Doktora Tezleri
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/20.500.14411/11237
Browse
224 results
Search Results
Doctoral Thesis Türk organizasyonlarında göçmen çalışanların kapsayıcılığı: Bir temmellemdirilmiş teori yaklaşımı(2025) Yavuzoğlu, Ömer; Tuzlukaya, Şule ErdemThis study explores the multifaceted dynamics of workplace inclusion in Türkiye, focusing on the integration experiences of immigrants within a complex socio-political and economic context. Using a constructivist grounded theory approach, semi-structured interviews were conducted with 47 participants, including immigrants and Turkish employees from various sectors. This research identifies significant external environmental factors government policies, economic pressures, cultural stereotypes, and societal fears that hinder immigrant inclusion. Language barriers and political discourse further exacerbate exclusionary practices, shaping negative perceptions and creating systemic barriers. These are counterbalanced by discriminatory policies, unequal career advancement opportunities, and exclusionary behaviors by supervisors, which perpetuate marginalization and exclusion. The study emphasizes the interplay between societal, organizational, and individual factors in shaping workplace inclusion, offering contextspecific strategies to address systemic barriers. This research, by situating its findings within Türkiye's legislative and cultural context, contributes to the global discussion on workplace inclusion. It provides insights into strategies for promoting equitable integration in non-Western, multicultural environments. At the organizational level, the findings emphasize the importance of inclusive leadership, equitable HRM practices, and training in cultural and language sensitivity to promote inclusion.Doctoral Thesis TRIZ Destekli Mühendislik Tasarım Süreci(2026) Çiçek, Burak Can; Erkan, Turan ErmanKarmaşık mühendislik sistemlerinde yenilikçiliği artırmak, ileri yöntemlerin entegrasyonunu gerektirir. Bu çalışma, ürün gerçekleştirilmeden önce temel problemlerin belirlenmesini sağlamak amacıyla, Yaratıcı Problem Çözme Teorisi'nin (TRIZ) problem tanımlama aşamasını Model Tabanlı Sistem Mühendisliği (MBSE) ile bütünleştiren ve ontoloji ile Python kodu gibi Sembolik Yapay Zekâ (AI) teknikleriyle desteklenen yeni bir yaklaşım olan TAEDP'yi (TRIZ Destekli Mühendislik Tasarım Süreci) tanıtmaktadır. TRIZ temel problemleri ortaya çıkarmada etkili olurken MBSE yapılandırılmış bir modelleme ortamı sunmaktadır; ancak her iki yaklaşım da genellikle ileri düzey uzmanlık gerektirir. TAEDP, sistem modellerinin Sembolik AI destekli analiziyle özellikle işlev dezavantajları ve kırpma (trimming) problemleri olmak üzere temel problemlerin tespitini otomatikleştirerek bu zorluğu azaltmaktadır. Ontolojinin bu modellere entegrasyonu, derin TRIZ bilgisine olan bağımlılığı azaltmakta ve erken aşama yenilikçiliği teşvik etmektedir. Süreç, CECA ve özellik transferi analizi gibi gelişmiş TRIZ araçları için hâlen bir miktar insan eliyle girdi gerektirse de TAEDP, TRIZ ve MBSE'nin daha akıllı ve erişilebilir bir şekilde bütünleşmesi için sağlam bir temel sunmaktadır. Gelecek çalışmalar, daha kapsamlı temel problem tespiti için CECA ve özellik transferi analizinin Sembolik AI destekli TAEDP çerçevesine dâhil edilmesine odaklanacaktır.Doctoral Thesis The Mediating Role of Organizational Agility in the Effect of Artificial Intelligence Adoption and Artificial Intelligence Ambdexterity on Competitive Advantage in Organizations(2025) Dikici, İlke; Tengilimoğlu, Dilaver; Baş, MehmetBu tez çalışmasının amacı, işletmelerde yapay zekâ benimsenmesinin, yapay zekânın rutin ve yenilikçi kullanım biçimleri, örgütsel çeviklik ve rekabet avantajı arasındaki ilişkilerini incelemek ve Türkiye bağlamında teknik