Günümüzde, giderek yaygýnlaþan elektrikli araçlarýn en büyük sorunlarýndan biri menzillerinin sýnýrlý olmasýdýr. Batarya kapasitesinin arttýrýlmasý, aracýn aðýrlýðýný da arttýrmaktadýr. Devre kayýplarýnýn düþürülmesi ve verimin arttýrýlmasý ile düþük boyutlarda batarya kullanýlmasý veya ayný batarya ile daha fazla yol gidilmesi saðlanmaktadýr. Elektrikli araçlarda, yüksek verim ve hassas kontrolleri sayesinde genellikle daimi mýknatýslý senkron motorlar (DMSM, PMSM) kullanýlýr. Ýnverter, DC elektrikli araç bataryasýnýn çýkýþ gerilimini 3 faza çevirerek elektrik motorunu beslemektedir. Ýnverterde kullanýlan IGBT anahtarlama elemanlarýnýn iletim ve anahtarlama kayýplarý, termal kayýplarýn kaynaðýdýr. PMSM motorlarýn, sinüsoidal kontrol yöntemleri vektörel ve skaler olarak sýnýflandýrýlmaktadýr. Vektörel kontrol yöntemleri, alan yönlendirmeli kontrol (AYK, FOC) ve doðrudan moment kontrol (DMK, DTC) olmak üzere ikiye ayrýlýr. Motorun hýzýný ve konumunu tespit etmek için motor pozisyon sensörü kullanýlýr. Skaler kontrol yöntemi bir motor pozisyon sensörüne ihtiyaç duymazken, vektörel kontrol yöntemlerinde verim ve hassasiyeti arttýrmak için motor pozisyon sensörü kullanma ihtiyacý vardýr. Endüstriyel uygulamalarda, sistem maliyetinin düþürülmesi hedeflenmekte ve pozisyon sensörü yerine çeþitli algoritmalarla motor pozisyonunu tahmin edilmeye çalýþýlmaktadýr. Ancak, bu çözüm her zaman verimli deðildir. Bu sebeple, bu çalýþmada sensörlü kontrol yöntemleri dikkate alýnmýþtýr. Ayný zamanda, aracýn sürüþ verisi için, binek araçlarýn resmi yakýt tasarrufu ve emisyon seviyelerini belirlemek için kullanýlan Uluslararasý Uyumlu Hale Getirilmiþ Hafif Araç Test Prosedürü (WLTP) hýz verisi, inverter kontrolündeki hýz referansý olarak kullanýlmýþtýr. Buna baðlý olarak, alan yönlendirmeli kontrol, doðrudan moment kontrolü ve skaler kontrol yöntemlerinin, elektrikli araç uygulamalarýnda kullanýlan yüksek güçlü inverterlerdeki kayýplarý incelenmiþtir. Bu üç kontrol yöntemi kullanýlarak bir elektrikli araç inverteri üzerinde kayýplar incelenmiþ ve IGBT elemanlarýnýn termal analizi yapýlarak, karþýlaþtýrýlmýþtýr.
Anahtar Kelimeler: Ýnverter Kayýplarý, Alan Yönlendirmeli Kontrol, Doðrudan Moment Kontrolü, Skaler Kontrol, Termal Analiz, PMSM Kontrol Yöntemleri
|
