Çoklu Motor Senkronizasyon Kontrol Yöntemlerinin Sistem Tanımlama İle Modellenmesi Ve Deneysel Karşılaştırılması
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Akdeniz Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2026
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: SELMA NİLAY ŞAVKLIYILDIZ
Danışman: Övünç Polat
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Endüstriyel otomasyon sistemlerinde yüksek güç yoğunluğu, verimlilik ve hassasiyet gereksinimleri, sabit mıknatıslı senkron motorların (SMSM) kullanımını yaygınlaştırmıştır. Tek bir motorun güç veya tork limitlerinin yetersiz kaldığı sistemlerde,ortak bir yükü süren çoklu motor yapılarına ihtiyaç duyulmaktadır. Ancak, motorların ortak bir şafta rijit (esnek olmayan) bir şekilde bağlandığı bu yapılarda; üretim toleransları, elektriksel parametre farklılıkları ve mekanik kısıtlar nedeniyle motorlar arasında yük paylaşımı dengesizlikleri, senkronizasyon problemleri gibi uyumsuzluklar ortaya çıkmaktadır. Bu durum, sistemde aşırı ısınmaya, verim kaybına ve mekanik bileşenlerin ömrünün azalmasına neden olmaktadır. Literatürde bu problemleri aşmak için sıklıkla başvurulan lider-takipçi gibi geleneksel yöntemler ise, hatanın sistem geneline yayılması ve motorlar arası karşılıklı bilgi paylaşımının eksikliği nedeniyle yetersiz kalabilmektedir. Bu tezin temel amacı, rijit bağlı çoklu motor sistemlerinde tork yarışı problemini bastıran, yük paylaşımını dengeleyen ve yüksek hassasiyetli hız senkronizasyonu sağlayan dağıtık bir kontrol stratejisi geliştirmektir. Teorik yaklaşımları doğrulamak amacıyla, üç adet SMSM'nin 1:1 dişli oranıyla ortak bir şafta bağlandığı özel bir deney düzeneği geliştirilmiştir. Bu düzenek; motor sürücü ve kontrol kartları, pozisyon sensörü, tork sensörü ve ayarlanabilir yük profilleri oluşturabilen bir fren mekanizmasından oluşmaktadır. Kontrol mimarisi olarak, tek bir merkezi işlemci yerine, her motorun kendi bağımsız sürücüsüne ve yerel kontrolcüsüne sahip olduğu, bu sayede modülerliği artıran ve işlem yükünü dağıtan CAN-BUS haberleşme tabanlı bir yapı tercih edilmiştir. Metot olarak, Alan Yönelimli Kontrol altyapısı üzerine inşa edilen ve motorların birbirlerinin durumunu gözeterek referanslarını güncellediği "Multilateral" (çok taraflı) kontrol yaklaşımı uygulanmıştır. Mekanik şokları önlemek adına S-eğrisi tabanlı yörünge planlaması sisteme entegre edilmiştir. Ayrıca, kontrol algoritmalarının başarısını artırmak ve sistem dinamiklerini doğru analiz edebilmek amacıyla kara kutu yöntemi ile sistem tanımlama çalışmaları gerçekleştirilmiş ve elde edilen matematiksel modeller MATLAB/Simulink simülasyon ortamında doğrulanmıştır. Tez çalışmasında; Paralel Kontrol, Tork-Takipçi ve önerilen Multilateral Kontrol yöntemleri boşta, yük altında ve farklı hızlarda karşılaştırmalı olarak test edilmiştir. Deney sonuçları, Paralel Kontrol yönteminin yük paylaşımında yetersiz kaldığını ve ciddi tork dengesizliklerine yol açtığını göstermiştir. Tork-Takipçi yöntemi ile gerçekleştirilen karşılaştırmalı analizlerde, önerilen Multilateral Kontrol yapısının hem yüksek hem de düşük hızlarda, özellikle sabit hız ve yük altında daha kararlı bir hız senkronizasyonu sağladığı belirlenmiştir. Tork senkronizasyonu açısından ise her iki yöntemin birbirine oldukça yakın sonuçlar ürettiği görülmüş ve bu sayede Multilateral yapısının tork dengesinden ödün vermeden hız hatasını minimize edebildiği görülmüştür. Elde edilen bulgular, önerilen dağıtık ve Multilateral kontrol mimarisinin, tork yarışını ve senkronizasyon hatalarını engellemede etkin olduğunu, endüstriyel ölçekli çoklu motor uygulamaları için ölçeklenebilir bir çözüm sunduğunu ortaya koymaktadır.