|
|
Site içi Arama |
|
|
 |
|
 |
|
|
|
Anahtarlamalı relüktans makinası (Switched Reluctance Machine, SRM)
ilkkez İskoçyada 1838 yılında Dawidson tarafından bir lokomotifi
hareketettirmek için kullanılmıştır. 1920' lerde ise C.L.Walker
tarafından bugünkü ARM' lerin özelliklerini taşıyan bir adım motoru
icad edilmiştir.1971 ve 1972 de Bedford ve Hoft rotor konumuna eş
zamanlı olarak statorsargı akımlarını anahtarlayarak bu günkü modern
ARM'lerinşekillenmesini sağlamışlardır. Ayrıca rotor ve stator
kutupgeometrileri ve güç elektroniği çevirici yapıları üzerine
dearaştırmalarda bulunmuşlardır. Avrupa'da anahtarlamalı
relüktansmotorlarının ticari bir önem kazanması Byrne ve Lawrenson
tarafındansağlanmıştır. Ayrıca SRDL (Switched Reluctance Drives Ltd.)
tarafındanyapılan çeşitli çalışmalar 80'lerin başında bu makineye olan
ilgiyiarttırmıştır. SRDL'nin ilk lisanslı üreticilerinden olan Tasc
Drives(bu gün Oulton Drives adını almıştır), endüstriyel uygulamalar
içingücü 4kW ile 80kW arasında ARM tahrik sistemleri
gerçekleştirmiştir.Günümüzde imalatının basit ve ucuz olması ve
çevirici güç elektroniğidevresinde diğer kollektörsüz makinalara oranla
daha az anahtarlamaelemanına ihtiyaç duyulması gibi üstünlükleri
sayesinde değişken hızlıtahrik sistemi uygulamalarında pay sahibi
olmaya başlamıştır.
1 ARM de Enerjİ Dönüşümünün Prensİplerİ
Şekil 1 de 6/4 kutuplu bir ARM kesiti gösterilmiştir. Motor üç
fazlıdırve her fazda karşılıklı stator kutuplarına sarılmış, akıları
birbirinidestekleyecek yönde bağlanmış iki bobin bulunmaktadır (bir
faza aitsargılar gösterilmiştir). Bu bağlantı seri veya paralel
olarakyapılabilir. ARM'de bazı rotor konumlarının özel tanımları
vardır.Aşağıda bu temel konumlar ve gerekli açıklamalar bulunmaktadır
Şekil1 6/4 Kutuplu ARM'nin kesiti</center>
1.1 Yüzyüze (Aligned) Konum
Rotor kutuplarından birisi stator kutuplarından bir tanesiyle tamolarak
karşı karşıya geldiğinde bu durum ilgili faz için yüzyüze(aligned)
konum olarak tanımlanır.(Şekil 2). Rotor bu konumdaykenyüzyüze
bulunduğu stator kutup sargılarından akım akıtılması halindebir moment
üretilmez.
Şekil 2 Rotorun yüzyüze konumu
Rotor'un yüzyüze konumda bulunduğu stator kutbunun sargılarından
akımakıtılıken rotor döndürülerek yüzyüze konumdan uzaklaştırılırsa
(şekil3), tekrar bu konuma döndürücü yönde bir moment meydana
gelecektir.Yüzyüze konumda magnetik relüktansın en küçük değerinde
olmasınedeniyle relüktans ile ters orantılı olan faz endüktansı en
büyükdeğerini alır. Düşük akı seviyelerinde relüktansın nerede ise
tamamıhava aralığında ortaya çıkar. Ancak karşılıklı iki kutbu
birbirinebağlayan stator boyunduruğunun oluşturduğu uzun magnetik yolda
daönemli ölçüde magnetomotor kuvvet tüketilir bu da yüzyüze
konumdakiendüktansı azaltıcı bir etki yapar.
nter>
Şekil 3 Rotorun yüzyüze konumdan uzaklaştırılması
1.2 Ortalanmış (Unaligned) Konum
Bir stator kutbu ile ardarda dizilmiş iki rotor kutbunun
radyaleksenlerinin açıortaylarının çakıştığı Şekil 4 de gösterilen
konumaortalanmış (unaligned) konum adı verilir. Rotorun bu konumunda
damoment üretilmez. Eğer rotor ortalanmış konumdan bir
miktaruzaklaştırılısa rotoru yüzyüze konuma getirmek üzere bir moment
meydanagelecektir. Ortalanmış konum, rotorun kararsız bir durumudur.
