Inner Rotor Brushless Direct Current Motor Design at Low Operating Voltage for Hybrid Electric Vehicles

Abstract

Bu çalışmada, hibrit araçlar için paralel yapıda kullanılabilmeye yönelik yüksek güç, yüksek verim ve yüksek moment özelliklerini sağlayan yüksek çalışma gerilimindeki (300 V) iç rotorlu fırçasız doğru akım motor tasarımı yerine tehlikeli sınırın altında kalan bir gerilimde (96 V) yeniden tasarlanması amaçlanmıştır. Bu tasarım çalışmaları ve sonlu eleman analizleri ANSYS Electronics Desktop paket programıyla yapılmıştır. Deney aracı olarak seçilen bir hafif ticari araç verileri kullanılarak uygulama esnasında ihtiyaç duyulacak olan parametreler (moment, güç, devir) hesaplanmış ve motor tasarımları bu parametreler göz önünde bulundurularak yapılmıştır. Elektrikli ve hibrit araçlarda kullanılan elektrik motorları, yüksek devirlerde yüksek güç ve moment ihtiyacını karşılayabilmek amacıyla genellikle 400 V gibi yüksek çalışma gerilimlerinde üretilmektedir. Yüksek gerilimlerdeki elektrik motor ve sürücülerinde çekilen güce bağlı olarak hat üzerinden geçen akım değerinin düşük olması fayda sağlarken, motor sürücünün geliştirilmesinde kullanılan komponentlerin maliyetlerinin ve elektrik çarpması riskinin artmasına neden olmaktadır. Bu çalışma ile üretilecek olan fırçasız doğru akım motorunun sürücü kısmındaki komponent maliyetlerinin azaltılması ve araç içerisindeki DC bara geriliminin tehlikeli alt sınırın altında olması amaçlanarak tasarımı yapılan yüksek gerilimdeki motorun çalışma gerilimlerinin düşürülmesi sağlanmıştır.