Nadir toprak elementi içermeyen değişken akılı relüktans makineler için verim iyileştirme algoritmalarının geliştirilmesi

Bu çalışmada, ayrık uyartımlı değişken akılı relüktans motor (VFRM) için alan yönlendirme kontrolü ve uyartım akımı kontrolü bir arada gerçekleştirilmiş; motorun verimliliğini artırmak amacıyla farklı kayıp minimizasyon algoritmaları geliştirilmiştir. Özellikle bakır kayıplarını, demir kayıplarını ve her ikisini birlikte minimize eden algoritmalar üzerinde durulmuş; bu algoritmaların benzetim ve deneysel performansları karşılaştırılmıştır. Benzetim çalışmaları yalnızca motorun elektromekanik modeline dayalı olarak yürütülmüş ve sistem verimliliği analiz edilmiştir. Ancak deneysel çalışmalarda sürücü devresi de dahil edilerek daha bütüncül bir yaklaşım benimsenmiştir. Elde edilen bulgular, özellikle demir ve bakır kayıplarını birlikte minimize eden algoritmanın hem benzetim hem de deneysel ölçümlerde en yüksek verimi sağladığını göstermiştir. Bununla birlikte, sürücü veriminin de dikkate alındığı deneysel verilerde, benzetim sonuçlarına göre daha düşük sistem verimlilikleri gözlemlenmiştir. Bu durum, geliştirilen algoritmaların yalnızca motoru değil, sürücü kaynaklı kayıpları da etkileyebildiğini göstermektedir. Sonuç olarak, bu çalışma enerji kaybı minimizasyon algoritmalarının sistem performansına etkisini hem teorik hem de deneysel olarak ortaya koymakta; benzetim ortamında geliştirilen kontrol yaklaşımlarının gerçek sistemlere uygulanabilirliğini doğrulamaktadır.

In this study, field-oriented control and excitation current control were simultaneously implemented for a separately excited variable reluctance motor (VFRM), and various loss minimization algorithms were developed to improve the efficiency of the motor. Special emphasis was placed on algorithms that minimize copper losses, iron losses, and both simultaneously. The performance of these algorithms was evaluated through both simulation and experimental studies. The simulation studies were conducted based solely on the electromechanical model of the motor, and system efficiency was analyzed accordingly. However, in the experimental studies, a more comprehensive approach was adopted by including the driver circuit in the system. The results revealed that the algorithm minimizing both copper and iron losses provided the highest efficiency in both simulation and experimental data. Nevertheless, due to the inclusion of driver efficiency in the experimental setup, the overall system efficiencies observed were lower than those obtained in simulations. This indicates that the developed algorithms can influence not only motor losses but also losses originating from the driver. In conclusion, this study demonstrates the impact of energy loss minimization algorithms on overall system performance, both theoretically and experimentally. It also confirms that control strategies developed in the simulation environment can be effectively applied to real-world systems.