Bukonumda faz endüktansı en küçük değerini almaktadır. Bunun sebebi
rotorve stator arasındaki büyük hava aralığından dolayı relüktansın en
büyükdeğerinde olmasıdır. Hava aralığının relüktansı, çelik
malzemeninkinegöre çok büyüktür.
Şekil 4 Rotorun ortalanmış konumu
Ortalanmış konumdaki mıknatıslanma eğrisinde yüzyüze konumdakininaksine
belirgin bir doyma etkisi görülmez. Bunun sebebi ortalanmışkonumda
büyük miktarda kaçak akıların meydana çıkmasıdır. Şekil 5 degösterilen
ortalanmış ve yüzyüze konumlara ait mıknatıslanma eğrileriyüksek akı
seviyelerinde birbirlerine yakınsarlar ancak asla kesişmezler
Şekil 5 Mıknatıslanma eğrileri
1.3 Rotorun Ara Konumları</font>
Rotor'un ortalanmış ve yüzyüze konumlar arasındaki konumları içinortaya
çıkan mıknatıslanma eğrileri yüzyüze ve ortalanmış
konumlarınmıknatıslanma eğrilerinin arasında yer alır. Mıknatıslanma
eğrileriARM'nin momentinin hesaplanmasında, sargı ve saç
paketlerininboyutlandırılmasında kullanılan önemli bir parametredir.
Fazendüktansının değeri rotor konumu ve faz akımına bağlı olarak
büyükmiktarda değişim göstermektedir. Anahtarlamalı relüktans
motorununteorisinde yer alan en anlamlı iki endüktans değeri, doymasız
durumdayüzyüze konumdaki faz endüktansı değeri (La0) ve yine doymasız
haldeortalanmış konumdaki faz endüktans (Lu0) değeridir. Eğer (y ,
gerçekakı değeri olmak üzere) faz endüktansı y /i şeklinde
tanımlanırsa,rotor konumuna bağlı olarak değişim gösteren bir endüktans
eğrisi eldeedilir. Şekil 6 da akım parametre seçilerek elde edilen eğri
takımıgösterilmiştir
Şekil 6 Faz endüktansının rotor konumuna göre değişimi
1.4 Ani Moment
Stator fazlarından birinden akım akmaya başladığında, o faz ile
birrotor kutbunun yüzyüze konumda olmaması koşuluyla rotor üzerinde
birmoment meydana gelir. Bu moment, rotoru relüktansın azaldığı diğer
birdeğişle faz endüktansının arttığı yöne doğru döndürmeye
çalışır.Hareket, endüktansın en büyük değerini aldığı konuma kadar
devam eder.Bu olay stator akımının yönünden bağımsız olarak ortaya
çıkar. Moment,rotoru daima en yakın yüzyüze konuma doğru hareket
ettirecek yöndedir.Pozitif moment (motor çalışma) ancak ortalanmış
konum ile bir sonrakiyüzyüze konum arasındaki rotor pozisyonlarında
üretilebilir. Diğer birdeyişle makina faz endüktansının büyüdüğü yönde
pozitif momentüretebilmektedir. Eğer rotor faz endüktansının büyüdüğü
yönün aksinedönüyorsa moment işaret değiştirir. Bu durum ise frenleme
veyageneratör çalışmaya karşılık düşer. Doymanın ihmal edilmesi
halindeoluşturulan momentin ani değeri,
i: faz akımı
L: faz endüktansı
@: dönüş açısı olmak üzere (1) ifadesinde verilmiştir.
(1)
Buradan görüldüğü gibi makinanın ürettiği moment, faz akımının karesi ile orantılıdır. |
|
|
Yorum Yazılmamış... |
Sponsor Bağlantılar |
|
|
|
+ En Çok Okunanlar |
|
+ Yeni Eklenenler |
|
+ Rastgele |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ana Sayfa
