Search

WOS: 000374325800053, This paper presents the design of a 3-coil reluctance launcher system and realization of an experimental prototype. A Maxwell model of the system was constructed and finite elements analysis (FEA) was applied before building the experimental prototype. The effect of variations in projectile parameters (such as material and length of the projectile) on projectile velocity was studied using the model. Then the experimental prototype of the launcher system was built. A velocity measurement system was also designed and implemented to measure the muzzle velocity of the launched projectiles. A total of 9 projectiles of 3 different sizes made of 3 different materials were constructed to be launched by the system. Each projectile was launched via capacitors charged with DC voltage between 50 and 200 V and the muzzle velocities were measured. Finally, the effects of projectile material and projectile length on muzzle velocity and launcher efficiency were examined. In this study, an easy-to-use, low-cost, portable, and structurally simple reluctance launcher that can be operated in relatively low voltage levels was implemented. Theoretical and experimental results were compared and it is concluded that the results are consistent with each other., Unit of Research Projects of Erciyes University [FBD-10-3313], This study is supported by the Unit of Research Projects of Erciyes University under the Grant Number: FBD-10-3313.

Bu çalışmada tam elektrikli aracın günlük kullanım profillerinin karşılaştırmalı analizi yapılmıştır. Profillerin ele alınabilmesi için ikisi yurtiçi olmak üzere modellenmiş beş bölgeye ait sürüş çevrimleri kullanılmıştır. Sürüş çevrimleri bir bölgenin araç kullanımına ait verileri içeren hız-zaman grafikleridir. Verilerin toplanmasında gerçek hayatla eşleşmesine azami dikkat edilmektedir. Toplanan verilerin işlenmesinde en çok tekrar edilen davranışlar alınarak çevrim kurgulanmaktadır. Sürüş çevrimleri batarya tüketim analizi, araç performans analizi, emisyonlar gibi kontrol, modelleme, simülasyon, test ve optimizasyon işlemlerinde kullanılmaktadır. Araçlara yönelik standartların belirlenmesi için kullanım şartlarının belirlenmesi gerekmektedir. Ülkemiz ekonomisinde, ekolojik dengesinde ve günlük yaşamında büyük etkilere sahip araç olgusunun özgün standartlarımıza bağlı olmayışı ülkemize yönelik verimli sistemlerin ortaya konması, kontrol, ekolojik dengenin sağlanması gibi konularda engel teşkil etmektedir. Bu çalışmada ülkemiz için yapılan iki çalışma dünya genelinde kabul görmüş standartlar ile karşılaştırılmış, bununla birlikte farklı elektrikli otomobil sistemleri tasarlanarak karşılaştırmanın çok boyutlu yapılması sağlanmıştır. Yapılan çalışma ile elektrikli otomobil konusu sürüş çevrimleri aracılığı ile dış faktörler bazında, batarya ve motor faktörleri aracılığıyla iç etkenler bazında ele alınarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar elektrikli araçların modellenmesi ve ülkemizdeki sürüş şartlarının irdelenebilmesi için kaynak oluşturmaktadır. In this study, a comparative analysis of the daily use profiles of a full electric vehicle was made. In order to be able to handle the profiles, driving cycles belonging to five modeled regions, two of which are domesticated, have been used. Driving cycles are velocity-time graphs that contain vehicle usage data for a segment. The utmost attention is paid to match real life in the collection of data. In the processing of collected data, the most frequently repeated behaviors are taken into account and the cycle is formulated. Driving cycles are used in control, modeling, simulation, testing and optimization processes such as battery consumption analysis, vehicle performance analysis, emissions. Terms of use are required to set standards for vehicles. The lack of dependence on the original standards of a vehicle that has a great impact on the ecological balance and daily life in the economical economy of our country poses obstacles such as the introduction of efficient systems for the country, control and provision of ecological balance. In this study, two studies for our country were compared with the accepted standards in the world, which enabled us to design and compare different electric car systems to make them multi-dimensional. The study was carried out by means of electric car-driven driving cycles, on the basis of external factors on the basis of internal factors via battery and motor factors. The results obtained are a source of modeling of electric vehicles and the examination of driving conditions in our country. 150

Eksenel akılı sürekli mıknatıslı motorlar günümüzde birçok açıdan incelenmekte olan popüler bir motor türüdür. Eksenel akılı motorlar geleneksel makinelerle karşılaştırıldığında üstünlükleri; daha geniş yarıçap/uzunluk oranı, düzlemsel ve ayarlanabilir hava aralığı, daha yüksek güç yoğunluğu, daha küçük hacim ve ağırlık, yüksek frekans ve düşük hızlara uygunluk şeklinde sıralanabilir. Gelişime açık yanları ise; stator üretiminin zorluğu, stator ve rotor arasındaki güçlü eksenel manyetik çekim kuvveti, makinenin montajı, hava aralığını sabit tutmadaki zorluklar ve üretim sürecinin daha uzun sürmesidir.Bu tez çalışmasında, öncelikle eksenel akılı sürekli mıknatıslı fırçasız doğru akım motorun matematiksel analizi yapılmıştır. Bu sayede tek hava aralıklı eksenel akılı sürekli mıknatıslı motorun analitik olarak tasarlanması için bir program geliştirilmiştir. Daha sonra üç boyutlu olarak aynı motor tasarlanmış ve manyetik analizi gerçekleştirilmiştir. Bunun yanında moment dalgalanmasını azaltmak için de rotor mıknatıslarına adım ve kayma uygulanmış ve üç boyutlu manyetik analizi yapılmıştır. Daha sonra tek hava aralıklı bir eksenel akılı sürekli mıknatıslı fırçasız doğru akım motor fabrikasyonu hakkında bir model oluşturulmuştur. Fabrikasyonun zorlukları için çözüm aranmış ve motorun prototipi üretilmiştir.Son olarak seri üretimi yapılan eksenel akılı motorların oluk açıklıklarında meydana gelen hatalar incelenmiş ve bu hataların sebep olduğu vuruntu momenti gösterilmiştir. Sonuçta bu hataların meydana gelmemesi için stator üretimine dair bir çözüm önerisi sunulmuştur. Axial flux permanent magnet motors are one of the popular motor types which are investigated in many points today. The advantages of the axial flux motors compared to the conventional motors are; wider radius/length ratio, planar and adjustable air gap, higher power density, smaller volume and weight, available for high frequency and low speed. The hardness of stator production, high magnetic axial attraction force between stator and the rotor, machine assembly, difficulty on holding the air gap stationary and longer manufacturing process are the developable properties of the axial flux permanent magnet machines.In this thesis, mathematical analysis of the axial flux permanent magnet brushless dc motor is taken into account primarily. An analytical program is developed to design the axial flux permanent magnet brushless dc motor analytically. Then, the same motor is designed and analyzed three dimensionally. Besides, step and skew method is applied to the rotor magnets in order to mitigate the torque ripples. The proposition is magnetically analyzed in 3D. After that, a model is created for the fabrication of the single air gap axial flux permanent magnet brushless dc motor. A solution is researched for the fabrication difficulties and the prototype of the motor is manufactured.Finally slot opening errors that occurred in the mass production are investigated and the cogging torque effects caused by these errors are demonstrated. By conclusion a proposal is given to the production of the stator in order to avoid mass production errors. 147

Günümüz şehirlerinin en büyük sorunu olan ulaşım, özellikle büyük şehirlerde Metro, Hafif Metro, Tramvay, Troleybüs gibi yüksek kapasiteli araçlar ile çözümlenmeye çalışılmaktadır. Bu alternatif ulaşım araçları şehirler için büyük önem arz etmekte, ekonomik olmaları ve çevreye duyarlılıkları ile ayrı birer tercih sebebi olmaktadır. Şehir nüfusunun ekonomik ve sosyal faaliyetlerine erişim yine bu araçlar ile sağlanmaktadır. Elektrikli ulaşım sistemlerinin tahrik donanımlarında kullanılan elektrik motorlarının karşılaştırılması ve değerlendirilmesinin yapıldığı bu çalışmada, hareket gücünü elektrik enerjisinden alan yeni nesil elektrikli ulaşım araçlarının ana bileşeni olan tahrik sistemlerinde kullanılan motor çeşitleri incelenmiş, tez sonunda bu motor çeşitlerinin karşılaştırılması ve değerlendirilmesi yapılmıştır.Çalışmanın içeriğinde ulaşım araçlarında tercih edilen tahrik motoru çeşidinin doğru akım motorlarından, asenkron motorlara geçiş yapmasındaki ana sebepler araştırılmış ve sonuçlar doğrultusunda günümüz elektrikli ulaşım sistemlerinin motor trendinin asenkron motorlar yönünde ilerlemesinin nedenleri hususunda bilgi çıkarımı hedeflenmiştir. Yapılan araştırmalar ve motorlar için önem arz eden parametrelerin karşılaştırılması neticesinde, elektrikli ulaşım araçları için en uygun motor tipi olarak asenkron motorların günümüzde kullanıldığı tespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Elektrikli Ulaşım Sistemleri; DC Motor; Asenkron Motor; Tahrik Sistemi; Transportation which is the biggest problem of today's cities is trying to be solved with high-capacity vehicles such as Subway, Light Subway, Trolley and Trolleybus especially in big cities. These alternative transportation systems are very important for the cities since they are economical and have different preferences due to their environmental sensitivity. Moreover the urban population can access the economical and social activities by using these transportation systems.In this study we have compared and evaluated the electric motors used in the driving equipment of the electric transport systems. The motor types used in the driving systems which are the main component of the next generation electric transportation vehicles taking the motion power from the electric energy were examined and these motor types were compared and evaluated at the end of the thesis.In the context of the study, the main causes of the transition of the preferred drive motor type from direct current motors to asynchronous motors in transportation vehicles were investigated. it was aimed to deduce the reasons of the motor trend of the current motor transport systems in the direction of asynchronous motors. In this study asynchronous motors have been found to be the most suitable motor type for electrical transport vehicles after comparıng the parameters that are important for electric motors. Studies in the literature have shown that the results are in the same direction.Keywords: Electrical Transportation Systems; DC Motor; Asynchronous Motor; Drive Systems; 73

