Sonlu Elemanlar Yöntemi Tabanlı ANSYS-Maxwell Kullanılarak Elektrikli Araç Uygulamaları için Yüksek-Hızlı Motorların Tasarımı ve Performanslarının Karşılaştırılması

Abstract

Elektrikli Araçların (EA) motorlarının boyut ve ağırlıklarındaki azalmalar sayesinde gelecekte bu motorların maksimum hızlarının ve çekiş güçlerinin artacağı tahmin edilmektedir. Yüksek hızlı motorların, geniş çalışma alanında yüksek çıkış gücü ve yüksek verimliliğe sahip olmasının yanı sıra, yüksek hızlar için rotorun yüksek mekanik mukavemete sahip olması gerekmektedir. Bu nedenle motorların avantaj ve dezavantajlarının hem elektriksel hem de mekanik açıdan değerlendirilmesi gerekmektedir. Bu araştırmada, 110 kW çıkış gücüne ve maksimum 46.000 rpm hıza ulaşması hedeflenen Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motor (KMSM) ve Anahtarlamalı Relüktans Motor (ARM) olmak üzere iki motor tipi, EA motor uygulamalarında kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Tasarım ve analiz için Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) tabanlı çözüm gerçekleştiren ANSYS-Rmxpert-Maxwell programları ortak kullanılmıştır. Çalışmada, mekanik dayanıklılık ve elektriksel özellikleri bakımından elektrikli araç uygulamalarında yüksek hız, maksimum verimlilik ve yüksek çıkış gücü için en uygun motor tipinin hangisinin olabileceği açıklanmıştır.