Gürleyen, HilmiMeşe, ErkanAyhan, UfukÇatal, Mehmet Sergen2024-08-312024-08-312023https://search.trdizin.gov.tr/tr/yayin/detay/1222655https://hdl.handle.net/11454/10332515.09.2023Bu çalışmada hava araçları için değişken akılı relüktans generatör tasarımı amaçlanmıştır. İlk olarak, hava araçlarında kullanılan elektrik üretim mimarileri incelenmiştir. Günümüzde değişken hızlı - değişken frekanslı sistemlerin kullanımı yaygındır. Değişken hızlı - değişken frekanslı sistemler için farklı oluk/kutup kombinasyonuna sahip değişken akılı generatörlerin halkalanan akı, zıt-EMK, moment dalgalılığı ve radyal kuvvetler gibi özellikleri karşılaştırılmıştır. Zıt-EMK, halkalanan akı ve moment dalga şekilleri ANSYS/Maxwell kullanarak elde edilmiştir. Hava aralığındaki manyetik akı yoğunluğu kullanılarak radyal kuvvetler hesaplanmıştır. 6/4 topolojinin yüksek moment dalgalılığına sahip olduğu görülmüştür. 6/5 ve 6/7 topolojilerin ise radyal kuvvetlerinin dengesiz olduğu gözlenmiştir. Radyal kuvvetleri dengeli ve moment dalgalılığı düşük olan en düşük kutup sayısına sahip topolojinin 12/10 olduğu belirlenmiştir. 12/10 topolojinin ise kutup sayısının yüksek olması,istenen frekans aralığı için düşük güç yoğunluğuna neden olmaktadır. Bu nedenle, 6 oluk ve 4 kutuplu, çift stator ve çift rotordan oluşan değişken akılı relüktans generatör tasarımı önerilmiştir. Sargı fonksiyonu baz alınarak 6/4 topolojinin halkalanan akısı modellenmiş ve çift harmoniklerin yüksek genliklere sahip olduğu belirlenmiştir. Çift statorlu yapı ile çift harmoniklerin yok edildiği gösterilmiştir. Değişken hızlı - değişken frekanslı sistemlere uygun çift statorlu generatör tasarım için toplu parametrelerin belirlenmesine dönük yöntem geliştirilmiştir. Belirlenen toplu parametreler genetik algoritma kullanılarak optimize edilmiştir. Yapılan tasarımın termal ve mekanik açıdan uygunluğunu analiz edebilmek için ANSYS/Workbench ortamında çoklu fizik analizi yapılmıştır. Hava araçlarında son yıllarda kullanımı yaygınlaşan elektrik üretim mimarilerinden biri de yüksek gerilim DC sistemlerdir. Bu mimaride generatörün çalışma frekansı için sınır bulunmadığından, generatör çok daha yüksek hızlarda çalışabilmektedir. Böylece güç yoğunluğu belirgin biçimde artmaktadır. Çift statorlu 6/4 topolojinin rotorunun basit olması yüksek hızlarda çalışmasına imkan sağlamaktadır. Ayrıca kutup sayısının düşük olması, yüksek hızlardaki nüve kayıplarının da düşmesini sağlamaktadır. Yüksek gerilim DC sistemler için çift statorlu tasarım optimizasyonu ve çoklu fizik analizi ile termal ve mekanik analiz gerçekleştirilmiştir. Değişken akılı relüktans generatörlerde uyarma ve armatür sargılarının statorda olması, sıvı soğutma ile sargılardaki sıcaklıkların daha kolay biçimde soğutulmasına imkan sağlamaktadır. Yüksek gerilim DC sistemler için sıvı soğutmalı bir tasarım yapılarak güç yoğunluğunun belirgin bir biçimde artırıldığı gösterilmiştir. Tasarlanan generatörlerin konrolünü sağlamak için bunların dinamik modellerine ihtiyaç duyulmaktadır. Çift statorlu 6/4 generatörün d- ve q- eksenindeki denklemleri elde edilmiştir. Değişken hızlı - değişken frekanslı sistemin kontrol benzetimi MATLAB/Simulink ortamında gerçekleştirilmiştir. Generatörün terminal gerilimi farklı hız ve yük değerlerinde sabit tutulmuştur. Yüksek gerilim DC sistemin benzetimi de MATLAB/Simulink ortamında gerçekleştirilmiştir. Alan yönlendirmeli kontrol yöntemi kullanılarak DC bara gerilimi kontrol edilmiştir. Benzetimi yapılan alan yönlendirmeli kontrol algoritması STMCubeIDE yazılımı kullanarak STM32F407 ve STM32F411 işlemcilerine uygun hale getirilmiştir. Tasarımı yapılan generatörlerin prototip üretimleri gerçekleştirilmiştir. Zıt-EMK dalga şekilleri deneysel olarak elde edilerek çift harmoniklerin yok edildiği gösterilmiştir. Ayrıca yükleme deneyleri sayesinde moment dalga şekilleri elde edilmiş ve moment dalgalılığının makul seviyelere getirildiği gösterilmiştir.trinfo:eu-repo/semantics/openAccessGeneratör TasarımıDeğişken Akılı Relüktans GeneratörSonlu Eleman Analizi.Project1401222655