wveforms of A phse n rgger rngle) ) A fz gerlmnn genel görünümü (Owervev of A phse volge) ) Dör fz PWM gerlm (Four phses PWM volge) kım, gerlm ve enüknsı le ekleme üçgennn grfkler verlmşr. Br önek çlışm oluğu g A fzı ekleme üçgennn / 15 le 7 /1 rsın eklenmeker. Şekl 15- e A fz gerlmnn genel görünümü ve Şekl 15- e ör fz gerlmlernn PWM lg şekller yer lmkır. Şekl 15- kkl nelenrse yvşlm ölgelerne moor referns hızı yklyn kr ekleme ypılmmkır. Referns hız gelğ nokn ren u ekleme ekrr şlmkır. Şekl 1- A fz kımının genel görünümü verlrken Şekl 1- e se nomnl gerlm ve 1 r/sn lk hızk ör fz kımının lg şekller yer lmkır. Şekl 1- y kk eeek olursk, eğşk hızlrk kyıplr hız ğlı olrk (B* ) frklı oluğunn moor srgısınn geçen kımlr un ğlı olrk eğşmeker. Şekl 1- e kım ğlı olrk momene e ynı epkler görmek mümkünür. Şekl 1- e moorun gelşrmş oluğu oplm momen göserlmşr. Dlglnmlr üşük hız le yüksekr. 1 5 1 1.5 3.5 3.5 1 3 5 7 9 7 5 () 1.5 1.5.9.9.9.9.9.91.91.91.91.91.9 1.9..7. () 3 1.5..3..1 1 3 5 7 9 3.9.9.9.9.9.91.91.91.91.91.9 () () Şekl 1. V luk esleme gerlmne eğşk referns hızlr çn ARM nn enzem sonuçlrı. (Fgure 1. Smulon resuls of SRM for fferen referene spees. V supply volge) )A Fzı kımının genel görünümü (Overvew of A phse urren) ) Dör fz kımı (Four phses urren)
Fz Akm (A) Fz Akm (A) Fz Gerlm (V) Fz Gerlm (V) w(r/sn) e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. )Ürelen oplm momenlern genel görünümü (Overvew of he genere ol orques.) )Dör fz momennn oplmı (The sum of he four-phse orque) Şekl 17- ; verlen referns hızlr krşın kplı çevrm hız konrolünün ynı enzeme oluğu g krrlı ve y epk verğ görülmeker. İlk referns hız hrç ğer referns hızlrın hemen hemen hepsne ynı epky vermşr. Şekl 17- e fz gerlmnn genel 3 Referns Hz Moor Hz 5 15 1 5 1 3 5 7 9 () 15 1 5 15 1 5-5 -1-15 - 1 3 5 7 9 1 1 1 1 () -5-1 -15-5.7775.77.775.779.7795.7 () 1 3 1 1 3 5 7 9.7775.77.775.779.7795.7 () (e) Şekl 17. V luk esleme gerlmne eğşk referns hızlr çn ARM nn eneysel sonuçlrı (Fgure 17. Expermenl resuls of he ARM for 15 r / se referene spee 115 V supply volge) 35
e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. ) Hız-Zmn grfğ (Spee-Tme grph) ) Fz gerlmnn genel görümü (Overvew of phse volge) ) Fz gerlmn çık şekl (Open shpe of phse volge) ) Fz kımının genel görümü (Overvew of phse urren) e) Fz kımının çık şekl (Open shpe of phse urren) görünümü ve e ekleme nınk çık şekl verlmşr. Gerlme, moor oş çlışıyor olmsın rğmen çok hff r lglnm mevuur. Şekl 17- ve e e fz kımının genel görünümü ve ekleme nınk çık şekl mevuur. Benzem sonuçlrın eğnlğ g lk n hız frkı üyük oluğu ve u hız frkını en kıs süree sıfır çekmek çn moor elrlenen referns kım sınırlrın kım çeker. Bu urum Şekl 17- nn lk nlrın görülmeker. Referns hızı yklıkn sonr, see ken ç nmklern yeneek momen üreeek kr kım çeker. Benzem sonuçlrın göre 1A kr fzl kım çekmeker. Şekl 17- nelenrse moor referns hızlrı yklrken gerlme k lglnmlr kk çekmeker. Bu urum moor hızlnırken hyç uyuğu kım DA hının ön rfın ulunn rnsformöre yükleme ypığınn olyı rnsformör gerlm üşmeke u DA h gerlmne ynsımkır. Şekl 17- ve e sırsıyl moor gerlm ve kımının çık şekllern