Rüzgar hızı ve yönünün doğru ve güvenilir bir şekilde ölçmek için farklı teknolojilere sahip anemometreler kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, Uluslararası Elektroteknik Komitesi (IEC) tarafından istenen kalibrasyon aralığını da kapsayan Dünya Meteoroloji Örgütü (WMO) hız ölçüm gereklilikleri dikkate alınarak, 1.0-25.2 m/s aralığında rüzgar hızını ve 0º-360° aralığında rüzgar yönünü aynı anda ölçebilecek yeni bir anemometre geliştirilmiştir. Geliştirilen anemometre, temel olarak rüzgar algılayıcı olarak silindirik bir cisim, hassasiyeti 2 mV/V olan yük hücreleri, yük hücrelerinden alınan fark sinyallerini yükselten enstrümantal yükselticiler, bu fark sinyallerini ve çevre şartlarını izleyip değerlendiren bir mikro denetleyici ile birlikte hız ve yön ölçümlerinin görüntülemesini sağlamak üzere kullanılan bir görüntüleme biriminden oluşmaktadır. Anemometrenin hız ve yön ölçümlerine ilişkin performans testleri Erciyes Üniversitesi Rüzgar Mühendisliği ve Aerodinamik Laboratuvarı'ndaki rüzgar tünelinde gerçekleştirilmiştir. Bu ölçümlerin belirsizliklerinin hesaplanması için her bir ölçüm büyüklüğü için belirsizlik bütçeleri oluşturulmuştur. Tez anemometresinin farklı hız değerleri için elde edilen hız ve yön ölçüm belirsizliklerinin Dünya Meteoroloji Örgütünün (WMO) doğruluk kriterini sağladığı görülmüştür. WMO kriterlerine göre 5 m/s den büyük hızlar için anemometrelerin ölçüm sonuçlarında %10'dan fazla belirsizlik bulunmaması gerekmekte iken tez anemometresinden farklı hız değerleri için elde edilen hız ölçüm belirsizlikleri % 3 olarak hesaplanmıştır. 5 m/s den küçük hızlar için ise WMO tarafından belirlenen belirsizlik değeri sınırı 0.5 m/s iken, sunulan anemometrede hesaplanan belirsizlik değeri 0.1 m/s'dir. Yön ölçümleri için belirlenen belirsizlik değeri ± 5° iken tez anemometresinin belirsizlik değeri ± 3°'dir. Anemometers with different technologies have been used to accurately and reliably measure the wind speed and direction. In this thesis, a new anemometer, that is able to measure speed and direction simultaneously, has been developed which can measure the wind speed between 1-25.2 m / s and the wind direction at 0-360 °, taking into account the calibration range required by the International Electrotechnical Commission (IEC) and the World Meteorology Organization (WMO) speed measurement requirements. The developed anemometer basically consists of a cylindrical object sensing wind, load cells with sensitivity of 2 mV/V, instrumental amplifiers that amplify the difference signals from the load cells, a microcontroller that monitors and evaluates these difference signals and environmental conditions and a display unit for monitoring wind speed and direction. Performance tests on speed and direction measurements of anemometry have been carried out in the wind tunnel at Wind Engineering and Aerodynamics Laboratory in Erciyes University. The speed and direction measurement uncertainties obtained for different velocity values of the thesis anemometer have found to be in line with the World Meteorological Organization (WMO) accuracy criterion. According to the WMO criteria, anemometers should not have more than 10 % uncertainty in the measurement results for the velocities greater than 5 m/s, whereas velocity measurement uncertainties for different velocities have been calculated as 3 % for the proposed anemometer. The uncertainty limit value determined by WMO for the velocities smaller than 5 m/s, is 0.5 m/s while, the uncertainty value calculated for the proposed anemometer is 0.1 m/s. The allowed uncertainty value for direction measurements is ± 5° whereas the uncertainty value of the thesis anemometer is ± 3°. 110

Elektrik enerjisini, çevreyi kirletmeden temiz bir şekilde üretme çalışmaları uzun yıllardır sürmektedir. Bunun için rüzgar türbinleri tasarlanmış ve gitgide yaygınlaşmaktadır. En bilinen yöntemi yatay eksenli türbinlerdir. Her ne kadar güç katsayıları yüksek olsa da üretim ve kurulum maliyetleri yüksektir. Yatay eksenli türbinler, daha çok enerji ihtiyacı için büyük boyutlarda ve yüksekliklerde tasarlanmaktadır. Küçük enerji ihtiyacı olan yerler için ise dikey eksenli türbinler geliştirilmiştir. Bu çalışmada bir dikey eksenli rüzgar türbin tipi olan savonius türbin tasarımı yapılmıştır. Savonius türbinlerin kanat yapılarından dolayı başlangıç torkları yüksektir ve düşük devirlerde çalışırlar. Farklı yönlerde esen rüzgarlarda harekete geçmesini sağlamak için savonius türbinler katlı olarak tasarlanırlar. Dikey eksenli türbinlerde, jeneratör doğrudan tahrik edilir. Böylelikle kayış-kasnak veya devir sayısını artıracak bir dişli türbin sistemi gibi aktarma organlarına ihtiyaç duyulmaz ve mekanik kayıplar minimum seviyeye indirilir. Bu tez çalışmasında iki katlı bir tasarım yapılmış olup katlar arasına 90 derece fark koyulmuştur. Elektrik üretimi ise, mekanik montajı kolay olan neodyum mıknatıslı eksenel akılı senkron jeneratör tarafından sağlanmaktadır.Tasarlanan jeneratörde nüve kullanılmadığından, nüve kayıpları oluşmaz. Jeneratörde çift rotor sistemi kullanılmakta ve sargıların hem alt hem de üst yüzünde rotor mıknatısları bulunmaktadır. Stator sargıları, karşılıklı mıknatısların oluşturduğu manyetik kuvvet çizgilerini keserek sargı bobinleri üzerinde akım indükler. Sargılar birbirleri ile yıldız bağlantı ile birleştirilmiş olup üç faz çıkışına sahiptir. Türbin ve jeneratörün her aksamı, Solidworks 3D ile tasarlanıp, laboratuvar imkanları ile üretilmiştir. Türbin ve jeneratör tasarımı ayrı bölümlerde anlatılmış, teorik benzetimleri yapılmış ve pratik ölçüm sonuçları verilmiştir.Anahtar Kelimeler: savonius rüzgar türbini, eksenel akılı senkron jeneratör Studies on electricity generation without polluting the environment has been carried on for many years. For this, wind turbines have been designed and gradually became more abundant. The most known method for that is horizontal axis wind turbines. Eventhough their power coefficient is high their production and installation are expensive. Horizontal axis wind turbines design with greater dimentions and heights for higher energy demand. For places with less energy demand vertical axis turbines have been designed. In this study a Savonius turbine was designed which is a type of vertical axis wind turbine. Due to their blade structure savonius turbines have a greater starting torque and they work at lower speeds. In order to provide rotation at winds from different directions they are desined storeyed. In vertical turbines generator is direct drived. Thus, they do not require belt and pulley or gearwheel to increase rotation speed so mechanical losses are minimized. In this study two layered designed has made and the angle between layers is 90 degrees. Electricity is generated by an axial flux synchronous generator with neodium magnet which is easy to setup.Since kernel was not used in designed generator, no core loses occur. In generator, double rotor system was used and both top and bottom surfaces of windings have rotor magnets. Stator windings enduct current through windings by pushing the magnetic line of force created by opposing magnets. Wingings are star connected and have three phase output. Every part of the generator and turbine that manufactured in this study was designed with Soliworks 3D in university laboratories and by using industry means. The design of turbine and generator has explained, simulated and practical measurement results are given in different sections.Anahtar Kelimeler: savonius wind turbine, axial flux synchronous generator 122

