Bu araştırma, elektrik destekli direksiyon (EPS) sistemlerinde kullanılabilecek ardışık kutuplu sabit mıknatıslı senkron motorların (CP-PMSM) tork dalgalanmasını azaltmak amacıyla rotor üzerindeki kalıcı mıknatıs ve demir kutupların dizilişini yeniden tasarlamaktadır. Geleneksel CP-PMSM yapısında rotor kutuplarından bir polaritenin kalıcı mıknatıs yerine demir kutupla oluşturulması, hava aralığındaki manyetik akı dağılımını asimetrik hâle getirerek özellikle çift mertebeli harmonikleri ve tork dalgalanmasını artırmaktadır. Araştırmacılar bu problemi rotorun eksenel uzunluğunu artırmadan çözmek için N kutbu, S kutbu ve demir kutupları rotor çevresi boyunca farklı biçimlerde yerleştiren simetrik ve asimetrik iki yeni 2D rotor mimarisi önermiştir.

ANSYS Maxwell 2024R1 ile gerçekleştirilen sonlu eleman analizlerinde stator, 8 kutup/12 oluk kombinasyonu, mıknatıs geometrisi, hava aralığı, rotor ve stator boyutları ile çalışma koşulları sabit tutulmuş; esas olarak rotor kutup dizilişi ve demir kutup yay oranı incelenmiştir. Nihai 2D analizde geleneksel CP-PMSM'nin %36,91 olan tork dalgalanması simetrik tasarımda %2,76'ya, asimetrik tasarımda %3,59'a düşmüştür. Buna karşılık ortalama tork 4,43 Nm'den sırasıyla 3,71 ve 3,94 Nm'ye gerilemiştir. Sonuç dolayısıyla yalnızca “daha fazla tork” değil, tork kapasitesi ile tork kalitesi arasındaki tasarım ödünleşimini göstermektedir.

Ek 3D sonlu eleman analizinde eksenel kaçak akı ve uç etkileri hesaba katıldığında mutlak tork dalgalanması değerleri yükselmiştir. Geleneksel yapı %40,8, simetrik tasarım %6,0 ve asimetrik tasarım %7,5 tork dalgalanması vermiştir. Buna rağmen önerilen iki rotor düzeninin geleneksel yapıya göre avantajlı sıralaması korunmuştur. Cogging torku da 192,38 mNm'den simetrik yapıda 54,66 mNm'ye, asimetrik yapıda 34,63 mNm'ye gerilemiştir.

Önerilen kutup düzenleri yalnız tork dalgalanmasını değiştirmemiştir. BEMF toplam harmonik bozulması (THD) geleneksel yapıda %8 iken simetrik modelde %3,2 ve asimetrik modelde %3,6 olarak hesaplanmıştır. Demir kaybı 18,3 W'dan yaklaşık 16,2 W seviyesine, mıknatıs girdap akımı kaybı ise 1,02 W'dan yaklaşık 0,79 W'a gerilemiştir. Dolayısıyla simülasyon sonuçları, daha düzgün manyetik akı dağılımının tork kalitesi ve bazı elektromanyetik kayıp göstergeleri açısından birlikte avantaj sağlayabileceğini göstermektedir.

Türkiye açısından araştırmanın önemi, otomotiv elektrik destekli direksiyon motorlarında titreşim ve tork pulsasyonunu azaltmaya yönelik rotor tasarımının yalnız daha fazla mıknatıs kullanılarak değil, mevcut mıknatıs ve demir kutupların elektromanyetik olarak daha dengeli düzenlenmesiyle de geliştirilebileceğini göstermesidir. Bununla birlikte çalışma fiziksel EPS motor prototipi üzerinde deneysel olarak doğrulanmamıştır. Üretim toleransları, rotor mekanik dayanımı, inverter doğrusal olmayanlıkları, montaj hataları, sıcaklık ve gerçek direksiyon sistemi titreşimleri sonuçları değiştirebileceğinden, bildirilen simülasyon değerleri doğrudan seri üretim performansı olarak kabul edilmemelidir.

EPS motorunda tork dalgalanması neden önemlidir?

Elektrik destekli direksiyon sistemi, sürücünün direksiyon hareketini elektrik motoruyla destekler. Bu nedenle motorun ürettiği torkun yalnız ortalama büyüklüğü değil, dönüş boyunca ne kadar düzgün olduğu da önemlidir. Motordaki periyodik tork değişimleri direksiyon hissine, mekanik titreşime ve akustik gürültüye aktarılabilir.

