Dergiler / El-Cezeri / 2021 / Cilt: 8 - Sayı: 3

Elektrikli Araçlar İçin GMSM Sürücülerinde Akım Başına Maksimum Tork Stratejisi

Maximum Torque per Ampere Strategy in IPM Drives for Electric Vehicles

Sayfa
1405–1415
Yayın Tarihi
2021-09-30
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Simülasyonlar sonucunda elektrikli araç uygulamalarında kullanılan GMSM'lerin sürücülerinde konvansiyonel vektör kontrol tekniği yerine ABMT stratejisinin kullanılması sistemin verimini artırmakta ve bataryayı daha verimli kullanarak daha uzun menzil kapasitesi sağlamaktadır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Kalıcı mıknatıslı senkron motorlar (KMSM), mıknatısları rotor yüzeyinde bulunan çeşidi ile bilinir ve yüzey mıknatıslı senkron motorlar (YMSM) olarak adlandırılan bu motor çeşidi rotor yüzeyinde bulunan mıknatıslardan dolayı tork üretirler.
📊
Temel Bulgular & Veri:Tork eşitliklerinde sadece q eksen akımının ve sabit mıknatıslardaki akı değerinin olmasından dolayı d eksen akımı 0 değerinde tutularak tork maksimize edilir ve kontrolü sağlanır ki bu kontrol tekniğine I_d = 0 kontrol tekniği denir.
💡
Sonuç & Katkı:Simülasyonlar sonucunda elektrikli araç uygulamalarında kullanılan GMSM'lerin sürücülerinde konvansiyonel vektör kontrol tekniği yerine ABMT stratejisinin kullanılması sistemin verimini artırmakta ve bataryayı daha verimli kullanarak daha uzun menzil kapasitesi sağlamaktadır.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:ABMT · GMSM · Tork Kontrolü

Özet

Kalıcı mıknatıslı senkron motorlar (KMSM), mıknatısları rotor yüzeyinde bulunan çeşidi ile bilinir ve yüzey mıknatıslı senkron motorlar (YMSM) olarak adlandırılan bu motor çeşidi rotor yüzeyinde bulunan mıknatıslardan dolayı tork üretirler. Tork eşitliklerinde sadece q eksen akımının ve sabit mıknatıslardaki akı değerinin olmasından dolayı d eksen akımı 0 değerinde tutularak tork maksimize edilir ve kontrolü sağlanır ki bu kontrol tekniğine I_d = 0 kontrol tekniği denir. Fakat gömülü mıknatıslı senkron motorlarda (GMSM) rotorlarındaki çıkıntıdan kaynaklanan endüktans farkından dolayı relüktans tork üretilir ve relüktans torkunun doğru bir şekilde kontrol edilmesiyle motor verimi yükselmektedir. Bu sebeple GMSM’lerde tork kontrolünün verimli şekilde gerçekleştirilebilmesi için akım başına maksimum tork (ABMT) stratejisi uygulanmaktadır. Bu çalışmada GMSM’lerde tork kontrolünün konvansiyonel olarak kullanılan I_d = 0 kontrol tekniği yerine ABMT stratejisi ile simülasyonu gerçekleştirilerek verim değerleri arasındaki fark gözlenmiştir. Baz hızın altındaki hız değerlerinde tork kontrolünün verimli bir şekilde gerçekleştirildiği simülasyon sonuçları ile doğrulanmıştır. Simülasyonlar sonucunda elektrikli araç uygulamalarında kullanılan GMSM'lerin sürücülerinde konvansiyonel vektör kontrol tekniği yerine ABMT stratejisinin kullanılması sistemin verimini artırmakta ve bataryayı daha verimli kullanarak daha uzun menzil kapasitesi sağlamaktadır.