derinlik ile fonksiyonel yayılım boyutlarını birlikte ele alan özgün bir yapay zekâ olgunluk modeli geliştirmektir. Araştırmanın evrenini, Türkiye'de yapay zekâ teknolojilerini aktif biçimde kullanan işletmelerde çalışan profesyoneller oluşturmaktadır. Çalışma, bilgi teknolojileri, finans/bankacılık ve iletişim sektörlerine odaklanmakta olup, bunun yanında sağlık, havacılık/otomotiv, enerji, üretim ve eğitim gibi yapay zekâ uygulamalarının yaygınlaştığı diğer sektörlerden de katılımcılar kapsama dâhil edilmektedir. Kolayda örnekleme yöntemiyle ulaşılan 512 katılımcıdan çevrim içi anket yoluyla veri toplanmıştır. Ölçeklerin Türkçe uyarlama süreci seri yaklaşım yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Betimleyici analizler IBM SPSS programı kullanılarak gerçekleştirilmiş; ölçüm ve yapısal modellerin test edilmesi ise SmartPLS yazılımı aracılığıyla kısmi en küçük kareler yapısal eşitlik modellemesi (PLS-SEM) yaklaşımıyla yürütülmüştür. Bulgular, yapay zekâ benimsenmesinin hem rutin hem de yenilikçi kullanım üzerinde güçlü ve anlamlı etkilere sahip olduğunu göstermektedir. Ancak rekabet avantajı üzerindeki doğrudan etkisi anlamlı bulunmamıştır. Rekabet avantajının en güçlü belirleyicisi örgütsel çeviklik olup, yapay zekâ benimsenmesinin rekabet avantajına etkisi yenilikçi kullanım ve örgütsel çeviklik üzerinden tam ve seri aracılık mekanizmalarıyla ortaya çıkmaktadır. Rutin kullanımın örgütsel çeviklik ve rekabet avantajı üzerindeki etkileri ise istatistiksel olarak anlamlı bulunmamıştır. Bu sonuçlar, işletmelerin rekabet üstünlüğü elde etmesinde yenilikçi yapay zekâ kullanımının kritik bir rol oynadığını göstermektedir. Çalışma, örgütsel davranış ve strateji yazınına yapay zekânın rekabet avantajını doğrudan değil, kullanım biçimleri ve çeviklik kapasitesi üzerinden etkilediğini göstererek katkı sunmaktadır. Pazarlama yazını açısından ise yenilikçi yapay zekâ kullanımının müşteri değeri yaratma ve stratejik konumlanma süreçlerinde dolaylı fakat güçlü bir mekanizma olduğunu ortaya koymaktadır. Buna ek olarak çalışma, Türkiye bağlamında uygulanabilir nitelikte bütünleşik bir yapay zekâ olgunluk modeli geliştirerek yapay zekâ yazınına özgün bir katkı sağlamaktadır.Doctoral Thesis Synthesis and Characterization of Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane Containing Star-like Carbazole and Its Use for Electrochemical and Biological Applications(2025) Haba, Amal Alı Mohamad; Ertan, SalihBu tez, polihedral oligomerik silseskioksanın (POSS) karbazol ve EDOT polimerlerine entegrasyonunu araştırmaktadır. POSS, yüksek termal kararlılığı, mukavemeti ve oksidasyon direncinin yanı sıra ayarlanabilir çözünürlüğü ve polimerlerle uyumluluğu ile tanınan, silika çekirdeği ve organik grupları olan nanoyapılı bir moleküldür. Bu özellikler, POSS'u polimer özelliklerini iyileştirmek için yararlı bir yapı taşı veya katkı maddesi yapar. Araştırma, POSS'un yıldız şeklindeki hibrit polimerlere dahil edilmesinin Polikarbazol'ün (PolyCBz) elektrokimyasal kararlılığını ve elektro-optik özelliklerini geliştirdiğini göstermektedir. Yöntem, karbazolün çeşitli oranlarda OctaCBz-POSS ile elektrokimyasal polimerizasyonunu içerir. Döngüsel voltammetri (CV) testleri, bu polimerlerin redoks döngüleri sırasında iyileştirilmiş kararlılık ve daha az bozulma gösterdiğini ortaya koymaktadır; bu, elektrokromik uygulamalar için kritik öneme sahiptir. Sonuçlar ayrıca, POSS ünitelerinin sayısının artırılmasının döngüler boyunca daha yüksek kararlılık ve azaltılmış elektroaktivite kaybıyla sonuçlandığını göstermektedir. Ayrıca, UV-görünür spektroskopisi daha fazla POSS ile görünür aralıkta daha fazla emilim gösterirken, kronoabsorptometri saf polikarbazol ile karşılaştırıldığında gelişmiş optik kontrast ve daha hızlı geçiş sürelerini gösterir. Kolorimetri