Asenkron motorlar günümüzde endüstriyel alanda büyük bir kullanım alanı bulmuştur. Motor teknolojisi geliştikçe standart verimli motorlar yerini yüksek verimli motorlara bırakmıştır.Asenkron motorlar endüstri sektöründe geniş bir şekilde kullanılmalarından dolayı birçok ülkenin enerji tüketiminde birinci sırada yer almaktadır. Özellikle son birkaç yılda asenkron motorlarda enerji tasarrufunun ön plana çıktığı araştırmalar sayesinde yapılabilecek küçük puanlı bir verim artışı bile küresel enerji tasarrufunda önemli bir yer tutacaktır. Bu bağlamda, bu çalışmada asenkron motorun verimini artırabilmek amaciyla rotorda alüminyum yerine bakır kullanarak tasarım önerilmiştir.Bu tez çalışmasında 5.5 kW gücünde sincap kafesli olan yüksek verimli motor tasarlanmı ve tasarlanan motorun verimliği % 0.9434 standart IE3 motordan daha yüksek bulunmuştur.Bu tez 4 bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, asenkron motorların literatür taraması gösterilmiştir. İkinci bölümde, asenkron motorun yapısı, motorların çalışması, asenkron motorların eşdeğer devresi hakkında detaylı bilgi verilmiştir. Üçüncü bölümde ise, asenkron motorun tasarım aşamalarından bahsedilmiş, asenkron motorun fiziksel boyutları, eşdeğer devre parametrelerinin hesaplanması ve performans analizi hakkında bilgi verilmiştir. Dördüncü ve son bölümde ise, çalışma sonuçları ve tartışması verilmiştir.Anahtar Kelimeler:Asenkron motorlar, asenkron motorların tasarımı, IE3 premium verimlilik motorları. Asynchronous motors have made a big step in every direction from past to present. The motor volume, motor parts and materials used have been recorded with great progress with the development of technology. As motor technology has developed, standard efficient motors have been replaced by high-efficiency motors.Because synchronous motors are widely used in the industry, they are the first place in the energy consumption of many countries. Particularly in the last few years asynchronous motors have become a front-runner in energy conservation, and a small-point efficiency increase, which can be made possible by research, will also have an important place in global energy savings. In this context, in this study, the design of the rotor using copper instead of aluminum was proposed to increase the efficiency of the asynchronous motor.In this thesis, a high-efficiency motor with a squirrel cage at 5.5 kW was designed and the designed motor efficiency was found to be higher than the standard IE3 motor of 0.9434%.This thesis consists of 4 parts. In the first part, the literature search of asynchronous motors is shown. In the second part, detailed information about the structure of the asynchronous motor, the operation of the motors, the equivalent circuit of the asynchronous motors is given. In the third part, the design steps of the asynchronous motor are mentioned, the physical dimensions of the asynchronous motor, the calculation of the equivalent circuit parameters and the performance analysis are given. In the fourth and last section, the study results and discussion are given.Keywords:Asynchronous motors, design of asynchronous motors, premium efficiency motors IE3. 81

Gelişen teknoloji ve artan enerji ihtiyacı klasik dağıtım şebekelerinin yenilenmesini zorunlu hale getirmiştir. Bu amaç doğrultusunda son yıllarda yapılan çalışmalarda klasik dağıtım şebekelerinden akıllı şebekelere doğru bir geçiş görülmektedir. Mevcut elektrik şebekeleri güç kalitesi yüksek, arızaların otomatik algılandığı, yenilenebilir enerji kaynakları kullanımı yüksek olacak bir şekilde geliştirilmektedir. Akıllı şebekelerin dağıtık üretim sistemlerine ve iki yönlü enerji iletimine uygun yapıda olması sebebi ile yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı da her geçen gün artmaktadır. Güneş panelleri, rüzgâr türbinleri gibi yenilenebilir enerji kaynakları sürekli enerji üretemedikleri için yenilenebilir enerji kaynaklarının enerji depolama sistemleri ile birlikte kullanılması enerji verimliliği ve düşük maliyetli enerji kullanımı açısından da önemli bir yer tutmaktadır.Bu tez çalışmasında akıllı şebekelerde kullanımı giderek artan yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş panelinin modellenmesi, dağıtım şebekesine bağlanması, enerji depolama sistemi için optimum yerin belirlenmesi için yer seçim algoritması geliştirilmesi ve enerji ihtiyacına göre şarj-deşarj zamanlarının belirlenmesi çalışmaları yapılmıştır. Enerji depolama sistemi için optimum baranın belirlenmesi ile bara gerilimleri yükseltilebilir, güç kayıpları azaltılabilir. Ayrıca puant zaman dilimi dışında depolanan enerji puant zamanlarda kullanılarak daha düşük enerji maliyeti sağlanabilir. Böylece yenilenebilir enerji kaynakları ve akıllı şebekeler için optimum enerji depolama sistemi kullanımı sunulmuş olacaktır. Every day, the evaluation of classical Distribution Networks (DNs) to Smart Grids (SGs) has become a necessity and Renewable Energy Sources (RESs) are an important part of smart grids. One of the most significant problems for RESs is the sustainability of energy because the raw material storage is not possible for renewable energy sources as Photovoltaic (PV), Wind, etc. Thus, Energy Storage Systems (ESSs) have an important place for RESs and SGs. The aim of this thesis is ESS location selection for selected distribution networks. For this purpose, a PV array is modelled and connected to DN randomly as unlicensed manufacturers, a Location Planning Algorithm (LPA) for location selection of ESS and determining the charge-discharge time are studied for higher energy quality at DNs. The location is determined for optimum ESS usage. Connecting the ESS to the correct bus decreases the power losses and increases the voltage levels. Besides, energy can be stored at the peak-off time and stored energy can be used at the peak times for lower cost with the usage of ESSs. Thus, the optimum usage of ESSs will be provided for RESs and SGs. 109

WOS: 000360219400006, This study presents experimental and numerical aerodynamic investigation of a prototype vehicle. Aerodynamics forces examined which exerted on a prototype. This experimental study was implemented in a wind tunnel for the Reynolds number between 105-3.1x10(5). Numerical aerodynamic analysis of the vehicle is conducted for different Reynolds number by using FLUENT CFD software, with the k-epsilon realizable turbulence model. The studied model aims at verifying the aerodynamic forces between experimental and numerical results. After the Reynolds number of 2.8x10(5), the drag coefficient obtained experimentally becomes independent of Reynolds number and has a value of 0.25., Erciyes University [FBA-11-3453], The authors would like to thank all students, designers and teachers involved in the Mobydick project. The authors would also like to thank to the Erciyes University research fund (project no: FBA-11-3453).

Bu tez çalışmasında üç sargılı bir relüktans fırlatıcı sistemi tasarlanmış ve deneysel prototipi gerçekleştirilmiştir. Fırlatıcı sistemin deneysel prototipi gerçekleştirilmeden önce, Maxwell modeli oluşturularak sonlu elemanlar analizi (SEA) yapılmıştır. Modeldeki mermi parametrelerinin (mermi malzemesi, mermi uzunluğu) değişiminin merminin hızına etkisi incelenmiştir. Daha sonra fırlatıcı sistemin deneysel prototipi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca fırlatılan mermilerin namlu çıkış hızlarını ölçen bir hız ölçüm sistemi de tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Bu relüktans fırlatıcı sistem ile üç farklı malzemeden ve her bir malzemeden üç farklı boyutta toplam dokuz adet mermi yapılmıştır. Her bir mermi 50 ile 200 volt arasındaki DC gerilimle şarj edilen kondansatörlerde depo edilen enerji ile fırlatılarak mermilerin namlu çıkış hızları ölçülmüştür. Sonuç olarak merminin yapıldığı malzemenin ve mermi uzunluğunun namlu çıkış hızına ve fırlatıcının verimine olan etkisi incelenmiştir. Bu çalışmada, diğer çalışmalardan daha düşük gerilimde çalışabilen, yapısı ve kullanımı basit, düşük maliyetli ve taşınabilir bir relüktans fırlatıcı gerçekleştirilmiştir. Teorik ve uygulama sonuçları karşılaştırılmış, uyumlu olduğu görülmüştür. In this thesis, a 3-coil electromagnetic launcher system was designed and implemented. A maxwell model of the system was constructed and finite elements analysis (FEA) was applied before building the experimental prototype. The effect of the variation of bullet parameters (such as material and length) on the bullet velocity was studied using the model. Then the experimental prototype of the launcher system was built. A velocity measurement system was also designed and implemented to measure the muzzle velocity of the launched bullet. A total of 9 bullets in 3 different sizes, made up of 3 different materials were constructed to be launched by the system. Each bullet was launched via capacitors charged with DC voltage between 50-200V and the muzzle velocities were measured. Finally, the effects of bullet material and length on muzzle velocity and launcher efficiency were examined. In this study, an easy-to-use, low-cost, portable and simple structured reluctance launcher that can be operated in relatively low voltage levels was implemented. Comparison of theoretical and experimental results show that there is a good match between them. 133