Araştırmada kullanılan temel motor ailesi kalıcı mıknatıslı senkron motordur. Geleneksel PMSM'lerde rotor kutupları kalıcı mıknatıslarla oluşturulabilirken CP-PMSM yaklaşımında bir polaritedeki mıknatısın yerine rotor demiri kullanılır. Böylece kalıcı mıknatıs miktarının azaltılması hedeflenir.

Ancak bu malzeme avantajının elektromanyetik bir bedeli vardır: mıknatıs kutbu ile demir kutup aynı manyetik davranışı göstermediği için rotor çevresindeki hava aralığı akı yoğunluğu ideal simetrisini kaybeder.

Geleneksel CP-PMSM'deki temel problem nedir?

Geleneksel yapıda kalıcı mıknatıstan çıkan ana manyetik akı statordan geçerek karşı polariteyi oluşturan demir kutup üzerinden rotor çekirdeğine döner. Fakat bir kutup gerçek kalıcı mıknatıs, karşı kutup ise ferromanyetik rotor malzemesi olduğundan iki kutbun oluşturduğu hava aralığı alanı birbirinin tam simetriği değildir.

Çalışmanın hava aralığı akı yoğunluğu karşılaştırması, geleneksel CP-PMSM'nin normal yüzey mıknatıslı PMSM'ye göre özellikle çift mertebeli harmoniklerde daha yüksek içerik oluşturduğunu göstermektedir. Bu harmonikler BEMF dalga biçimini bozar ve elektromanyetik torkta periyodik değişimler meydana getirir.

Araştırmanın temel tasarım yaklaşımı bu nedenle mıknatıs miktarını artırmak değil, rotor çevresindeki N, S ve demir kutup sıralamasını değiştirerek manyetik akı simetrisini iyileştirmektir.

Daha önce kullanılan eksenel çözüm neydi?

Önceki bir yaklaşımda N-CP-PMSM ve S-CP-PMSM rotorları motor ekseni boyunca üst üste birleştirilmiştir. İki yapının çift mertebeli BEMF harmonikleri yaklaşık zıt karakter gösterdiğinden birlikte kullanıldığında bazı harmoniklerin birbirini kısmen iptal etmesi sağlanabilmektedir.

Ancak bunun için iki rotor bölümünün eksenel olarak birleştirilmesi gerekir. Araştırmacılar bu çözümün eksenel kaçak akı oluşturabildiğini, rotorlar arasında ek hava aralığı gerektirdiğini, motorun eksenel uzunluğunu artırabildiğini ve elektromanyetik davranışın değerlendirilmesi için üç boyutlu sonlu eleman analizine ihtiyaç doğurduğunu belirtmektedir.

Yeni çalışmanın hedefi benzer harmonik dengeleme etkisini rotorun eksenel yönünde değil, tek rotorun çevresel kutup dizilişi içinde elde etmektir.

Önerilen rotor mimarisinde ne değişiyor?

Üç motor karşılaştırılmıştır:

• geleneksel CP-PMSM,
• simetrik kutup düzenli CP-PMSM,
• asimetrik kutup düzenli CP-PMSM.

Motorların statoru, oluk ve kutup sayısı, kalıcı mıknatıs biçimi, hava aralığı, yığın uzunluğu ve elektromanyetik çalışma koşulları aynı tutulmuştur. Böylece sonuçlardaki temel farkın rotor kutup düzeninden kaynaklanması amaçlanmıştır.

Simetrik rotor düzeni nasıl çalışıyor?

Simetrik CP-PMSM'de kutuplar yarım mekanik periyot boyunca N kutbu – demir kutup – demir kutup – S kutbu biçiminde düzenlenmektedir. Böylece geleneksel CP-PMSM'den farklı olarak aynı mekanik periyot içerisinde hem N hem S polariteli kalıcı mıknatıslar bulunmaktadır.

Amaç iki farklı polaritenin oluşturduğu alan etkilerini rotor çevresinde daha dengeli dağıtmak ve tek polariteli geleneksel CP-PMSM'nin manyetik asimetrisini azaltmaktır.