analizleri, potansiyel taramaları sırasında gözlemlenen belirli bir yeşil renk ile kopolimerlerde daha geniş bir renk spektrumu ortaya koymaktadır. Tez ayrıca elektrokromik özellikleri geliştirmek için EDOT'un karbazol ile kopolimerizasyonunu tartışmaktadır. Yıldız benzeri bir poli (EDOT-ko-OctaCBz-POSS) sentezlendi ve tek başına PEDOT'a kıyasla üstün elektrokimyasal performans ve kararlılık gösterdi. Kopolimer, uygulanan voltaja bağlı olarak bir dizi renk sergiledi ve birden fazla döngüden sonra bile yüksek elektroaktiviteyi korudu. Hücre boyama işleminin biyolojik değerlendirmesi, zarın boya penetrasyonunu ve hücre içinde birikimini anlamak için gerçekleştirilir. Sonuçlar, hücrelerin etrafında soluk yeşil bir renkle birlikte 30 ve 45 dakikalık inkübasyondan sonra floresansın ortaya çıktığını göstermektedir.Doctoral Thesis Rüzgar türbini tarafından sürülen rotor tarafına bağlı matris çeviricili çift beslemeli asenkron generatör tasarımı.(2025) Alarabi, Mohamed Ali Arelbi; Sünter, SedatRüzgar enerjisi, sürdürülebilirliği ve teknolojik ilerlemeleri nedeniyle en cazip yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olarak ortaya çıkmıştır. Bu tez, bir matris dönüştürücü (MC) ile kontrol edilen, şebekeye bağlı değişken hızlı rüzgar türbin tahrikli çift beslemeli asenkron generatörün (DFIG) tasarımı, modeli, kontrolü ve uygulamasını ele almaktadır. Rüzgar hızının değişmesi sırasında maksimum güç elde etmek için, maksimum güç noktası takibini (MPPT) mümkün kılan optimum şaft hızını tahmin etmek üzere bir yapay sinir ağı (ANN) tasarlanmıştır. Klasik sırt sırta dönüştürücünün yerine kullanılan MC, karmaşıklığı en aza indirmekte ve sistemin kompaktlığını artırmaktadır. Önerilen sistemde, makinenin stator sargı uçları doğrudan ana şebekeye bağlanırken, rotor sargıları kayar bileziklerden MC aracılığıyla şebekeye bağlanır. Giriş ve çıkışta sinüzoidal dalga şekilleri, birim giriş güç faktörü (PF) ve çift yönlü güç akışı kabiliyeti sunan Venturini modülasyon yönteminin basitleştirilmiş versiyonu MC'yi kontrol etmek için kullanılmıştır. Stator alan yönlendirmeli kontrol (FOC) yaklaşımı, aktif ve reaktif gücü birbirinden ayrıştırmak için uygulanmıştır. Sistem hem benzetim ve hem de deneysel uygulama ile doğrulanmıştır. Benzetim çalışmaları MATLAB/Simulink programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Deneylerde, gerçek bir rüzgâr türbini bulunmadığından, değişken hızlı rüzgâr türbininin kontrollü bir emülasyonunu sağlayan serbest uyartımlı bir DC motor, DFIG'i sürmek için kullanılmıştır. Kontrol algoritması, 200 MHz'de çalışan 32 bit çift çekirdekli işlemciye sahip bir TMS320F28379D Dijital Sinyal İşlemcisi (DSP) kullanılarak yürütülmüştür. Sonuçlar, senkron altı ve senkron üstü hızlarda kararlı çalışmayı doğrulamaktadır. Ayrıca, deneysel sonuçlar önerilen kontrol stratejisinin etkinliğini doğrulamakta ve matris dönüştürücünün rotor ile şebeke arasında verimli bir çift yönlü güç aktarımı sağlama yeteneğini göstermektedir.Doctoral Thesis Hibrit güç aktarma sistemlerinde enerji yönetimi performansının deneysel incelenmesi(2026) Abouseda, Ayman Ibrahım; Doruk, Reşat Özgür; Emın, AlıThis doctoral thesis presents an experimentally grounded investigation of energy management performance in a hybrid powertrain, with particular emphasis on the interaction between drivetrain configuration, electric-drive-level control structure, and energy utilization under realistic operating conditions. Unlike many existing studies that rely predominantly on simulation-based models or idealized assumptions, this work is based on a laboratory-scale drivetrain platform that was designed, constructed, instrumented, and experimentally validated from the ground up. The research begins with experimental identification and validation of a 2.2 kW brushless DC (BLDC) motor