16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition (PEMC) -- SEP 21-24, 2014 -- Antalya, TURKEY, WOS: 000360980500174, In this study, a three-coil reluctance launcher system was designed and an experimental prototype of the proposed system was implemented. The designed system has 3 separate coils and these coils can be energized individually. Thus, the contribution of each energized coil should be examined. Various-length ferromagnetic projectiles having different magnetic properties can be launched by this system. A velocity measurement system was also designed and implemented to measure the muzzle velocity of the launched projectiles. Thus, performance of the system can be analyzed by measuring the velocities of launched projectiles. The ferromagnetic projectiles were launched via capacitors charged DC 250V. The performances were analyzed by launching different sizes of AISI1020 and AISI1050 cores with the system. The launched cores are 5, 7 and 9 cm long. The effect of the projectile length on velocity was also studied., Gazi Univ, Power Elect Mot Control E W Technol Bridge, IJRER, IEEE, IES, IEEE Ind Applicat Soc, Tubitak, OPAL RT

Bir elektrik motoru olan Anahtarlı Relüktans Motor (ARM)'un kontrolü ile ilgili çeşitli çalışmalar literatürde yapılmıştır. Günümüzde teknolojinin artık laboratuvarlarda kalmayıp günlük hayatın her alanında kendini göstermesi elektronik elemanların üretim maliyetlerini de düşürmekte ve yaygınlaşmasına sebep olmaktadır.Endüstriyel alandaki bu gelişmeler, PLC, motor, motor sürücü, dijital basınç ve sıcaklık sensörleri gibi aygıtları üreten yerel firmaları destekler nitelikte olmuştur. Bu gelişmeler üretimi basit ve ucuz olan ARM'nin kontrolünü gerçekleştiren bu çalışmanın yapılmasına teşvik etmiştir.Bu çalışmada endüstriyel alanda sıkça kullanılan hall effect sensörleri ARM'nin rotor konum algılama ünitesinde kullanılmıştır. 6/4 oranlı bir ARM'yi kontrol edecek sürücü devre ve yazılımı gerçekleştirilmiştir.Bu tez çalışmasında öncelikle tezin literatürdeki yerinden bahsedilmiş ve çalışmanın amacı açıklanmıştır. ARM'nin özellikleri hakkında bilgi verilmiş, çalışma prensipleri açıklanmıştır. ARM çevirici topolojilerinden, avantaj ve dezavantajlarından bahsedilmiştir. Gerçekleştirilen çevirici devre ve kontrol devresi yazılımı hakkında bilgi verilmiştir. Son olarak yapılan çalışmada elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Bu çalışma Erciyes Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon birimince FYL-2013-4356 proje numarası ile desteklenmiştir. There is a lot of different inverter design about Switched Reluctance Motor (SRM), a kind of electric motor, in literature. Nowadays technology has been seen, especially in electronic, not only in laboratories but also casual life. This improvement has been come down in prices of electronic components and it has become electronic components widespread.In industrial area these improvements have led to support national companies to produce industrial devices such as PLC's, AC Inverters, digital temperature and pressure controllers, sensors etc. As a matter of course these improvements have encouraged to make this study about SRM, easy and cheap to produce, drive unit.In this study hall effect sensors, widely used in industrial area, have been used to perceive position of the rotor. The 6/4 Switched Reluctance Motor has been chosen to control. Inverter hardware and software have been developed in laboratory environment.In this study, firstly the position of the thesis in literature, some used areas and purpose of the study were mentioned. Then working principles and basic characteristics of switch reluctance motors were discussed. The inverter structures which are used in SRM driver circuit were mentioned. Lastly driver circuit hardware and control circuit's software were discussed and the results of the study were added. This work was supported by Research Fund of the Erciyes University by Project Number: FYL-2013-4356. 73

Anahtarlamalı relüktans motorlar (ARM) yapılarının basitliği, kullanım kolaylıkları ve maliyetlerinin düşük olması nedeniyle gün geçtikçe kullanım alanları artmakta olan basit elektrik makinalarıdır. Motorun çalışma prensibi relüktans kuvvetine dayanmakta ve serbest hareketli, çıkık yapılı rotorun, bulunduğu manyetik devre içerisinde akının, en kolay yol bulabileceği en küçük relüktans konumuna kadar kuvvet uygulanarak çekilmesi şeklinde gerçekleşmektedir.Güç elektroniğinde kullanılan yarı iletken teknolojilerinin gelişimi, mikrodenetleyici yapılarında meydana gelen gelişmeler ve kontrol tekniklerinin de gelişimiyle paralel olarak ARM'lerin literatürdeki yeri artmaya başlamıştır.ARM'lerin birçok üstünlüklerine karşılık en önemli dezavantajı momentindeki dalgalanmanın büyük olmasıdır. Momentindeki bu dalgalanma motorun rulmanlarına zarar vermekte olup akustik gürültüye sebep olmaktadır. Motorda oluşan bu moment dalgalılığını azaltmak için ya motorun kontrol devresi ya da motorun manyetik devresi esas alınabilir.Bu çalışmada motorun manyetik devresi esas alınarak motor tasarımında yapılacak değişikliklerle momentindeki dalgalanmanın azaltılması amaçlanmış ve ?2 x 6/4 Disk Tipi Anahtarlamalı Relüktans Motor? tasarımı gerçekleştirilmiştir. Buna göre öncelikle, ARM'ler üzerinde yapılan çalışmalar, avantajları, dezavantajları, yapısı, çalışma ilkesi, enerji dönüşümleri, elektriksel ve manyetik parametrelerinin belirlenmesi, kontrolü, sürücü seçimi ve tasarım kriterleri incelenmiştir. Daha sonra ARM'nin bilgisayar destekli modellenmesi ve tasarıma yönelik yapılan çalışmalara yer verilmiştir. Son bölümde ise, sayısal manyetik alan analizi ve deney düzeneği ile elde edilen sonuçların değerlendirmesi yapılmıştır. Switched Reluctance Motors (SRM) are simple electrical machines whose application areas ever increasing thanks to their simple structures, convenient usage and cheap costs. The working principle of the motor is based on reluctance force and it is realized by applying force to the rotor that have a free movement and doubly-salient structure such that the flux inside the same magnetic circuit with this rotor, comes into the least reluctance position so that the flux will find the easiest way to flow.The developments of power electronics that is used in the semiconductor technology started to have more place in the SRM literature with the help of parallel developments that ocur in structures of microcontrollers and control techniques.Despite the many advantages of SRM, its biggest disadvantage is having torque ripple. This torque ripple causes damage to bearing system and produces acoustic noises. For minimizing the torque ripple in the motor, either motor control circuit or the magnetic circuitt of the motor shall be handled.In this work while taking magnetic circuit of the motor as basis, the changes in the motor design and minimizing of the torque ripple is aimed and design of ?2 x 6/4 Disk Type Switched Reluctance Motors? is created. According to this first of all related works done on SRM, its advantages, disadvantages, structure, working principle, energy transformation, identification of the electrical and magnetic parameters, its control, driver selection and design criteria have been researched. After these topics, the computer aided design of the SRM and works related to design of SRM have been given. In the last part, numerical magnetic field analysis and evaluations of the results obtained through the experiment setup have been made. 100