Kalıcı mıknatısın ana akısı hava aralığından statora geçip komşu demir kutup üzerinden geri dönmektedir. Ancak çalışmanın akı yolu şemasında, akının bir bölümünün hedeflenen demir kutup yerine başka bir kalıcı mıknatısa yönelerek kaçak akı yolu oluşturabileceği gösterilmektedir.

Neden bölümlendirilmiş rotor kullanılıyor?

Önerilen iki yeni yapıda rotor çekirdeği kutup çiftleri arasında bölümlendirilmiştir. Bunun amacı kalıcı mıknatıs ile komşu kutuplar arasındaki istenmeyen manyetik kaçak yolunu zorlaştırarak ana akının daha büyük bölümünü hava aralığına yönlendirmektir.

Araştırmacılar pratik bir EPS motorunda bu bölümlendirilmiş rotorun mekanik dayanımının manyetik olmayan köprüler veya tutucu kovanlar kullanılarak desteklenebileceğini belirtmektedir. Ancak bu mekanik çözüm çalışmada fiziksel prototip olarak üretilip dayanım testine tabi tutulmamıştır.

Asimetrik rotor düzeninin farkı nedir?

Asimetrik model de N ve S kalıcı mıknatıs kutuplarını demir kutuplarla aynı rotor çevresinde birleştirir; fakat sıralama mekanik periyot boyunca simetrik değildir.

Çalışmanın manyetik akı yolu analizine göre simetrik yapıda iki belirgin kaçak akı yolu bulunurken asimetrik yapıda N kutbundan S kutbuna doğru tek bir temel kaçak yol oluşmaktadır. Asimetrik kutup düzeni böylece simetrik yapıya göre farklı bir hava aralığı alan dağılımı ve farklı tork/harmonik dengesi üretmektedir.

Demir kutup yay oranı neden kritik?

Araştırmacılar rotor tasarımında kalıcı mıknatıs miktarını değiştirmemek amacıyla kalıcı mıknatıs yay oranını sabit tutmuş ve daha düşük maliyetli rotor demirine ait demir kutup yay oranını \(\alpha_{iron}\) ana tasarım değişkeni olarak seçmiştir.

Demir kutup yay oranı bütün modellerde 0,4 ile 0,9 arasında taranmıştır. Kalıcı mıknatıs yay oranı ise 0,8'de sabit tutulmuştur.

\(\alpha_{iron}\) değiştikçe:

• manyetik akının demir kutupta ne kadar yoğunlaştığı,
• kaçak akının büyüklüğü,
• demir kutbun manyetik doyumu,
• tork harmonikleri,
• ortalama tork,
• tork dalgalanması

birlikte değişmektedir.

Neden 0,55 civarı avantajlı bulundu?

Simetrik model ayrıntılı örnek olarak incelenmiştir. \(\alpha_{iron}=0,4\), 0,55 ve 0,9 durumlarının akı yolları ile tork harmonikleri karşılaştırılmıştır.

\(\alpha_{iron}=0,4\) olduğunda yüksek manyetik direnç nedeniyle akı demir kutup üzerinde daha fazla yoğunlaşmaktadır. \(\alpha_{iron}=0,9\) olduğunda komşu demir kutuplar arasındaki kaçak yolun manyetik direnci azalmakta ve daha fazla akı istenmeyen rotaya yönelmektedir.

\(\alpha_{iron}=0,55\) seviyesinde ise çalışma daha düzgün bir akı dağılımı göstermiştir. Tork spektrumunda özellikle baskın üçüncü ve altıncı harmoniklerin bu noktada azaldığı ve ortalama tork korunurken tork dalgalanmasının minimuma yaklaştığı görülmüştür.

Nihai karşılaştırma için seçilen demir kutup yay oranları:

Hava aralığı manyetik alanı nasıl değişti?

Geleneksel CP-PMSM'de manyetik akı demir kutup çevresinde daha yoğun ve asimetrik biçimde dağılmaktadır. Simetrik ve asimetrik modellerde N ve S mıknatısların yeniden dağıtılması, hava aralığı akı yoğunluğunun pozitif ve negatif yarı periyotları arasındaki dengeyi geliştirmiştir.

FFT analizi de yeni yapıların bazı düşük mertebeli harmonikleri baskıladığını göstermiştir. Araştırmada bu durum N-CP-PMSM ve S-CP-PMSM tarafından oluşturulan baskın harmoniklerin yaklaşık zıt faz ilişkisi göstermesiyle açıklanmaktadır.

