TR-Dizin İndeksli Yayınlar Koleksiyonu
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/20.500.12573/396
Browse
7 results
Search Results
Research Project Dalgıç Pompa Uygulamaları için Doğrudan Yol Vermeli Senkron Relüktans Motorunun Tasarım Optimizasyonu ve Gerçeklemesi(2023) Tekgun, Burak; Tekgün, Didem; Alan, IrfanGünümüzde doğal kaynakların korunması ve enerji maliyetlerinin düşürülmesi için enerji kayıplarının azaltılması ortak bir amaç olarak görülmektedir. Elektrik tahrik sistemlerinin küresel enerji tüketiminin yaklaşık %40?ını oluşturduğu düşünüldüğünde elektrik makinalarının verimlerinin artırılması ile sağlanacak avantajların hem ülke bazında hem de evrensel olarak büyük bir öneme sahip olduğu görülmektedir. Uygulama odaklı olarak bakıldığında yer altından su, petrol vb. çıkarmakta kullanılan pompa motorlarının endüstride kullanılmakta olan motorlar arasında oldukça büyük bir paya sahip olduğu görülmektedir. Özellikle dalgıç pompa uygulamalarında kullanılmakta olan pompa motorları gerek motor tasarım hatalarından, gerekse de yanlış motor-pompa konfigürasyonları seçiminden kaynaklanan hatalar nedeniyle çok düşük verimlerle çalışmaktadır. Sağlamlık, ucuzluk ve doğrudan yol verme gibi özelliklerinden dolayı pompa uygulamalarında genellikle indüksiyon motorları (İM) tercih edilmektedir. Fakat İM?lerin en büyük sorunu özellikle küçük ve orta güçte düşük enerji verimi ile çalışmalarıdır. Doğrudan yol vermeli sürekli mıknatıslı motorlar (DY-SMSM) yüksek güç yoğunluğuna sahip olmaları sebebiyle verimi yükseltmek adına İM?lere uygun bir alternatiftir. Fakat bu makinalarda doğrudan yol verme esnasında mıknatısların demagnetizasyonu ve en önemlisi doğada nadir bulunan mıknatısların kullanımından kaynaklı yüksek maliyet ve dışa bağımlılık sorunları araştırmacıları bu makinalara yeni bir alternatif arayışı içine itmektedir. Bu doğrultuda hem doğrudan yol verme özelliği hem de mıknatıs içermeyen yapısı ile doğrudan yol vermeli senkron relüktans motorlar (DY-SenRM) İM?lere uygun bir alternatif olarak karşımıza çıkmaktadır. En basit tanımla bu tip motorlar çalışma prensibi bakımından relüktans motor ve İM?nin bir kombinasyonudur. DY-SenRM?de makinanın rotoruna uygun şekilde gömülen rotor barları ile doğrudan yol verme özelliği kazandırılırken, İM?lerin aksine rotor bakır kayıpları sürekli rejimde sıfıra indirilmektedir. Dahası SenRM?ler İM?lere kıyasla daha yüksek güç ve moment yoğunluğuna sahiptir. SenRM?lerin dezavantajlarına bakıldığında düşük güç faktörü ile çalışma ve rotordaki açıklıklardan kaynaklı yapısal entegrasyon problemleri göze çarpmaktadır. Bu problemler tasarım aşamasında iyi incelenip gerekli önlemler alınmalıdır. Gerekli olduğu durumlarda nadir element bulundurmayan mıknatısların kullanımı güç faktörü sorununu ortadan kaldırdığı gibi verimi de artırmaktadır. Bu projede dalgıç pompaları için 4 kW gücünde DY-SenRM tasarımı üzerine çalışılacaktır. Özellikle sulama amaçlı üretilen yer altı pompa sistemlerinde en çok tercih edilen 6 inç çapındaki dalgıç pompalarına uygun, yüksek verimli 4 kW gücünde bir DY-SenRM?nin tasarım optimizasyonunun yapılması ve gerçeklemesi amaçlanmaktadır. Optimizasyon algoritması olarak çoklu amaç diferansiyel evrim algoritması, benzerlerine göre öne çıkan hızlı yakınsama ve doğru sonuçlara ulaşma özellikleri göz önüne alınarak seçilmiştir. Tasarlanacak DY-SenRM?nin geçici rejim performansı, senkronize olabilme yeteneği, senkron çalışma performansı ve boyutu optimizasyonda göz önüne alınacak metriklerdir. Bu çalışmanın başarıyla sonuçlanması ile DY-SenRM?nin sadece pompa uygulamaları değil, diğer sabit hız uygulamalarında da düşük verimli İM?lerin yerini alması; dolayısıyla düşük maliyetli, yüksek verimli motor teknolojisinin yaygın hale gelmesi ön görülmektedir.Research Project Alçaltıcı/Yükseltici DC/DC/AC Eviricilerle Yüksek Performanslı Anahtarlamalı Relüktans Motoru Sürücü Sistemi Tasarımı ve Gerçeklemesi(2021) Yasa, Yusuf; Boynuegrı, Alı Rıfat; Tekgun, Burak; Alan, IrfanDespite the fact that the switched reluctance machines (SRM) were invented in the mid-1800s, their potential was not realized until the invention of power semiconductor switches in the 1960s. Starting with the invention and development of the semiconductor technology, SRMs became widespread in industrial applications. Their simple structure, low manufacturing cost, and ruggedness made them a viable solution for many applications. Traditionally, an SRM is driven with the drives that two semiconductor switches and two diodes for each phase to process the constant DC bus voltage and excite the phases respectively. The rise and fall time of the phase currents are mainly dependent on the DC bus voltage. This results in a shorter excitation time by considering the current fall time; therefore, torque ripple is increased, and the total torque production is reduced. In this project, the objective is to develop an SRM drive, unlike the conventional SRM drives the proposed SRM drive controls the phase voltages with current controlled DC/DC converters to regulate the required excitation current and change its polarity with a full-bridge inverter. Each phase of the proposed SRM drive is formed as modular single-phase driver that consists of a DC/DC converter and a full-bridge inverter. The main feature that differentiates the proposed drive from the conventional drive is the DC/DC converter that controls the excitation current by bucking and boosting its output voltage. In order to generate positive torque, it is required to rapidly bring the phase current to zero just before the complete alignment of the rotor and stator poles by applying negative voltage. In this case, the full bridge inverter changes its polarity and DC/DC converter`s output value is boosted to bring the current to zero in the fastest way. Therefore, not only the machine performance is improved. Moreover, the switching loss is reduced by having high frequency switching only on the DC/DC converter stage, which will increase the total efficiency of the system. It is foreseen that the proposed SRM drive will lead to the possible AC motor drive and renewable energy developments, which will reduce the downtime significantly and support sustainability.Article Modeling and Simulation of Dynamic Energy Management Systems for Smart Buildings(TÜBİTAK, 2025-11-25) Ozel, O.; Rıfat Boynueğrİ, A.; Yigit, H.; Tekgun, B.; Boynuegri, Ali RifatThis study presents a dynamic energy management system tailored for smart residential buildings, integrating thermal and electrical models to achieve both natural gas and electricity bill cost reduction. By harnessing wind and solar energy sources, the system aims to meet the diverse energy needs of modern homes. Through load shifting and thermal storage strategies, known as power-to-heat (P2H) approaches, the system ensures efficient renewable energy utilization while maintaining resident comfort. Validation of the proposed system was conducted using real-world data from the Yıldız Technical University Smart Home Laboratory, demonstrating its practical applicability and effectiveness. Results indicate significant reductions in both natural gas and electricity consumption, leading to substantial cost savings. Specifically, the proposed system reduced natural gas consumption by 3.79% and electricity consumption by 35.62%, highlighting its potential to enhance energy efficiency and sustainability in residential settings. © This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.Research Project Mikroşebeke Dizaynı Geliştirilmesi ve Gösterimi(2020) Alboyacı, Bora; Önen, Ahmet; Alan, İrfan3D Micro-gridResearch Project Alçaltıcı/Yükseltici Dc/Dc/Ac Eviricilerle YüksekPerformanslı Anahtarlamalı Relüktans Motoru Sürücü Sistemi Tasarımı Ve Gerçeklemesi(2021) Yasa, Yusuf; Boynuegrı, Alı Rıfat; Tekgun, Burak; Alan, IrfanProjede önerilen ARM sürücüsü her bir fazı bir DC/DC dönüştürücü ve bir tam-köprü evirici içeren modüler yapıda sürücülerden oluşmaktadır. Önerilen sürücü yapısını geleneksel ARM topolojilerinden ayıran özelliği DC/DC dönüştürücü devresinin