Bu tez çalışmasında mobilya sektörüne yönelik olarak cam işlemesi yapan camfabrikalarında cam delme işlemini hatasız, firesiz, hızlı ve standart bir şekilde yapılmasıhedeflenmiştir.Sektörde yapılan incelemeler neticesinde, dekoratif mobilya pazarının artması ilebirlikte, cam da mobilya içinde daha çok yerini almaya başlamıştır. Yine bu artışaparalel olarak, modüler mobilyadaki işlemlerin %90'lara kadar olan kısmı CNCmakinelerde işlem görmektedir. Bu şekilde yapılan üretimler hem standart, hem de hatatoleransları %50'nin (milimetre'nin %50 si kadar) altında gerçekleşmektedir. Bu sektörehizmet veren cam işleme firmaları, bu toleransı yakalayabilmek için üretim yaptığıcamların %3 ila %6 sını delik merkezlerinin kayık olması ve ölçü değerlerinin toleransdışı olması probleminden dolayı hatalı üretim olarak iade almaktadırlar. Bu iadelerintekrar geri dönüşümü de mümkün olmamakta ve doğrudan hurda üretimi olarak üretimmaliyetlerine olumsuz yansımaktadır.Bir cam işleme fabrikasının günde ortalama 2000 adet cam üretimi yaptığı göz önündetutulur ise bu üretim sonunda ortalama günde 100 adet cam delik problemleri yüzündenhurdaya çıkmaktadır.İkinci bir sebep olarak da, sektörde bir işçi ile normal standart delik makinelerindesaatte ortalama 60 ila 80 delik delinmektedir. Bu da delik işleminde darboğaz olmamasıiçin çok sayıda personel ve makine ihtiyacı doğurmaktadır.Çözüm, delik işleminin otomatik, hızlı, hatasız ve işçi müdahalesi en az bir makinetasarımı ile mümkün olacaktır. Bu çalışmada tasarımı gerçekleştirilen makine ileyukarıda bahsedilen problemlere çözüm üretmiş olup, cam delme işlemindeki kalite veverimlilik artırılmıştır. Birbirinden bağımsız iki kafa ile birim zamanda daha fazladelme işlemi ve aynı zamanda iki farklı çapta delik delebilme kabiliyetine sahiptir. Herhareket ekseninde seçilmiş olan hassas servo motorlar sayesinde de hızlı ve doğrupozisyonlama yapılabilmektedir. In this thesis, it?s aimed that make process of drilling of glass accurately, quickly,standard and without bug for the furniture industry making glass for the glassprocessing factory.As a result of the investigation in the industry, by increasing decorative furnituremarkets, glass gets more places in furniture decoration. Also, parallel to this increase,up to 90% part of process of modular furniture done by CNC machines. Production withthis way not only standard but also has error tolerance under 50% in mm. Glassprocessing factories in this sector are returned as faulty production because glasses from3% to 6% to achieve this tolerance have inconsistency of hole centers and measuredvalues is outside of the tolerance. Recycling of these returns are not possible and theseproduct be scrap so production cost are reflected in negative.If in glass processing factory, in a day average 2000 glass produced. 100 glasses bescrap because of hole center problem.As second, a worker in this sector drilling 60 to 80 hole in a hours. In these processes, toavoid many staff are needed.Solution will be possible to design a machines that make hole process fast, accurate,auto and minimum worker interaction. In this thesis, new glass drilling machines wasdesign to get more quality and productivity. With two independent heads in a time more drilling process is implemented and also holes have different diameters can drill in eachaxis of movement with selected precision servo motors fast and accurate positioning canbe made. 62

Anahtarlamalı relüktans motorlar (ARM) yapılarının basitliği, sağlam oluşları, hata toleranslarının yüksek olması gibi özellikleri ile alışılagelmiş alternatif akım (AA) ve doğru akım (DA) motorlarına göre oldukça avantajlıdır. Aynı zamanda sadece rotor ya da statorlarında sargı bulunması ve yapılarında mıknatıs içermemeleri, maliyet ve üretim açısından bu motorları çok avantajlı kılmaktadır. Dolayısıyla son yirmi yılı kapsayan dönem içerisinde ARM'ler hususunda birçok çalışma yapılmıştır. Bununla birlikte ilgili motorların doğrusal ve yine doğrusal prensibi temel alan disk tipleri hakkında yapılan çalışmaların sayısı oldukça kısıtlı kalmıştır.Doğrusal hareketin gerekli olduğu taşımacılık sistemleri, asansörler ve dokuma tezgâhları gibi birçok alanda döner motorlar yerine doğrusal yapılı motorların kullanılması daha uygundur. Bu uygulamalarda doğrusal motorların kullanılması ile hem ek mekanik aksam, kayıp ve maliyetlerden kurtulmuş olunmakta hem de istenilen düzeyde hızlı ve hassas hareketlerin elde edilebilmesi sağlanmaktadır. Yine döner hareket yapmalarına karşın doğrusal motorların yapısal çalışma karakteristiklerine sahip olan disk tipi anahtarlamalı relüktans motorlar da alışılagelmiş döner yapıdaki motorlara göre çok daha uygun boyutlarda tasarlanabilmekte ve özellikle doğrudan sürücülü sistemler için oldukça avantajlı olmaktadırlar.Sunulan tez çalışmasında, anahtarlamalı doğrusal hareketli relüktans motor (ADHRM) yapısını temel alan dört farklı motor yapısının tasarımı, incelenmesi, benzetimi ve prototip olarak üretimi gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen motor yapıları, sahip oldukları özellikler açısından alışılagelmiş yapıdaki benzerleri ile kıyaslandıklarında değişik avantajlara sahiptir. ARM'lerin incelenebilmesi için analitik ve sayısal yöntemler kullanılmış olup sayısal yöntem olarak iki ve üç boyutlu sonlu elemanlar yöntemi (SEY) esas alınmıştır. Aynı zamanda ilgili motorların çalışma karakteristiklerinin daha iyi bir şekilde incelenebilmesi için motorların dinamik benzetimlerini yapabilen bir yazılım sunulmuştur. Motorların kontrolü, tasarlanan mikrodenetleyici tabanlı kontrol kartlarının yanında sadece motor kontrolü değil, birçok mühendislik probleminin çözümünde önemli roller alan sayısal işaret işlemci (DSP: Digital Signal Processor) tabanlı uygulama kartı kullanılarak da gerçekleştirilmiştir.Yapılan çalışmada, 1. ve 2. Bölüm'lerde, ARM'lerin temel özellikleri ve çalışma prensiplerinden bahsedilmiştir. 3. Bölüm'de, ilgili motorlara ait elektromanyetik karakteristiklerin elde edilmesinde kullanılan yöntemler üzerinde durulmuştur.4. Bölüm'de, tasarımları gerçekleştirilen motor yapıları hakkında bilgi verilip bu yapılar ile ilgili sayısal ve analitik sonuçlara yer verilmiştir. 5. Bölüm'de gerçekleştirilen prototip sistemler ve bu sistemlerle ilgili deneysel ölçümlere ait sonuçlar üzerinde durulmuştur. Son bölüm olan 6. Bölüm'de ise elde edilen sonuçlar kısaca özetlenmiş ve özellikle önerilen motor yapıları ile ilgili bir değerlendirme yapılmıştır. Switched reluctance motors (SRMs) are the attractive alternative to classical alternative current (AC) and direct current (DC) motors due to their advantages such as simple structure, rugged behavior and high fault tolerance. In addition, desirable advantages such as lack of windings on either the stator or rotor and no-magnet structure, making them ideal for low cost manufacturing and maintenance. Therefore, many studies have been presented on rotary switched reluctance motor in recent two decades. However, there is a paucity of the literature on linear and disc type versions of SRMs.Using of linear motors is more suitable than that of the rotary motors in many areas which need linear movement such as elevators, weaving loom and transportation systems. In these systems, the manufacturing cost and losses can be decreased by using linear motors which do not need any mechanical parts used in other rotary systems and the needed sensitive motion and high acceleration are obtained. In addition, disc type switched reluctance motors based on linear SRMs are very attractive solutions to direct drive systems with rotary movement due to their low volumes compared with rotary SRMs.In this study, design, analysis, simulation and manufacturing of the prototypes of four different motor structures based on linear switched reluctance motor (LSRM) are realized. The proposed motor structures have different advantages when compared with classical motors. Characteristics of the SRMs are obtained by using two and three dimensional finite element method (FEM) as a numerical technique and analytical calculations. In addition, a software which is capable of doing dynamic simulation of SRMs is presented to obtain the operating characteristics of new structures. Classical and proposed motors are operated by using designed new control circuits based on microcontroller and also an evaluation module based on digital signal processor (DSP) which is used to solve many engineering problems in addition to control problems.In this study, the fundamentals and operating principles of SRMs are presented in Section 1 and 2. The techniques which are used to obtain electromagnetic characteristics of the motors are explained in Section 3. Section 4 covers the analytical and FEM calculations of the characteristics of the proposed motor structures with basics of them. The realized prototype systems and experimental measurements are given in Section 5. Section 6 presents conclusions of this study and especially, interpretations about the proposed motor structures. 119