Abstract

Permanent magnet synchronous motors (PMSM) are known for their type whose magnets are located on the rotor surface and this motor type, which is called surface mounted magnet synchronous motors (SPM), generates torque due to the magnets mounted on the rotor. Based on torque equations, since there is only q axis current and value of magnetic flux linkage, the d axis current is kept at 0 and the torque is maximized and controlled, which is called I_d = 0 control technique. However, reluctance torque is generated in interior mounted permanent magnet synchronous motors (IPM) due to the inductance difference caused by the saliency in the rotors and by controlling the reluctance torque correctly, the efficiency of motor increases. For this reason, maximum torque per ampere (MTPA) strategy is applied in order to perform torque control efficiently in IPMs. In this study, the difference between the efficiency values was observed by simulating torque control in IPMs with the MTPA strategy instead of the conventionally used I_d = 0 control technique. As a result of the simulations, using the MTPA strategy instead of the conventional vector control technique in the drivers of the IPMs used in electric vehicle applications increases the efficiency of the system and extends drive range capacity by using the battery more efficiently.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

ÖZÇİFLİKÇİ, O. E., KOÇ, M., BAHÇECİ, S. (2021). Elektrikli Araçlar İçin GMSM Sürücülerinde Akım Başına Maksimum Tork Stratejisi. El-Cezeri, Cilt: 8 - Sayı: 3, 1405–1415. https://ajindex.com/articles/397770

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (8)

  1. Mahapatra U., "Energy Storages and Technologies for Electric Vehicle," 2021 Innovations in Energy Management and Renewable Resources(52042),
  2. Kolkata, India, pp. 1-3, (2021). Kunt M.A., "Advisor Based Modeling of the Effect of Rolling Resistance on Regenerative Braking in All-Electric Passenger Cars", El-Cezeri, 2019. 6(3): p. 847-855.
  3. Bayraktar M, Y.E., "Constant Current/Voltage Charging of A 250W E-Bike with Wireless Power Transfer", El-Cezeri, 2020. 7(1): p. 189-197.
  4. Mohd Ab Halim M, S.E., "Permanent Magnet Flux Switching Torque Performance Indicator",El-Cezeri, 2021. 8(2): p. 582-591. Koç M., "Efficiency Optimised Control Of Interior Mounted Permanent Magnet Machines For Electric Vehicle Traction". PhD Thesis, Department of Electronic and Electrical Engineering University of Sheffield, (2016). Wang Z., et al., "Challenges Faced by Electric Vehicle Motors and Their Solutions", IEEE Access, 2021. 9: p. 5228-5249.
  5. Finken T., Felden M., and Hameyer K., "Comparison and design of different electrical machine types regarding their applicability in hybrid electrical vehicles". 18th International Conference on Electrical Machines, Vilamoura, Portugal, pp. 1-5,(2008). Dong J., et al., "Comparative Study of Surface-Mounted and Interior Permanent-Magnet Motors for High-Speed Applications". IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 2016. 26(4): p. 1-4. Tiecheng S., et al. "Design of PMSM vector control system based on TMS320F2812 DSP". Proceedings of The 7th International Power Electronics and Motion Control Conference, Harbin, China, pp. 2602-2606, (2012).
  6. Yan G. "Simulation for the Vector Control Algorithm of Permanent Magnet Synchronous Motor", 2015 7th International Conference on Intelligent Human-Machine Systems and Cybernetics, Hangzhou, China, pp. 456-459, (2015). Yu L., et al. "Simulation of PMSM field-oriented control based on SVPWM". 2017 29th Chinese Control And Decision Conference (CCDC), Chongqing, China, pp. 7407-7411,(2017).
  7. Dwivedi S.K., Laursen M., and Hansen S. "Voltage vector based control for PMSM in industry applications". 2010 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Bari, Italy, pp. 3845-3850, (2010).
  8. Sun T., Koç M., and Wang J., "MTPA Control of IPMSM Drives Based on Virtual Signal Injection Considering Machine Parameter Variations". IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2018. 65(8): p. 6089-6098. Gubae R., et al. "A MTPA control scheme for an IPM synchronous motor considering magnet flux variation caused by t