UÇAK STARTER-GENERATÖR OLARAK ÇALIŞAN BEŞ FAZLI İÇTEN MIKNATISLI SENKRON MAKİNANIN ÇİFT İNVERTER HATA TOLERANS KONTROLÜ

Abstract

Son yıllarda, fosil yakıtların çevreye verdiği zarar, fosil yakıtların azalması, yakıt maliyetlerindeki artış, otomatik güç kontrolüne ve daha verimli sistemlere olan ihtiyaç gibi nedenlerle elektrikli ulaşım araçlarına olan ilgi artmaktadır. Havacılık sektöründe de yüksek maliyetleri, boyutları ve ağırlıkları nedeniyle tamamen elektrikli uçaklardan ziyade, elektrik enerjisinin daha yaygın kullanıldığı ve bilim dünyasının More Elektrik Aircraft olarak isimlendirdiği, uçaklar yoğun ilgi görmektedir. Bu uçaklarda hidrolik, pnömatik, mekanik sistemler yerini elektrik enerjisi ile çalışan sistemlere bırakmıştır. Yapısı karmaşık, ağır, sürekli bakım gerektiren ve iki farklı sistemden oluşan geleneksel uçaklardaki starter ve generatör sistemi yerine, tek bir sürücü ile kontrol edilen, bir elektrik makinasından oluşan, Starter-Generatör (SG) sistemi bu tür uçaklarda kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada, beş fazlı İçten Mıknatıslı Senkron Makine (İMSM), beş faz Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyonu (UVDGM) ile kontrol edilen SG sürücüsü, tüm süreci yöneten SG kontrol birimi Matlab /Simscape Tollbox ile modellenmiştir. Beş fazlı İMSM'nin SG olarak kullanıldığı sistemin, Starter Modu ve Generatör Modu olmak üzere iki çalışma modunda kontrolü gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçları, önerilen SG sisteminin elektrik enerjisinin daha yaygın kullanıldığı ve Yüksek Gerilim DA Güç Sistemi'ne sahip yeni nesil uçaklarda kullanılabileceğini göstermiştir.

In recent years, interest in electric transportation vehicles has been increasing due to reasons such as the damage caused by fossil fuels to the environment, the decrease in fossil fuels, the increase in fuel costs, the need for automatic power control and more efficient systems. In the aviation industry, planes in which electrical energy is used more widely and called More Electric Aircraft by the scientific world attract great attention rather than fully electric planes, due to their high costs, sizes and weight. In these aircraft, hydraulic, pneumatic and mechanical systems have been replaced by systems powered by electrical energy. Instead of the starter and generator system in traditional aircraft, which is complex in structure, heavy, requires constant maintenance and consists of two different systems, the Starter-Generator (SG) system has begun to be used in such aircraft, which consists of an electrical machine controlled by a single driver. In this study, five-phase Internal Magnet Synchronous Machine (IMSM), SG driver controlled by five-phase Space Vector Pulse Width Modulation (UVDGM), and SG control unit that manages the entire process are modeled with Matlab / Simscape Tollbox. The system, in which five-phase IMSM was used as SG, was controlled in two operating modes: Starter Mode and Generator Mode. Simulation results showed that the proposed SG system can be used in new generation aircraft where electrical energy is used more widely and has High Voltage DC Power System.