Anahtarlamalı relüktans motorlar, sade yapıları ve imalatının kolay olması nedeniyle bir çok farklı alanda uygulama imkanı bulmuştur. Bu alanlardan biri de otomotiv sektörüdür. Bu tezin amacı araçların ilk hareket sistemlerinde kullanılan DC marş motorlarını, özellikle düşük maliyetli bir Anahtarlamalı Relüktans Motor ile tasarlamak ve bu ARM' nin mikro denetleyici yardımıyla kontrolünü sağlamaktır. Çünkü mevcut marş motorları Bölüm 3' te anlatıldığı gibi yapıları itibariyle bir çok probleme sahiptir ve bakımları da zordur.Tasarım esnasında öncelikle ARM' ler hakkına genel bir bilgi verilerek ARM tasarımı ve marş motorları hakkında bir literatür taraması yapılmıştır. Daha sonra gerçek bir marş motorunun teknik özelliklerine göre elektromekanik bir tasarım yapılmıştır.Elektromekanik tasarımın tamamlanmasının ardından yapılan iki ek tasarım daha sunulmuştur. Bu tasarımlardan biri; konum sensörlerini, güç kaynağını, akım anahtarlama elemanını (SSR) ve mikro denetleyicinin de içinde bulunduğu PCB planlaması ile yazılım tasarımıdır.Yazılım, ARM' yi kontrol eder ve sensörlerden gelen bilgilere göre motorun dönüşünü sağlamaktadır. Yazılımın bir diğer fonksiyonu da motor akımını PI kapalı döngü kontrol mantığına göre kabul edilebilir sınırlar içinde tutmaktır. Yazılım, ayrıca kontrol kartı üzerinde bulunan LCD panelde motora ait bilgileri göstermek ve gerçek akım değerini bilgisayara göndermektedir. Tasarlanan kontrol kartından gelen bilgiler, analizleri kolaylaştırmak için bilgisayarda grafik ortamına aktarılmış, donanım ve yazılım tasarımı başarıyla gerçekleştirilmiştir.Sonuç olarak, bir marş motoru anahtarlamalı relüktans motor kullanarak tasarlanmış, bu motorun kontrolü mikro denetleyici tabanlı yapılmış, kontrol sisteminde akım anahtarlama elemanı yerine SSR' ler kullanılarak toplam sistem maliyeti düşürülmüştür. Switched Reluctance Motors (SRM) have found a lot of application areas in many different field due to their simple structures and simplicity of manufacturing. One of the field that they are used is automotive. What this thesis aim is to design a low cost SRM, control it by using a microcontroller in order to replace starter motors used in vehicles for their starting systems. Because traditonal starter motors have many problems due to their structures and they are hard to maintain, as given in chapter 3.During design fulfillment a general explanation of SRMs is given first. Secondly, a literature research about SRM design and starter motors has been introduced. Then according to the technical requirements taken from a real starter motors the electromechanical design is accomplished and output of this design is introduced in chapter 4.After completing electromechanical design it is given two additonal designs that are obligatory. One of them is hardware design that includes position sensors, power supply, current switching elements (SSR), plannig a PCB including microcontrollerThe other design that has been completed is software design. The software controls the SRM and make it rotate according to the signals coming from the sensors. Another important issue that software makes is to control motor current values, using PI closed loop logic, in order to keep them in a tolerable limits.In addition to these goals the software is also responsible for indicating the motor?s actual datas on the LCD located on the control card and sending the actual current values to computer. The received data from the designed control card are transferred on a graph on the computer screen to make easy to analyse the results. Hardware and software design are succeded in chapter 5.As a result, a starter motor design using a SRM, control of it by microcontroller is accomplished and utilizing SSRs in current switching element simplify the design, reduce total system cost. 90

Bu çalışmada, birçok alanda kullanımı giderek yaygınlaşan anahtarlamalı relüktansmotor yapısını temel alan ve özellikle doğrudan sürücülü uygulamalarda kullanılmasıdüşünülen Terslendirilmiş Anahtarlamalı Relüktans Motor (ARM) tasarımıgerçekleştirilmiş ve imal edilmiştir.Tasarımı ve prototip üretimi gerçekleştirilen 8/6 motor, üç fazlı klasik döner yapıdakiARM' un rotorunun stator, statorunun ise rotor olarak kullanıldığı bir çeşididir.Uygulama olarak raylı ve karasal taşımacılık sistemleri, çamaşır makineleri ve benzerbirçok elektrikli ev araç-gereçlerine ve asansör sistemlerine kadar çok geniş biryelpazede kullanım alanı bulabilecek olan bu motor, çalışma prensibi gereği klasikARM ile aynı özellikleri taşımaktadır.Klasik motorlara göre mekanik sistem kullanımından kaynaklanan aktarma kayıplarınınortadan kalktığı ve dolayısıyla sistem veriminin artmasını sağlayacak bu motorlar, aniivmelenmenin gerçekleşmesini de sağlayacaktır.Sunulan bu çalışmada yine ilgili motorun kontrolü hususunda kullanılabilecek kontrolteknikleri ve özellikle konum algılanmasının yapılabilmesi için uygulanabilecekyöntemler üzerinde de durulmuştur. Özellikle ARM' lerin temel dezavantajları arasındayer alan sensör kullanımını elimine etmek amacıyla konum algılanmasınıngerçekleştirilebileceği yakın zamanda çok popüler hale gelen yapay zekâ tekniklerindenyıllardır uygulanmakta olan klasik tekniklere kadar birçok tekniği içeren temel tekniklerverilerek bunların avantaj ve dezavantajları üzerinde durulmuştur.Bu tez çalışmasında, 1.BÖLÜM' de tezin literatürdeki yeri ve çalışmanın amacıverilmektedir. 2.BÖLÜM' de anahtarlamalı relüktans motorun temel özellikleri veçalışma prensiplerinden bahsedilmiştir. 3.BÖLÜM' de ARM' lerin sürücü devrelerindekullanılan çevirici yapıları üzerinde durulmuştur. 4. BÖLÜM' de tasarımı ve imaligerçekleştirilen Terslendirilmiş ARM' den, 5. BÖLÜM' de ise sensörsüz işletimteorisinden bahsedilmiştir. Son bölüm ise yapılan çalışmada elde edilen sonuçlarıiçermektedir.Anahtar Kelimeler: Anahtarlı Relüktans Motorları, Yapay Sinir Ağları (YSA),Sürücüler, Güç çeviriciler, Güç elektroniği. In this study, Inverted Switched Reluctance Motor (ISRM) that has operational andtechnical characteristics of classic SRM has been projected and produced. The motorthat has been produced is 8/6 inverted SRM and has the power of 5kW. This type ofmotor can be used of very large field that deals with trains, cars and the other electricalappliances.Unlike classical electric motors, ISRM has the capability of direct drive for somestudying, like the first paragraph. These ISRMs are more productive than the classictype of motors because they don?t need any kind of gear box. In addition, these type ofmotors has better acceleration abilities.Besides, in this study, sensorless operation of SRM drives and its advantages anddisadvantages were talked about. ANN ( Artifical Neural Network ) was inspected forapplying sensorless operation.In the first chapter of this study, the position of the thesis in literature and purpose of thestudy has been mentioned. In the second chapter, working principles and basiccharacteristic of switch reluctance motors has been discussed. In the third chapter, theconverter structures which are used in SRM driver circuit have been dwelled on. In thefourth chapter, IRSM that projected and produced have been discussed. In the fifthchapter, sensorless operation of SRM drives has been mentioned. The last chapterincludes results of the study.Keywords: Switched reluctance motors, ANN, Drivers, Power converters, Powerelectronics. 103

iiiANAHTARLAMALI RELÜKTANS MOTORSÜRÜCÜ DEVRE TASARIMIÜmüt MUTLUErciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri EnstitüsüYüksek Lisans Tezi, Temmuz 2006Tez Danışmanı: Yrd. Doç. Dr. Ferhat DALDABANÖZETSon yıllardaki yarı iletken teknolojisinde meydana gelen hızlı gelişmelerden hem güçelektroniği elemanları, hem de mikrodenetleyiciler olumlu yönde etkilenmişlerdir.Şöyle ki, tek bir yarı iletken anahtar, kontakları arasına uygulanan bin voltun üzerindekipotansiyel farkı nano saniyeler mertebesinde açıp kapatabilmekte ve bu süre zarfındaakıttığı akım değerleri yüzlerce amperle ifade edilmektedir. Aynı zamandamikrodenetleyicilerin performansları ile birlikte kapasiteleri de artmış ve motor kontroldevrelerinin vazgeçilemez özeliği olan PWM gibi birçok fonksiyonu donanımsal olarakdesteklemekte ve programsal olarak da kullanıcıya birçok kolaylıklar sağlamaktadırlar.Bu çalışmada, Anahtarlamalı Relüktans Motorların (ARM) kullanımın alanını oldukçasınırlayan sürücü devrelerin yapılarından bahsedilmiş ve bu yapılardan birisikullanılarak 6/4 lük bir ARM'nin kontrol devresi tasarlanmıştır. Bu devre üzerindeçalışacak olan kontrol yazılımı gerçekleştirilerek laboratuar ortamında uygulamasıyapılmış ve test sonuçları elde edilmiştir.Bu tez çalışmasında, 1.BÖLÜM'de tezin literatürdeki yeri ve çalışmanın amacıverilmektedir. 2.BÖLÜM'de anahtarlamalı relüktans motorun temel özellikleri veçalışma prensiplerinden bahsedilmiştir. 3.BÖLÜM'de ARM'lerin sürücü devrelerindekullanılan çevirici yapıları üzerinde durulmuştur. 4. BÖLÜM'de gerçekleştirilen sürücüdevre donanımından ve kontrol devresi yazılımından bahsedilmiştir. Son bölüm iseyapılan çalışmada elde edilen sonuçları içermektedir.Anahtar Sözcükler: Anahtarlı Relüktans Motorları, IGBT, Sürücüler, Güç çeviriciler,Güç elektroniği. ivSWITCHED RELUCTANCE MOTORDRIVER CIRCUIT DESIGNÜmüt MUTLUErciyes University, Graduate School of Natural and Applied SciencesM.Sc. Thesis, July 2006Thesis Supervisor: Assist. Prof. Dr. Ferhat DALDABANABSTRACTBoth power electronic components and microcontrollers have been positively affectedfrom fast growing variation in semiconductor technologies in recent years. In such amanner that, only one semiconductor switch able to on/off over thousand volt potentialdifference that applied between its contacts in nano seconds level and transferredcurrent by switch has been expressed by hundreds of amperes in that time period. At thesame time, capacities of microcontrollers have been increased together with theirperformance and they are supports a lot of function by hardware, like PWM thatindispensable feature of motor control circuits and also provide much easiness for userby software.In this study, structures of driver circuits that are pretty much limits SwitchedReluctance Motors (SRM) usage area have been discussed and 6/4 SRM control circuithas been designed with using one of this structures. Control software that will run inthis control circuit has been developed and applied at laboratory environment andrelated test results have been obtained.In the first chapter of this study, the position of the thesis in literature and purpose of thestudy has been mentioned. In the second chapter, working principles and basiccharacteristic of switch reluctance motors has been discussed. In the third chapter, theconverter structures which are used in SRM driver circuit have been dwelled on. In thefourth chapter, driver circuit hardware and control circuit software discussed. The lastchapter includes results of the study.Key Words: Switched reluctance motors, IGBT, Drivers, Power converters, Powerelectronics. 74

