Elektrikli araçlar için doğrudan tahrikli radiaxial akılı asenkron motor tasarımı ve uygulaması


Creative Commons License

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Mekatronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: UĞUR DEMİR

Danışman: Mustafa Caner Aküner

Özet:

Günümüz dünyasında enerji ve çevre kavramlarına bir çözüm sunması için, elektrikli araçlar oldukça ilgi çekmektedir. Elektrik motorlu çekiş sistemleri, geniş moment-hız özelliği, yüksek güç yoğunluğu ve yüksek enerji verimliliği sunmaktadır. Bu tez çalışmasında elektrikli araç teknolojileri, araç dinamiği ve asenkron motor parametreleri incelenmiştir. Türkiye pazarında en çok satılan binek araçlar ve onların teknik özellikleri ele alınmıştır. Araç dinamiği üzerine yapılan incelemelerden, binek bir araç için motor performans gereksinimleri hesaplanmıştır. Asenkron motor, performans karakteristiği ve tasarım parametreleri ele alınarak Ansys RMXprt programında değerlendirilmiştir. Arzu edilen motor performans gereksinimlerini elde etmek için, Taguchi metodu ile asenkron motor için önem derecesi düşük parametreler elenmiştir. Radyal akılı asenkron motor için kritik parametrelerin belirlenmesinin ardından motor parametreleri optimize edilerek tasarım tamamlanmıştır. Doğrudan tahrikli tekerlek içi asenkron motor için paket (hacim) çalışmaları yapılarak minimum ve maksimum motor çapları ile motor uzunluğu belirlenmiştir. İki yolculu binek bir araç için teknik özellikler oluşturulmuş ve analiz edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda iki yolculu bir araç için doğrudan tahrikli tekerlek içi asenkron motor için teknik isterler belirlenmiştir. Tez konusunun en önemli motivasyonu olan radiaxial akı geometrisine ulaşmak için belirlenen minimum ve maksimum motor çapları kapsamında 9 adet motor kombinasyonu oluşturularak, radiaxial akılı Asenkron motor için koniklik açısının analizleri Ansys Maxwell 3D ortamında yapılmıştır. Alınan sonuçlar hem radyal akılı motorlar hem de radiaxail akılı motorlar açısından değerlendirilerek optimum sonuçları sağlayan koniklik açısı, radiaxial akılı motor için belirlenmiş ve motor performans parametreleri açısından analiz edilmiştir. Ayrıca radiaxial akılı motorlardan minimum çaptan maksimum çapa doğru giden model için prototip ve test çalışmaları gerçekleştirilerek, model tasarım ile korelasyonları incelenmiştir. Bu kapsamda motor konseptlerinin doğrulamaları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar ve yapılan çalışmalar sonunda radiaxial akılı doğrudan tahrikli asenkron motorun, radyal akılı asenkron motor emsallerine göre güç faktörünün iyileşmesi, verimin artması, nüve kayıplarının azaltılması ve ağırlık azaltma gibi faydalar sağladığı tespit edilmiştir.