proje kapsamında geliştirilecek kontrol algoritmasıyla kontrol edilmesidir. Geliştirilecek algoritma sayesinde, makinanın faz sargılarının ihtiyaç duyduğu akım dalga şekli DC/DC dönüştürücü ile sağlanabilmektedir. Tork üretiminin pozitif olabilmesi için stator ve rotor kutuplarının tam hizalandığı andan kısa bir süre önce negatif gerilim uygulanarak, faz akımının hızlı bir şekilde kesilmesi gerekmektedir. Bu durumda ise gerilim önerilen devredeki tam-köprü devresi yardımıyla tersine çevrilerek ve DC/DC dönüştürücünün çıkış gerilimi en yüksek seviyesine getirilerek, akımın hızlı şekilde sıfıra inmesi sağlanacaktır. Böylelikle, önerilen yöntem sayesinde makinanın performansının artacağı, tork salınımının minimuma ineceği ve sadece DC/DC çevirici katında yüksek frekanslı anahtarlama olduğundan anahtarlama kayıplarının azalmasıyla, yüksek verimin sağlanacağı öngörülmektedir. Proje; • Tek fazlı sürücülerin ihtiyaç duyulan güç değerine göre tasarımının yapılmasını, • Sürücülerin donanımlarının geniş bant aralıklı yarıiletken anahtarlar ile gerçeklemesini, • Motorun faz sayısı kadar tek fazlı sürücünün birlikte çalıştırılabilmesi için kontrol algoritmasının geliştirilmesini, • Bir anahtarlamalı relüktans motorunun geliştirilen kontrol algoritması ile yüksek performanslı kontrolünün yapılmasını, hedeflemektedir. Önerilen ARM sürücü sisteminin özgün değer ve özgün katkı sağlayacak özelliklerini şu şekilde sıralayabiliriz. • Motor sargılarına uygulanan gerilimin yükseltilebilir olması faz akımının kontrolünü hızlandırarak açma kapama anlarında akımın daha hızlı yükselmesine ve sıfıra inmesine olanak sağlamaktadır. Dolayısıyla, fazlar arasındaki komütasyon esnasında meydana gelen yüksek tork salınımlarının azaltılması ve ortalama torkun artırılması mümkün olmaktadır. • Sabit DC giriş voltajı ile ulaşılabilecek en yüksek hız değeri, önerilen sürücünün giriş geriliminden daha yüksek gerilimleri çıkışında üretebilmesinden dolayı artacaktır. Böylece motor daha geniş bir hız aralığında çalışabilecektir. • Önerilen sürücü geleneksel sürücüden daha verimli çalıştığından motorun tork-hız-verimlilik grafiğinde yüksek verim elde edilen alan genişleyecektir. Böylece ARM sürücü, daha geniş bir çalışma aralığında yüksek verime ulaşacaktır.Research Project Dalgıç Pompa Uygulamaları İçin Doğrudan Yol Vermeli Senkron Relüktans Motorunun Tasarım Optimizasyonu ve Gerçeklemesi(2023) Tekgun, Burak; Tekgün, Didem; Alan, IrfanGünümüzde doğal kaynakların korunması ve enerji maliyetlerinin düşürülmesi için enerji kayıplarının azaltılması ortak bir amaç olarak görülmektedir. Elektrik tahrik sistemlerinin küresel enerji tüketiminin yaklaşık %40?ını oluşturduğu düşünüldüğünde elektrik makinalarının verimlerinin artırılması ile sağlanacak avantajların hem ülke bazında hem de evrensel olarak büyük bir öneme sahip olduğu görülmektedir. Uygulama odaklı olarak bakıldığında yer altından su, petrol vb. çıkarmakta kullanılan pompa motorlarının endüstride kullanılmakta olan motorlar arasında oldukça büyük bir paya sahip olduğu görülmektedir. Özellikle dalgıç pompa uygulamalarında kullanılmakta olan pompa motorları gerek motor tasarım hatalarından, gerekse de yanlış motor-pompa konfigürasyonları seçiminden kaynaklanan hatalar nedeniyle çok düşük verimlerle çalışmaktadır. Sağlamlık, ucuzluk ve doğrudan yol verme gibi özelliklerinden dolayı pompa uygulamalarında genellikle indüksiyon motorları (İM) tercih edilmektedir. Fakat İM?lerin en büyük sorunu özellikle küçük ve orta güçte düşük enerji verimi ile çalışmalarıdır. Doğrudan yol vermeli sürekli mıknatıslı motorlar (DY-SMSM) yüksek güç yoğunluğuna sahip olmaları sebebiyle verimi yükseltmek adına İM?lere uygun bir alternatiftir. Fakat bu makinalarda doğrudan yol verme esnasında mıknatısların demagnetizasyonu ve en önemlisi doğada nadir bulunan mıknatısların kullanımından kaynaklı yüksek maliyet ve dışa bağımlılık sorunları araştırmacıları bu makinalara yeni bir alternatif arayışı içine itmektedir. Bu doğrultuda hem doğrudan yol verme özelliği hem de mıknatıs içermeyen