iiiANAHTARLAMALI RELÜKTANS MOTORLARDA AKUSTİK GÜRÜLTÜNÜNAZALTILMASIMehmet GÜCÜYETMEZErciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri EnstitüsüYüksek Lisans Tezi, Ağustos 2005Tez Danışmanı: Yrd. Doç. Dr. Ferhat DaldabanÖZETBu çalışmada, Anahtarlamalı Relüktans Motorlar (ARM) üzerinde motorun geometrikyapısında değişiklikler yapılarak akustik gürültü düzeyinin azaltılması gerçekleştirilmiştir.Elde edilen değerler karşılaştırılmış ve grafiksel olarak gösterilmiştir.Anahtarlamalı relüktans motorların kullanım alanları, yapılarının basitliği, kullanımkolaylıkları ve maliyetlerinin düşük olması nedeniyle her geçen gün artmaktadır. Motorunçalışma prensibi relüktans kuvvetine dayanmakta ve serbest hareketli, çıkık yapılı rotorun,bulunduğu manyetik devre içerisinde akının, en kolay yol bulabileceği en küçük relüktanskonumuna kadar kuvvet uygulanarak çekilmesi şeklinde gerçekleşmektedir.Birçok avantaja sahip olmasına rağmen, konum sensörü gerektirmeleri, torkdalgalanmalarının yüksek olması ve diğer motorlara kıyasla yüksek akustik gürültü üretmeleriARM'lerin kullanım alanlarını kısıtlayan en önemli durumlardır.Tez çalışmasında, birinci bölümde tezin literatürdeki yeri ve çalışmanın amacı verilmektedir.Bölüm II' de anahtarlamalı relüktans motorun temel özellikleri ve çalışma prensiplerindenbahsedilmiş ve enerji dönüşümü üzerinde durulmuştur. Bölüm III' te ses ve gürültü kavramıverilerek elektrik makinalarında gürültü konusu üzerinde durulmuştur. Bölüm IV' teanahtarlamalı relüktans motorlarda gürültüden bahsedilmiştir. Bölüm V' te elektrik motorlarıve ARM'lerde gürültüyü önleme yöntemleri anlatılmaktadır. Bölüm VI' da yapılan çalışma veelde edilen sonuçlar verilmiştir. Bölüm VII'de ise sonuçlara ilişkin değerlendirme yapılmıştır.Anahtar Sözcükler: Anahtarlamalı relüktans motor, elektrik makinaları, gürültü çeşitleri,akustik gürültü, gürültü önleme ivACOUSTIC NOISE MITIGATION IN THE SWITCHED RELUCTANCEMOTORSMehmet GUCUYETMEZErciyes University, Graduate School of Natural and Applied SciencesM.S. Thesis, August 2005Thesis Supervisor: Assist. Prof. Ferhat DaldabanABSTRACTIn this study, acoustic noise amount of switched reluctance motors has been tried tooptimize making some changes on the magnetic circuit of the motor. Results have beencompared and have also been showed graphically.Switched reluctance motors are simple electrical machines which have application areasincreasingly growing because of their cheapness and easy usage. The principle ofworking of the motor is based on reluctance force and realizes by pulling the rotorwhich has doubly-salient structure to the least reluctance position where the easiest isand most suitable way to flow flux-linkages. Although switched reluctance motors havemany advantages, high torque ripple rate, position sensor requirement and higheracoustical noise with respect to other type electrical motors are the most importantsituations which limits the scope of the motor.In this thesis, Chapter I is an introduction section and in this chapter, place of this thesisand the aim of this study are given. In Chapter II, basic features and operating principlesof the switched reluctance motor are discussed and energy conversion is presented. InChapter III, sound and noise notions are given and in Chapter IV, switched reluctancemotor noise is explained. Chapter V is about noise mitigation techniques. In Chapter VI,the study and obtained results are given. In last chapter, an assessment is done about theresults.Keywords: Switched Reluctance Motor, electric machines, noise kinds, acoustic noise,noise mitigation 99

Ill ANAHTARLAMALI RELUKTANS MOTORLARDA TORKUN KONTROLÜ VE İYİLEŞTİRİLMESİ ÖZET Bu çalışmada, Anahtarlamah Relüktans Motorların (ARM) kontrol edilmesinde gereksinim duyulan motora ait önemli parametrelerin yapay sinir ağlan ve bulanık sonuç çıkarım sistemleri ile kestirimi ve motorun magnetik devresinde birtakım değişiklikler yapılarak motora ait tork dalgalanmasının iyileştirilmesi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen simülasyon sonuçlan beklenen değerlerle karşılaştınlmış ve grafiksel olarak gösterilmiştir. Tork dalgalanmasının azaltılması için gerçeklenen motor yapılan sonlu elemanlar yöntemi ile analiz edilmiş ve klasik 6/4 motor ile gerçeklenen yapılar arasındaki tork dalgalanması oranlan karşılaştmlmıştır. Anahtarlamah Relüktans Motorlar, yapılannın basitliği, kullanım kolaylıklan ve maliyetlerinin düşük olması sebebiyle gün geçtikçe kullanım alanlan artmakta olan basit elektrik makinalandır. Motorun çalışma prensibi relüktans kuvvetine dayanmakta ve serbest hareketli, çıkık yapılı rotorun, bulunduğu magnetik devre içerisindeki akının, en kolay yol bulabileceği en küçük relüktans konumuna kadar kuvvet uygulanarak çekilmesi şeklinde gerçekleşmektedir. Birçok avantaja sahip olmalanna karşın, konum sensörü gerektirmeleri ve tork dalgalanmalarının yüksek olması, ARM' nin kullanım alanlarını kısıtlayan en önemli sebeplerdendir. Literatürde bu amaçla birçok çalışma gerçekleştirilmiş ve bu kısıtlamalar aşılmaya çalışılmıştır. Özellikle bilgisayar teknolojisindeki gelişmeler, yapılan bu çalışmaların yapay zeka tekniklerini de içermesine olanak sağlamıştır. Bunun yanında motor performansının analiz edilmesinde gerçek değerlere yakın değerler verebilen sonlu elemanlar analizi de günümüzde sıkça bu amaçla bu alanda kullamlmaktadır. Dolayısıyla sunulan bu çalışmada, sözü edilen iki dezavantaj mIV elimine edilmesine çalışılmış ve bunun için yapay sinir ağlan, bulanık sistemler ve sonlu elemanlar metodlanndan yararlanılmıştır. Çalışmada, Bölüm I ve Bölüm II' de, anahtarlamalı relüktans motorun temel özellikleri ve çalışma prensiplerinden bahsedilmiş ve enerji dönüşümü üzerinde durulmuştur. Bölüm III' de, motora ait elektromagnetik karakteristiklerin elde edilmesinde kullanılan yöntemlerden bahsedilmiştir. Bölüm IV de, yapay sinir ağlan ve bulanık sistemler temel olarak tanımlanırken Bölüm V de elde edilen simülasyon sonuçlarına yer verilmiştir. Son bölüm olan Bölüm VI' da ise elde edilen sonuçlar kısaca özetlenmiş ve sonuçlara ilişkin bir değerlendirme yapılmıştır. Anahtar Sözcükler : Anahtarlamalı relüktans motor, yapay sinir ağlan, bulanık sistemler, sonlu elemanlar analizi, tork dalgalanması. CONTROLLING AND OPTIMIZING OF TORQUE OF THE SWITCHED RELUCTANCE MOTORS ABSTRACT In this study, predicting parameters which are needed to control of the switched reluctance motor with the use neural networks and fuzzy inference systems and optimizing the torque ripple of the motor by changing magnetic circuit of the motor are realized. The obtained simulation results and real values are compared and shown graphically. Realized motor structures to reduce torque ripple of the motor are analyzed by using finite element analysis and torque ripple rates which are between the classical 6/4 motor and realized models are compared. Switched reluctance motors are simple electrical machines which have application areas increasingly from day to day because of their inexpensiveness and usage easiness. The principle of working of the motor is based on reluctance force and realizes by pulling the rotor which has doubly-salient structure to the least reluctance position where is the easiest and most suitable way to flow flux-linkages. Although switched reluctance motors have many advantages, high torque ripple rate and position sensor needing of the motor limit the application area of the motor. Consequently, many studies are made for this purpose and tried to eliminate these limitations in literature. Especially, developments of the computer technologies allow the use of artificial intelligence techniques in these studies. In addition, finite element analysis which can give very close results to real values is used widely in recent. Consequently, these two disadvantages of the motor are tried to eliminate in this presented study and neural networks, fuzzy systems and finite element analysis methods are used for this purpose.VI In this study, basic features and operating prenciples of the switched reluctance motor are discussed and energy conversion is presented in Chapter I and Chapter II. The methods which are used to obtain electromagnetic characteristics of the motor are presented in Chapter III. While neural networks and fuzzy systems are described in Chapter IV, obtained results are given in Chapter V. In the Chapter VI which is the last section, obtained results are summarized and an evaluation is done about the results. Key Words : Switched Reluctance Motor, artificial neural networks, fuzzy systems, finite element analysis, torque ripple. 137