gösermeker... Yüklü Durum çn Kplı Çevrm Akım ve Hız Konrolü Sonuçlrı (Close oop Curren n Spee Conrol Resuls for o Son) Yüklü urum çlışm nomnl gerlme, 1 Nm lk yük lın ve 1 r/sn e önen ARM ye.5 sn sonr nen.5 Nm lk r yük h lve elp oplm yük 3.5 Nm ye çıkrılıyor. Bu şrlrk kım ve hız eneleylernn epksne kılmışır. Tekleme çılrı oş çlışmk ekleme çılrı le ynı uulmuşur. Bun enzem sonuçlrı Şekl 1 ve 19 eneysel sonuçlr se Şekl e verlmşr. Şekl 1- ve e referns hız krşın moor hızı görülmeker. Moor referns hızı kp eerken.5 Nm lk ek r yükle yüklenmes sonuun moor hızı referns hızn kıs r sürelğne şğı yöne kymış nk ssem hemen kenn oprlmışır. Şekl 1- e ek yüklenme urumunun oluğu zmn ölges çılrk hız eğşmler h ne göserlmşr. Şekl 1- ve e sırsıyl fz gerlm ve fz gerlmnn çık hlne yer verlmşr. 3
Fz Gerlm (V) Fz Gerlm (V) w(r/sn) w(r/sn) e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. 1 15 1 1 95 Referns Hz Moor Hz.5 1 1.5.5 3 3.5.5 5 15 1 5 () Referns Hz Roor Hz 9.... 3 3. 3. 3. 3. 15 1 5 () -5-1 -15-5 -1-15 -.5 1 1.5.5 3 3.5.5 5 -.55.53.535.5.55.55.555 () () Şekl 1. V luk esleme gerlmne ve 1 r/sn e önen ARM nn, yükünün 1Nm en 3.5 Nm ye çıkrılmsı urumunk enzem sonuçlrı; (Fgure 1.Smulon resuls of SRM for removl of he lo from 1 Nm o 3.5 Nm. 1 r/se referene spee n V supply volge) ) Hız-Zmn grfğ (spee me grph) ) Hız-Zmn grfğnn üyülülmes (Zoomng spee-me grph ) ) Fz gerlmnn genel görünümü (Overvew of phse volge) ) Fz gerlmnn çık şekl (Open shpe of phse volge) 1 Nm lk yüke çlışırken ken ç nmkler ve yükü krşılmk çn momen üreen ARM,.5 sn sonr ek yüke nğne un lveen ek yük momenn krşılyk momen e üremeye şlmışır. Şekl 19- ve grfkler yüklenme urumunk sırsıyl kım ve momen eğşmler göserlmşr. Şeklleren e görülüğü g senlen ek momen sğlmk çn kım, momen oluşurk sevyeye yüksellmşr. Sekl 19- ve e sırsıyl r fzın çekmş oluğu kıml o fzın üremş oluğu momenn çık şekl verlmşr. 37
Momen (Nm) Momen (Nm) Fz Akm (A) Fz Akm (A) e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. 1 1 1 1 1 1.5 1 1.5.5 3 3.5.5 5 1 () 7.55.53.535.5.55.55.555 () 1 1 5 3 1.5 1 1.5.5 3 3.5.5 5.53.535.5.55.55 () () Şekl 19. V luk esleme gerlmne ve 1 r/sn e önen ARM nn, yükünün 1Nm en 3.5 Nm ye çıkrılmsı urumunk enzem sonuçlrı; (Fgure 19.Smulon resuls of SRM for removl of he lo from 1 Nm o 3.5 Nm. 1 r/se referene spee n V supply volge) ) Fz kımının genel görünümü (Overvew of phse urren) ) Fz kımının çık şekl (Open shpe of phse urren) ) Ürelen oplm momenlern genel görünümü (Overvew of he genere ol orques) ) Fz momennn çık şekl (Open shpe of phse orque) Şekl - ve e referns hız krşın moor hızı görülmeker. Moor referns hızı kp eerken.5 Nm lk ek r yükle yüklenmes sonuun moor hızı referns hızn kıs r sürelğne şğı yöne kymış nk ssem hemen kenn oprlmışır. Şekl - e ek yüklenme urumunun oluğu zmn ölges çılrk hız eğşmler h ne göserlmşr. Benzem sonuçlrıyl krşılşırılığın göze çrpn frk eneysel sonuç moor hızı yklşık.5 r/sn h z üşüyor fk oprlnm yklşık. sn h geç oluyor. Bu urum çn rkç neen söylenelr. Örneğn Şekl - ek gerlm lglnmsı g. Yüklenme sırsın gerlm V n h öneen hselen neenleren olyı 15 V lr üşmeker. Şekl - e fz gerlmnn çık şekl göserlmeker. Bu çlışm koşulunk fz kımı Şekl -e ve f verlmşr. Moorun yükü 1 Nm en 3.5 Nm ye çıkrılığın kım u yükü krşılyk momen e üremek çn rmışır. Benzem sonuçlrıyl krşılşırılığın önek sonuçlr oluğu g kımın yklşık.5 A kr yüksek oluğu gözlenmşr. Bunun ışınk genel epkler ynıır. 3