Yeni rotorlar bu iki kutup tipini tek rotor çevresine dağıttığı için harmoniklerin tamamı değil fakat bir bölümü birbirini iptal edebilmektedir.

BEMF dalga biçimi ne kadar iyileşti?

Daha düşük THD, BEMF dalga biçiminin ideal sinüzoidal şekle daha yakın olduğunu göstermektedir. Her iki yeni rotor kutup düzeni geleneksel CP-PMSM'ye göre daha düşük harmonik bozulma vermiş; simetrik yapı bu ölçütte en düşük değeri sağlamıştır.

Tork dalgalanmasında asıl sonuç nedir?

Nihai 2D sonlu eleman analizinde geleneksel motorun ortalama torku 4,43 Nm ve tork dalgalanması %36,91 olarak hesaplanmıştır.

Simetrik rotor düzeninde ortalama tork 3,71 Nm'ye düşerken tork dalgalanması %2,76'ya gerilemiştir. Asimetrik rotor düzeninde ise ortalama tork 3,94 Nm ve tork dalgalanması %3,59 olmuştur.

Bu sonuçların önemli tarafı, 3D analizde mutlak tork dalgalanmasının 2D tahmininden daha yüksek çıkmasıdır. Eksenel kaçak akı ve uç etkileri dahil edildiğinde 2D modelin mutlak performans rakamlarının aynen korunmadığı görülmektedir. Buna rağmen her iki önerilen rotor tasarımı geleneksel CP-PMSM'den belirgin biçimde daha düşük tork dalgalanması göstermeye devam etmiştir.

Ortalama tork neden düştü?

Geleneksel CP-PMSM, yeni yapılara kıyasla daha düşük kaçak manyetik akıya sahip olduğundan en yüksek ortalama torku üretmiştir. Yeni kutup düzenleri manyetik alan simetrisini ve harmonik davranışını geliştirirken bazı ilave kaçak akı yolları meydana getirmiştir.

Bu nedenle çalışma, yeni rotor düzeninin her elektromanyetik ölçütte üstün olduğunu iddia etmemektedir. Temel sonuç, ortalama torktan belirli ölçüde ödün vererek çok daha düzgün bir tork çıkışı elde edilmesidir.

EPS gibi sürücünün direksiyon üzerinden mekanik geri bildirimi doğrudan hissedebildiği uygulamalarda araştırmacılar tork dalgalanması, titreşim ve cogging torkundaki azalmanın bu ödünleşimi anlamlı hâle getirebileceğini savunmaktadır.

Cogging torku nasıl değişti?

Cogging torku, rotor mıknatıslarının stator oluklarıyla etkileşiminden doğan yüksüz periyodik tork bileşenidir. Çalışmada rotor kutup düzeninin değiştirilmesi cogging torku harmoniklerini de güçlü biçimde değiştirmiştir.

Asimetrik tasarım %3,6 BEMF THD ile simetrik modelden biraz daha yüksek harmonik bozulma göstermesine rağmen en düşük cogging torkuna, 34,63 mNm'ye ulaşmıştır. Bu sonuç da simetrik ve asimetrik mimarilerin farklı performans ölçütlerinde farklı avantajlara sahip olduğunu göstermektedir.

Kayıplar arttı mı?

Araştırmacılar düşük tork dalgalanmasının daha yüksek elektromanyetik kayıp karşılığında elde edilip edilmediğini de kontrol etmiştir.

Her iki önerilen modelde de çalışmanın raporladığı demir ve mıknatıs girdap akımı kayıpları geleneksel modelden daha düşük bulunmuştur. Bu nedenle incelenen elektromanyetik koşullarda tork dalgalanmasının azaltılması bu iki temel kayıp bileşeninin artması pahasına gerçekleşmemiştir.

2D tasarım neden önemli?

Önerilen yapının temel geometrik avantajı N ve S consequent-pole etkilerini rotorun ekseninde iki ayrı motor bölümü olarak üst üste yerleştirmek yerine tek rotor çevresinde birleştirmesidir.

Böylece önceki eksenel birleşim yaklaşımındaki ilave eksenel rotor uzunluğu ve iki rotor arasındaki eksenel hava aralığı gereksiniminin önüne geçilmesi hedeflenmiştir.

