Fırçasız doğru akım motorlarının modellenmesi ve kontrolü

Abstract

Fırçasız DA motorları (FDAM), yüksek verim, yüksek kalkınma momenti ve sessiz çalışma gibi özelliklerinden dolayı, çok hızlı tepki ve hassas hareket denetimi gerektiren yüksek performanslı servo uygulamalarda, robotikler, disk sürücüler ve üretim tezgahları gibi endüstriyel otomasyon sistemlerinde gittikçe geniş bir kullanım alanı bulmaktadır. Ayrıca FDAM, mekanik yapısında fırça ve komütatör bulunmaması nedeniyle, bakım istemeden uzun süre çalışma özelliğine sahiptir. Düşük eylemsizlik, yüksek tork/boyut ve güç/boyut oranı nedeniyle FDAM, uzay araçları ve denizaltılar gibi hafiflik ve kullanım alanlarının kısıtlı olması gereken yerlerde, ark yapmadan çalışmasından dolayı da ateşe karşı hassas olan yerlerde kullanılabilme özelliğine sahiptir.Bu çalışmada, FDAM' ın yapısı, karakteristiği ve çalışma yöntemleri konularına değinilmiş, fırçasız DA motorlarının üç faz dinamik modellemesi yapılmış ve motor kontrolünde yaygın olarak kullanılan kontrol yöntemlerinden PI (Oransal İntegral) kontrol yöntemi kullanılarak bu tip motorların hız kontrolünün simülasyonu yapılmıştır. Simülasyon için MATLAB / Simulink hazır paket programı tercih edilmiştir. Çünkü, bu program içinde bulunan fonksiyonlar ile hızlı bir modelleme yapılmakta ve sonuçlar daha hassas olmaktadır.Simülasyon sonuçları fırçasız DA motorların yüksek performanslı uygulamalarda başarılı olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

Brushless DC motors (BDCM) are finding more widespread use due to their high efficiency, high starting torque and noiseless operation characteristics in high performance servo applications which require very fast responses and precise movements, industrial automation systems such as robotics, disk drives and machine tools. Furthermore, brushless DC motors can work long time without require maintenance due to not have brush and commutater in the mechanical structure. Because of low inertia, high torque/volume and power/volume ratio, brushless DC motors can be used in space-vehicles and submarines.In this study, the fundamental structure, charateristics and driving principles of brushless DC motors have been studied and three phase dynamic model of brushless DC motor has been performed. Later, the simulation of velocity control of brushless DC motor has been made by using PI control method employed extensively to control the motors. MATLAB / Simulink package program was preferred to simulate. Because, the package program offers faster program preparations and gives high accurate results.The simulation results proved that the brushless DC motors can be used successfully in high performance applications.