Fz Akm (A) Fz Akm (A) Fz Gerlm (V) Fz Gerlm (V) w(r/sn) w(r/sn) e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. 1 15 1 1 95 Referns Hz Moor Hz.5 1 1.5.5 3 3.5.5 5 15 1 5 () Referns Hz 9 Moor Hz..3..5..7..9 3 15 1 5 () -5-1 -15 -.5 1 1.5.5 3 3.5.5 5 1 1 1 1 () -5-1 -15 -.37.375.3.35.39.395..5 1 1 1 () 1.5 1 1.5.5 3 3.5.5 5.37.375.3.35.39.395..5 (e) (f) Şekl. V luk esleme gerlmne ve 1 r/sn e önen ARM nn, yükünün 1Nm en 3.5 Nm ye çıkrılmsı urumunk eneysel sonuçlr; (Fgure.Exremenl resuls of SRM for removl of he lo from 1 Nm o 3.5 Nm. 1 r/se referene spee n V supply volge) ) Hız-Zmn grfğ (spee me grph) ) Hız-Zmn grfğnn üyülülmes (Zoomng spee-me grph ) ) Fz gerlmnn genel görünümü (Overvew of phse volge) ) Fz gerlmnn çık şekl (Open shpe of phse volge) e) Fz kımının genel görünümü (Overvew of phse urren) f) Fz kımının çık şekl (Open shpe of phse urren) 39
e-journl of New Worl Senes Aemy Engneerng Senes, 1A13,, (1), 1-. 9. SONUÇAR (CONCUSIONS) Deneysel sonuçlrl eork sonuçlr nelenğ zmn genele üyük enzerlkler göserğ gözlenelr. Ark frklrın oluşmsı son eree oğlır. Bunlrın seeplernen zılrını meler hlne sırlyk olursk; Benzeme ekleme sırsınk negf gerlmn sseme âhl elememes; Her ne kr SEY yönemnen ele elen enükns eğerler kullnılmış ols enzeme ork enükns eksnn hes kılmmışır. Moor ken üremmzr, ml sırsın mlyeen olyı moorun sor ve roor slrı, el erozyon y klıp kesm le keslmeğnen olyı zı prmerelere frklılıklr oluşmuşur. Deney sırsınk gerlmek lglnmlr, Deney sırsın moor sıklığınn olyı moor prmerelernn eğşmes. Blnğ g PI ksyılrı moor prmerelerne ğımlılık göserr. Syıln u ür olumsuzluklr rğmen eneysel sonuçlrl eork sonuçlr rsınk frk kul elelr ölçüer. KAYNAKAR (REFERENCES) 1. Krshnn, R., (1). Swhe Relune Moor Drves Moelng, Smulon, Anlyss, Desgn, n Applons, CRC Press.. Omç, Z., (). Yen Br Anhrlı Relükns Moorun Tsrımı ve Akım Konrolü,Dokor Tez, Fır Ünverses Fen Blmler Ensüsü, Elzığ. 3. İnnç, N., (199), Anhrlmlı Relükns Moorun Moellenmes ve yen Konrol Teknkler le Denem, Dokor Tez, Koel Ünverses Fen Blmler Ensüsü, Koel.. Vln, V. n Sloon, N.V., (). A Smple Nonlner Moel of he Swhe Relune Moor, Energy Converson, IEEE Trnsons on Vol.15,No., p. 395-. 5. Horo, V. n Joey, K.P., (). A new smplfe mheml moel for swhe relune moor n vrle spee pumpng pplon, Mehrons 1, Sene Dre, p.155 1.. Mller, T.J.E., (199). Brushless Permnen Mgne n Relune Moor rves, Oxfor Unversy Sene Pulons, New York. 7. Vsquez, H., Prker, J., n Hkew, T., (5). Conrol of A / Swhe Relune Moor n A Vrle Spee Pumpng Applon, Sene Dre, Mehrons 15, p. 11-171.. Hm, E.A., Vrenr, K.S., Chnr, A., n Kml, A., (). Performne Smulon of Swhe Relune Moor Drve Sysem Operng Wh Fxe Angle Conrol Sheme. 9. Mollem, M. n Ong, C.M., (199). Preng he orque of swhe relune mhne from s fne elemen fel soluon, Energy Converson, IEEE Trnsons on Vol. 5, p. 733-739.