Ancak araştırmanın kendisi seçilen modeller üzerinde 3D FEA da yapmıştır. Dolayısıyla “3D analiz gerektirmiyor” ifadesi sonuçların üç boyutlu fiziksel etkilerden tamamen bağımsız olduğu anlamına gelmemelidir. Nitekim 3D sonuçlarda tork ve tork dalgalanması değerlerinin 2D modelden farklı olduğu görülmektedir.

Çalışmanın desteklediği sonuçlar

• Rotor çevresinde N, S ve demir kutupların yeniden düzenlenmesi CP-PMSM'nin hava aralığı manyetik akı simetrisini geliştirebilir.
• Önerilen simetrik ve asimetrik yapılar incelenen modelde BEMF harmonik bozulmasını azaltmıştır.
• 2D FEA'da tork dalgalanması %36,91'den %2,76 ve %3,59'a düşmüştür.
• 3D FEA mutlak değerleri değiştirmiş ancak önerilen yapıların düşük tork dalgalanması eğilimini korumuştur.
• Cogging torku her iki yeni rotor düzeninde geleneksel CP-PMSM'den düşük hesaplanmıştır.
• Demir kaybı ve mıknatıs girdap akımı kaybı önerilen modellerde artmamış, aksine kaynakta daha düşük değerler raporlanmıştır.
• Demir kutup yay oranı, tork ve tork dalgalanması arasındaki dengeyi önemli ölçüde etkilemiştir.
• Simetrik model için \(\alpha_{iron}=0,55\) civarı düşük üçüncü ve altıncı tork harmonikleriyle ilişkilendirilmiştir.

Çalışmanın desteklemediği veya henüz doğrulamadığı sonuçlar

• Önerilen rotorlar fiziksel EPS motor prototipi üzerinde deneysel olarak test edilmemiştir.
• Gerçek araç direksiyon hissi veya sürücü konforu ölçülmemiştir.
• Akustik gürültü için fiziksel ses ölçümü yapılmamıştır.
• Bölümlendirilmiş rotorun mekanik dayanımı deneysel rotor hız testleriyle doğrulanmamıştır.
• Üretim toleranslarının tork dalgalanmasına etkisi nicel olarak ölçülmemiştir.
• İnverter doğrusal olmayanlıkları ve gerçek kontrol sistemi hataları deneysel olarak dahil edilmemiştir.
• Çalışmanın sonuçları farklı kutup/oluk kombinasyonları veya farklı motor boyutları için otomatik olarak geçerli kabul edilemez.
• Yeni yapıların seri üretim maliyeti veya üretilebilirliği nicel bir maliyet çalışmasıyla değerlendirilmemiştir.

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

Sonlu eleman modelinin temel tasarım parametreleri

Karşılaştırmanın rotor kutup düzenine odaklanabilmesi için stator yapısı, kutup/oluk sayısı, kalıcı mıknatıs şekli, hava aralığı uzunluğu, yığın uzunluğu ve analiz koşulları aynı tutulmuştur. Mıknatıs ve demir kutup kalınlıkları da bütün modellerde 3 mm olarak sabitlenmiştir.

Analiz yazılımı ve tasarım yaklaşımı

Elektromanyetik analizler ANSYS Maxwell 2024R1 kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ana tasarım ve parametrik analiz 2D FEA ile yapılmıştır. Nihai seçilen rotorlar ayrıca üç boyutlu FEA ile değerlendirilerek eksenel kaçak akı ve uç etkilerinin sonuç eğilimini değiştirip değiştirmediği kontrol edilmiştir.

Demir kutup yay oranı taraması

Kalıcı mıknatıs yay oranı 0,8'de sabit tutulurken demir kutup yay oranı:

\[ 0,4 \leq \alpha_{iron} \leq 0,9 \]

aralığında değiştirilmiştir.

Parametrik analiz sonrasında tork dalgalanması ile ortalama tork arasındaki denge dikkate alınarak:

• geleneksel model için \(\alpha_{iron}=0,50\),
• simetrik model için \(\alpha_{iron}=0,55\),
• asimetrik model için \(\alpha_{iron}=0,55\)

seçilmiştir.

Tork dalgalanmasının tanımı

Araştırmada tork dalgalanması:

\[ T_{ripple}= \frac{T_{max}-T_{min}}{T_{avg}}\times100\% \]

şeklinde hesaplanmıştır. Burada \(T_{max}\) ve \(T_{min}\) tork dalga biçiminin maksimum ve minimum değerlerini, \(T_{avg}\) ise ortalama elektromanyetik torku temsil eder.

