BLDC motor design and application for light electric vehicle

Abstract

The popularity of electrical vehicles is increasing rapidly in recent years due to energy generation/consumption ratio, transportation costs, decrease in fossil fuel reserves with increasing population as well as the environmental damage caused by fossil fuels. Therefore, Brushless Direct Current (BLDC) Motor design was actualized in the present study for use in electrical vehicles expected to replace the transportation vehicles of today. Firstly, analytical design of the targeted motor was completed after which the Finite Elements Method was used for modelling. Ansys Maxwell Program is one of the package programs used in FEM. This study was carried out with Ansys Maxwell Electromagnetic Suite version 17.2 . The prototype motor was manufactured after reaching the desired results with Finite Elements Method and experimental studies commenced with the experiment setup prepared in the laboratory environment. Experimental results were compared with electromagnetic results. Finally, the prototype motor was mounted on the ElektroGOP vehicle and it was observed to work without problem at the expected performance during the test drives.

Son yıllarda artan nüfusla birlikte enerji üretim/tüketim oranı, ulaşım giderleri, fosil yakıt rezervlerinin azalması ve fosil yakıtların çevreye verdikleri zararlar gibi başlıca etkenler sebebiyle elektrikli araçların popülaritesi hızlı bir şekilde artmaktadır. Dolasıyla elektrikli araç ve ekipmanları üzerine yapılan çalışmalar da artmaktadır. Bu çalışmada günümüz ulaşım araçlarının yerini alan elektrikli araçlarda kullanılması hedeflenen Fırçasız Doğru Akım Motor (FDAM) tasarımı gerçekleştirilmiştir. Öncelikle hedeflenen motorun analitik tasarımı yapılarak Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) ile modellemesi yapılmıştır. Ansys Maxwell Programı SEY'de kullanılan paket programlardan biridir. Bu çalışma Ansys Maxwell Elektromanyetik Suite 17.2 versiyonu ile gerçekleştirilmiştir. SEY ile hedeflenen sonuçlara ulaşıldıktan sonra motorun protorip üretimi gerçekleştirilmiş ve prototip motorun, laboratuvar ortamında hazırlanan deney düzeneği ile deneysel çalışmaları yapılmıştır. Deneysel sonuçlar elektromanyetik sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Son olarak prototip motor ElektroGOP aracına monte edilmiş ve sürüş denemelerinde motorun hedeflenen performansta ve sorunsuz şekilde çalıştığı görülmüştür.