Elektrikli taşıtlarda kullanılan motorların dinamik modellenmesi, karşılaştırılması ve hata durumunda analizi

Abstract

Günümüzde elektrikli araçlar her geçen gün daha fazla kullanılmaktadır. Bunun sebebi geleneksel içten yanmalı motora sahip araçların verimlerinin elektrik motoru tahrikli araçlara nazaran çok düşük olması, ekonomik olmayışı ve çevreye oldukça zararlı olmalarıdır. İçten yanmalı motorların çalışması için gerekli fosil yakıtların tüketilmesi yüzünden küresel ısınma çok tehlikeli bir noktaya varmıştır. Günümüzde bu taşıtlara en etkili alternatif ise elektrikli araçlar olmuştur. Bu yüzden daha çevreci, daha ekonomik, daha verimli ve daha sessiz olan bu taşıtların yaygınlaşması kaçınılmaz olmuştur. Elektrikli araçlarda kullanılan pil kapasitelerinin artması, manyetik özellikleri daha iyi olan mıknatısların keşfedilmesi ve pil, mıknatıs, motor sürücüsü maliyetlerinin düşmesiyle birlikte elektrikli araçların dezavantajları her geçen gün azalmaktadır. Elektrikli araçlarda çeşitli otomotiv üreticileri tarafından hemen hemen bütün elektrik motoru tipleri denenmiştir ve denenmeye devam etmektedir. Bunların arasında asenkron motor, senkron motor, senkron relüktans motoru, anahtarlamalı relüktans motoru, fırçasız doğru akım motoru, sabit mıknatıslı senkron motor bulunmaktadır. Günümüzde ise bu motorlardan sabit mıknatıslı olanlar üstünlüğü ele almış ve üreticiler tarafından sıklıkla tercih edilir olmuşlardır. Yüksek verim, yüksek güç yoğunluğu, yüksek tork, daha düşük kayıplar, mıknatıs maliyetlerinin düşmesi, güç elektroniğinin gelişmesiyle daha etkin kontrol gibi avantajlardan dolayı sabit mıknatıslı motorlar sıklıkla kullanılmaya başlamıştır. Ancak sabit mıknatıslı motorların yanında mıknatıs maliyeti olmaması ve yüksek relüktans torku sebebiyle relüktans motor tipleri de araç üreticileri tarafından tercih edilmektedir. Üreticiler yapısal optimizasyon yaparak ve farklı avantajlara sahip iki farklı motorun avantajlarını tek başına içeren motor yapma fikriyle melez motor tasarımlarını hayata geçirerek motorlarını sürekli geliştirmektedirler.Nowadays, electrical vehicles are becoming widespread since the efficiency of the vehicles with traditional internal combustion motors is lower than electrical driven vehicles. Besides, internal combustion motors not economical and not environmentally friendly. To operate internal combustion engines, fossil fuel is consumed which increases global warming. Therefore, today electrical vehicles have become the best alternative of these vehicles. That’s why these vehicles, which are more environmentally friendly, economical, efficient and quieter, inevitably become widespread. Over time, the disadvantages of electric vehicles are decreasing because battery capacities of electrical vehicles are increasing, magnets with better magnetic performance are being developed, the costs of batteries, magnets and motor drivers are decreasing. In electric vehicles, almost all types of electric motors have been tried by various automotive manufacturers and continue to be tried. Among them, there are induction motor, synchronous motor, synchronous reluctance motor, switched reluctance motor, brushless direct current motor, permanent magnet synchronous motor. Today, permanent magnets motors are the most preferred ones among other motors by manufacturers. Permanent magnet motors have started to be used frequently due to advantages such as high efficiency, high power density, high torque, lower losses, reduced magnet costs, and more effective control with the development of power electronics. However, besides permanent magnet motors, reluctance motor types are also preferred by vehicle manufacturers due to the lack of magnet cost and high reluctance torque. Manufacturers are constantly developing motors by making structural optimization and by implementing hybrid motor designs that include advantages of two different motors.