Cogging torkunun tanımı

Tepe-tepe cogging torku:

\[ T_{cogging}=T_{cog,max}-T_{cog,min} \]

ile tanımlanmıştır.

BEMF toplam harmonik bozulması

Geri elektromotor kuvveti dalga biçiminin harmonik bozulması:

\[ THD= \frac{\sqrt{\sum_{n=2}^{\infty}E_n^2}}{E_1} \]

ile değerlendirilmiştir. \(E_1\) temel harmonik genliğini, \(E_n\) ise n'inci harmonik bileşeni temsil eder. Daha düşük THD, BEMF dalga biçiminin sinüs biçimine daha yakın olduğunu ifade eder.

Nihai elektromanyetik performans karşılaştırması

Simetrik ve asimetrik yapı arasında tek bir kazanan var mı?

Sonuçlar tek bir modelin bütün performans ölçütlerinde en iyi olmadığını göstermektedir.

Simetrik tasarım:

• en düşük 2D tork dalgalanmasını vermiştir: %2,76,
• en düşük 3D tork dalgalanmasını vermiştir: %6,0,
• en düşük BEMF THD değerini vermiştir: %3,2,
• ancak önerilen iki model arasında daha düşük ortalama torka sahiptir.

Asimetrik tasarım:

• 2D torku 3,94 Nm ile simetrik yapıdan daha yüksektir,
• 3D torku 3,83 Nm ile simetrik yapıdan daha yüksektir,
• 34,63 mNm ile en düşük cogging torkunu vermiştir,
• ancak tork dalgalanması simetrik yapıdan biraz daha yüksektir.

Dolayısıyla rotor seçimi tork kapasitesi, tork dalgalanması, cogging torku ve BEMF harmonikleri arasında hangi ölçütün daha öncelikli olduğuna bağlıdır.

2D ve 3D sonuçların farkı ne anlatıyor?

3D modelde geleneksel motorun torku 4,43 Nm'den 4,36 Nm'ye, simetrik modelin torku 3,71 Nm'den 3,60 Nm'ye ve asimetrik modelin torku 3,94 Nm'den 3,83 Nm'ye değişmiştir.

Daha belirgin fark tork dalgalanmasındadır: 2D analizde simetrik ve asimetrik modeller %2,76 ve %3,59 verirken 3D analizde değerler %6,0 ve %7,5 olmuştur. Bu durum eksenel kaçak akı ve uç etkilerinin mutlak sonuç üzerinde önemli olabileceğini göstermektedir.

Buna rağmen üç model arasındaki temel sıralama değişmemiştir. Araştırmacılar bu nedenle 2D tasarım yaklaşımının rotor kutup düzenleri arasındaki temel eğilimi doğru yakaladığını değerlendirmektedir.

Kaynak içindeki sayısal tutarsızlıklar

Tork dalgalanması azalması: Makalenin özetinde önerilen modeller için yaklaşık 33,3 ve 34,1 yüzde puanlık azalma belirtilmektedir. Nihai Tablo 2'de geleneksel, simetrik ve asimetrik değerler sırasıyla %36,91, %2,76 ve %3,59'dur. Bu ham değerler simetrik için yaklaşık 34,15, asimetrik için yaklaşık 33,32 yüzde puanlık fark verir. Özet içindeki iki azalmanın model sıralamasıyla ilişkisi bu nedenle açık değildir.

Giriş bölümündeki değerler: Giriş bölümünde simetrik ve asimetrik modeller için tork dalgalanmasının geleneksel motora göre yaklaşık 42,61 ve 41,78 yüzde puan azaltıldığı yazmaktadır. Bu sayılar nihai Tablo 2'deki %36,91 başlangıç tork dalgalanmasıyla matematiksel olarak uyumlu değildir. Nihai performans karşılaştırmasında Tablo 2'nin ham değerleri esas alınmıştır.

Ortalama tork azalması: Aynı giriş paragrafında ortalama torkun simetrik ve asimetrik modellerde yaklaşık %14,12 ve %8,98 azaldığı belirtilmektedir. Nihai Tablo 2'de ise 2D tork değerleri 4,43, 3,71 ve 3,94 Nm'dir. Kaynaktaki yüzdeler ile nihai tablo arasındaki bu farklılık sessizce düzeltilmemiştir.