yapısı ile doğrudan yol vermeli senkron relüktans motorlar (DY-SenRM) İM?lere uygun bir alternatif olarak karşımıza çıkmaktadır. En basit tanımla bu tip motorlar çalışma prensibi bakımından relüktans motor ve İM?nin bir kombinasyonudur. DY-SenRM?de makinanın rotoruna uygun şekilde gömülen rotor barları ile doğrudan yol verme özelliği kazandırılırken, İM?lerin aksine rotor bakır kayıpları sürekli rejimde sıfıra indirilmektedir. Dahası SenRM?ler İM?lere kıyasla daha yüksek güç ve moment yoğunluğuna sahiptir. SenRM?lerin dezavantajlarına bakıldığında düşük güç faktörü ile çalışma ve rotordaki açıklıklardan kaynaklı yapısal entegrasyon problemleri göze çarpmaktadır. Bu problemler tasarım aşamasında iyi incelenip gerekli önlemler alınmalıdır. Gerekli olduğu durumlarda nadir element bulundurmayan mıknatısların kullanımı güç faktörü sorununu ortadan kaldırdığı gibi verimi de artırmaktadır. Bu projede dalgıç pompaları için 4 kW gücünde DY-SenRM tasarımı üzerine çalışılacaktır. Özellikle sulama amaçlı üretilen yer altı pompa sistemlerinde en çok tercih edilen 6 inç çapındaki dalgıç pompalarına uygun, yüksek verimli 4 kW gücünde bir DY-SenRM?nin tasarım optimizasyonunun yapılması ve gerçeklemesi amaçlanmaktadır. Optimizasyon algoritması olarak çoklu amaç diferansiyel evrim algoritması, benzerlerine göre öne çıkan hızlı yakınsama ve doğru sonuçlara ulaşma özellikleri göz önüne alınarak seçilmiştir. Tasarlanacak DY-SenRM?nin geçici rejim performansı, senkronize olabilme yeteneği, senkron çalışma performansı ve boyutu optimizasyonda göz önüne alınacak metriklerdir. Bu çalışmanın başarıyla sonuçlanması ile DY-SenRM?nin sadece pompa uygulamaları değil, diğer sabit hız uygulamalarında da düşük verimli İM?lerin yerini alması; dolayısıyla düşük maliyetli, yüksek verimli motor teknolojisinin yaygın hale gelmesi ön görülmektedir.Article Thermal Stresses in SOFC Stacks: The Role of Mismatch Among Thermal Conductivity of Adjacent Components(Tubitak Scientific & Technological Research Council Turkey, 2021-06-30) Aydin, Ozgur; Matsumoto, Go; Shiratori, YusukeGenerating power from renewable biogas in solid oxide fuel cells (SOFCs) is an environment-friendly, efficient, and promising energy conversion process. Biogas can be used in SOFCs via a reforming process for which dry reforming is more suitable as the reforming agent exists in the biogas mixture. Biogas can be directly reformed to H-2 -rich fuel stream in the anode chamber of a SOFC by the heat released during power generation. Exploiting the heat and water produced in the SOFC for internal reforming of biogas makes the energy conversion process very efficient; however, various challenges are reported. Thus, indirect internal reforming is opted for which a separate reforming domain is required. In an indirect internal reformer operating at usual conditions, dry reforming rate is quite high in the inlet and it decreases steeply toward the fuel outlet. Great temperature gradients develop over the reformer, since the dry reforming reaction is strongly endothermic. The abruptly varying rate of the reforming reaction affects the temperature fields in the adjacent components of SOFC and hence intolerable thermal stresses emerge on the SOFC components. In our preceding study, we graded the reforming domain, homogenized the temperature profile over the reforming domain, and executed performance and durability experiments. However, most of the experiments failed due to fracturing SOFC components hinting at existence of thermal stresses. In that study, we focused on minimizing the temperature gradients within the reforming domain; namely, we neglected the other processes. To eliminate the thermal stresses, we modeled the entire module of SOFC equipped with a reformer featuring a graded reforming domain. We found that the mismatch between the thermal conductivities of the adjacent module components is the major reason for the thermal stresses. When the mismatch is eliminated, thermal stresses disappear even if the reforming domain is not graded.