Günümüzün vazgeçilmez bir parçası haline gelen bilgisayar teknolojisi sayesinde insanlar, bu teknolojiyi her alanda kullanmaya başlamıştır. Bilgisayar programcılığı da birçok farklı alanda olduğu gibi, insan sağlığı konusunda da büyük bir ilerleme kaydetmiştir. İnternet'in de insanlar arasında hızla kullanılmaya başlaması sayesinde; bu teknolojiyi kullananlar evlerinden, ofislerinden, seyehat esnasında veya tatillerinde tüm ihtiyaçlarını birkaç tuşa basarak çok hızlı bir şekilde karşılayabilmektedirler. Bilgisayar dünyasındaki bu gelişmeler, bir hastanede kullanılan dokümanların, tüm hastaneler ve kurumlar tarafından ulaşılabilir olmasına yardımcı olmuştur. Dokümantasyon için gerekli evrak sarfiyatını minimuma indirmiş, hasta verilerinin direkt olarak sayısallaştırılmasını sağlamıştır. Bu çalışmada, bir hastanede kullanılabilecek hasta dokümantasyonu gerçekleştiren, internet sayesinde hastane içi ve hastaneler arası iletişimi sağlayan, doktor randevularını takip edebilen, bölgesel ve ülke düzeyinde hasta profillerini analiz edebilen, bir bilgisayar programı gerçekleştirilmeye çalışılmıştır. Bu program rapor alabilme ve yazıcıdan çıktı alabilme kabiliyetine de sahiptir. Anahtar Sözcükler : Hastane, otomasyon, istatistik Thanks to the computer technology, the most necessary and important part of the present day, human beings have been starting to use this technology in almost all fields. As in many different areas, computer programming has also been getting great developments in the field of human health. Due to the fact that internet has widely been used among people, those who use the technology from their houses, offices or during their journeys and holidays, serve their needs by pushing a few keys. These developments in the computer world have ensured the documents used in hospitals reachable by hospitals and institutions. Moreover they have minimized the necessary expenses of documents for documentation and have directly changed data of a patient to digital form. In this study, a computer program `certifiying the patient documentation to be used, providing communication with in a hospital and among hospitals via internet, analysing the profiles of a patient in regional or national levels is tried to be covered. Additionaly, this program has the capability of taking print and report. Keywords : Hospital, automation, istatistics 52

ÖZET Bu çalışmada, birçok endüstriyel alanda ihtiyaç duyulan pozisyon kontrol sistemleri incelenmiş ve tek eksenli pozisyon kontrol sistemi gerçekleştirilmiştir. Tek eksenli pozisyon kontrol sistemi PLC ve SCADA ile kontrol edilmektedir. Çalışmanın ilk bölümünde, pozisyon kontrol için gerekli olan programlanabilir lojik kontrolör incelenmiştir. İkinci bölümde, pozisyon kontrol sistemlerinde kullanılan motor ve sürücüler anlatılmıştır. Pozisyon kontrol sisemleri, daha çok servomotor ve step motor kullanılarak gerçekleştirildiği için bu motorlar üzerinde daha çok durulmuştur. Üçüncü bölümde ise, pozisyon geribesleme elemanları tanıtılmıştır. Dördüncü bölümde, veri tabanlı gözetleme ve kontrol sistemi açıklanmıştır. Beşinci bölümde, açık ve kapalı çevrim pozisyon kontrol tipleri anlatılmıştır. Tek eksenli kapalı-çevrim pozisyon kontrol sistemi tasarlanmış ve tasarlanan bu sistem PLC ve SCADA kullanılarak pratik olarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın sonunda çok eksenli pozisyon kontrol sistemlerinin gerçekleştirilmesi için önerilerde bulunulmuştur. Son bölümde ise; elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. VI ABSTRACT In this study, position control systems required on many industrial areas have been investigated and single axis control system has been designed. The single axis position control system is controlled by Programmable Logic Controller (PLC) and SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). In the first chapter of this study, PLC required for position control has been examined. In the second chapter, motors and drivers used in position control systems have been explained. Due to wide use of servo and step motors in position control systems, they have been examined in detail in this chapter. In the third chapter, position feedback components have been introduced. Supervisory control and data acquisition has been explained in the chapter four. Open loop and close loop position control types have been stated in the fifth chapter. Also, a closed loop position control system has been designed and it has been practically designed by using PLC and SCADA. At the end of the study, some suggestions have been done to design, multi-axis position control systems. In the last chapter the results obtained were discussed. 56

ÖZET Bu tez çalışmasında, yüksek hızlı trenlerde tahrik gücü olarak kullanılan Lineer îndüksiyon Motorları ( Linear Induction Motor, LIM ) çeşitli yönleri ile incelenmiştir. Konu temel olarak, LIM teorisi ve çeşitli ülkelerdeki uygulamaları olmak üzere iki bölümde ele alınarak, ülkemizdeki uygulamalar da araştırılmıştır. LIM teorisinde, LIM tipleri, hava aralığı denklemlerinin Bir Boyutlu Analiz metoduyla çözümü ve hava aralığındaki magnetik alana etki eden parametreler detaylı olarak incelenmiştir. Yine bu bölümde, sadece lineer motorlarda ortaya çıkan ve Uç Etkisi olarak adlandırılan çok önemli bir problem de ayrıntılı bir şekilde anlatılmıştır.Bu bölümün sonunda LIMlu çeşitli uygulamalar tanıtılarak, örnek bir test aracı ele alınmış ve bu aracın güç kaynağı ile fren sisteminden bahsedilmiştir. Tezin son bölümünde ise, çeşitli ülkelerdeki LIM'lu hızlı tren sistemleri, halen yürütülmekte olan projeler ve ülkemizde konu ile ilgili yapılan çalışmalar geniş bir şekilde ele alınmıştır. VI ABSTRACT In this thesis, Linear Induction Motors (LIM), which are used as the propulsion force in high speed trains, are studied in various aspects. The subject is fiindamentally treated in two parts, as LIM theory and its applications in our country. In LIM theory, LIM types, solution of air gap equations by one-dimensional analysis method and parameters influencing the magnetic field in the air gap are discussed in detail. In this chapter an important problem called the End Effect and encountered only in linear motors is also explained in detail. At the end of this chapter, several applications of LIM are presented, a sample test vehicle considered and, its power supply and brake system are mentioned. In the last section of the thesis, examples from LIM based high speed train system in various countries, continuing projects and activities related to the subject in our country are investigated. 104

ÖZET Bu çalışmada, fırçasız de motorların yapısı, karakteristiği, çalışma yöntemleri, hız kontrolü teorik ve uygulamalı olarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde, elektrik motorları kontrolünün gerekliliğinden bahsedilmiş ve elektrik motorlarının genel sınıflandırılması yapılarak fırçasız de motorlarla diğer motor grupları karşılaştırmıştır. İkinci bölümde, fırçasız de motorun karakteristiği, yapısı ve komutasyon sistemleri incelenmiştir. Üçüncü bölümde, fırçasız de motorun çalışma yöntemleri incelenmiştir. Dördüncü bölümde ise fırçasız de motorda hız-tork kontrolü ve güç devresi teorik ve uygulamalı olarak çalışılmıştır. Son bölümde de sonuçlar değerlendirilmiştir. VI ABSTRACT In this study, the fundamental structure, driving principles and speed control of brushless dc motors have been studied theoretically and practically. In the first part, the necessities of the control of electrical machines have been mentioned and general classification of electric motors has been made and also brushless dc motors have been compared with other electrical motor groups. In the second part, characteristic and fundamental structure of brushless dc motors and commutation systems have been examined. Third part presented the driving principles of brushless dc motors. In the fourth part, speed control, tork and power circuit of brushless dc motors have been studied theoretically and practically In the concluding chapter, the results are summarized. 55