Deneysel doğrulama sınırı

Çalışmada fiziksel motor imalatı, dinamometre testi, gerçek EPS sistemi testi veya araç testi gerçekleştirilmemiştir. Sonuçların tamamı elektromanyetik sonlu eleman analizine dayanmaktadır.

Yazarlar pratik uygulamada üretim toleransları, montaj hataları, inverter doğrusal olmayanlığı ve mekanik titreşim nedeniyle simülasyon ile ölçüm arasında fark oluşabileceğini açıkça belirtmektedir. Önerilen rotor düzeninin tork dalgalanmasını azaltma eğiliminin pratikte de korunması beklense de bu beklenti mevcut çalışmada deneysel olarak kanıtlanmış değildir.

Kaynak ve Yöntem Notu

Tam özgün çalışma adı: Design of Rotor Pole Arrangement for Torque Ripple Reduction in Consequent Pole Permanent Magnet Synchronous Motors

Yazarlar: Chaewon Jo, Seonghwi Kim, Ju Lee.

Yazar sırası: Kaynaktaki sıra aynen korunmuştur.

Sorumlu yazar: Ju Lee.

Eş katkı/eş birinci yazar: Kaynakta böyle bir beyan bulunmamaktadır.

Kurumlar: Department of Electrical Engineering, Hanyang University, Seoul, Republic of Korea; The Industry-University Cooperative Foundation, Hanyang University, Seoul, Republic of Korea.

Dergi: Machines.

Yayınevi: MDPI.

Bibliyografik kayıt: Machines 2026, 14(6), 662.

DOI: 10.3390/machines14060662.

Resmî yayın bağlantısı:https://doi.org/10.3390/machines14060662

Yayın tarihi: 8 Haziran 2026.

Kaynak türü ve hakemlik durumu: Hakemli özgün araştırma makalesidir. Bilimsel doğrulama sonlu eleman analizi ve model karşılaştırmasına dayanmaktadır.

Lisans: Creative Commons Attribution (CC BY).

Finansman: Çalışma Korea Institute of Energy Technology Evaluation and Planning (KETEP) ve Republic of Korea Ministry of Trade, Industry & Energy (MOTIE) tarafından No. RS-2024-00420625 kapsamında desteklenmiştir.

Veri erişilebilirliği: Araştırmanın özgün katkılarının makalede bulunduğu, ek soruların sorumlu yazara yöneltilebileceği belirtilmiştir.

Çıkar çatışması: Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan etmiştir.

Yazar katkıları: Chaewon Jo ve Ju Lee kavramsallaştırmada; Chaewon Jo yöntem, yazılım, biçimsel analiz, araştırma ve veri düzenlemede; Chaewon Jo ve Ju Lee doğrulamada; Chaewon Jo ve Seonghwi Kim inceleme/düzenleme ve görselleştirmede; Ju Lee gözetim, proje yönetimi ve finansman ediniminde görev almıştır. Kaynakta bütün yazarların yayımlanan sürümü okuyup onayladığı belirtilmektedir.

Bu Verianla makalesindeki motor geometrileri, manyetik akı açıklamaları, analiz koşulları, formüller, harmonik davranış, tork, tork dalgalanması, cogging torku ve kayıp değerleri incelenen kaynak çalışmaya dayanmaktadır. Bibliyografik kimliğin doğrulanması dışında dış kaynaklardan yeni bilimsel deney veya bulgu eklenmemiştir.

Temel yöntemsel sınır: Çalışma fiziksel motor prototipi veya gerçek EPS sistemi üzerinde deneysel doğrulama içermemektedir. Ana tasarım 2D sonlu eleman analiziyle geliştirilmiş ve seçilen yapılar 3D FEA ile ek olarak kontrol edilmiştir. Üretim toleransları, montaj hataları, inverter etkileri, mekanik titreşim, rotor mekanik dayanımı ve gerçek araç koşulları deneysel olarak değerlendirilmemiştir.

Kaynak içi sayısal tutarsızlık notu: Özet, giriş ve nihai Tablo 2 arasında tork dalgalanmasındaki azalma ve ortalama tork düşüşü için birbiriyle uyuşmayan bazı yüzde ifadeleri bulunmaktadır. Bu nedenle Verianla makalesinde nihai elektromanyetik karşılaştırma için Tablo 2'de açıkça verilen ham değerler kullanılmış, diğer ifadeler sessizce düzeltilmemiştir.