model, followed by systematic energy and efficiency characterization of the BLDC motor planetary gearbox drivetrain under varying speed and load conditions. The influence of control structure is then examined through comparative open-loop and closed-loop proportional–integral–derivative (PID) speed control experiments, demonstrating that feedback control significantly affects transient power losses, drivetrain efficiency, and battery state-of-charge (SOC) behavior at the electric drive level. Under variable-speed and fixed-load conditions, closed-loop control improves overall system efficiency by up to 19 percentage points and reduces battery SOC depletion by up to 0.75 percentage points per test sequence compared with open-loop operation. This highlights the importance of experimentally characterizing drivetrain-level energy behavior as a foundation for realistic energy management studies. The experimental framework is subsequently extended to a hybrid electric configuration by integrating an internal combustion engine (ICE) mechanically coupled to the BLDC motor via a multi-ratio planetary gearbox. Hybrid electric assist is experimentally demonstrated under constant ICE speed operation, with drivetrain kinematics described for reference using the Willis equation. Fuel consumption measurements conducted under fixed load torque conditions reveal that electric assistance reduces ICE fuel consumption by approximately 16.3%, 29.6%, and 46.9% for BLDC assist speeds of 500 rpm, 900 rpm, and 1800 rpm, respectively, at a constant ICE speed of 450 rpm and 2 N·m load torque. These fuel savings are accompanied by corresponding battery SOC depletions ranging from 0.62% to 4.07%, highlighting a clear fuel–battery energy trade-off. The results demonstrate that energy-related performance in hybrid powertrains arises from the coupled effects of drivetrain kinematics, electric drive control actions, and operating conditions, rather than from high-level control algorithms alone. The experimentally obtained findings provide practical insight into control-aware energy behavior and establish a solid experimental basis for realistic energy management approaches in hybrid powertrain applications.Doctoral Thesis Havacılık uygulamaları kapsamında vekil model temelli optimizasyon programı geliştirilmesi(2026) Şenol, Niyazi; Akay, Hasan Umur; Yiğit, ŞahinAerodinamik şekil optimizasyonu, yakıt verimliliğinin artırılması, emisyonların azaltılması ve aerodinamik performansın iyileştirilmesine yönelik artan gereksinimler doğrultusunda modern havacılık tasarımının temel bileşenlerinden biri haline gelmiştir. Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) ve yüksek başarımlı hesaplama alanındaki ilerlemelere rağmen, gradyan-tabanlı optimizasyon yöntemlerinin yüksek hesaplama maliyeti ve vekil (surrogate) tabanlı yöntemlerin yüksek boyutlu problemlerde ölçeklenebilirlik kısıtları önemli birer zorluk oluşturmaktadır. Bu tezde, Efficient Global Optimization (EGO) yaklaşımına dayalı, ölçeklenebilir ve güvenilir bir aerodinamik şekil optimizasyon çerçevesi geliştirilmiştir. HEGOPLS olarak adlandırılan bu çerçeve; Kriging (KRG), Kısmi En Küçük Kareler ile Kriging (KPLS), Gradyan Destekli Kriging (GEK) ve Gradyan Destekli KPLS (GEKPLS) yöntemlerini tek bir optimizasyon altyapısı içerisinde bütünleştirmektedir. Adjoint tabanlı gradyan bilgisinin boyut indirgeme teknikleriyle bütünleştirilmesi sayesinde, bu çerçeve, surrogate-tabanlı optimizasyon yöntemlerine özgü yüksek boyutlu parametre uzaylarının yol açtığı hesaplama zorluklarını önemli ölçüde hafifletmektedir. Geliştirilen HEGOPLS çerçevesi; NACA0012 kanat profili, iki boyutlu eksenel simetrik S-duct, RAE 2822 kanat profili, Common Research Model (CRM) kanadı ve üç boyutlu RAE-M2129 S-duct olmak üzere artan karmaşıklık düzeyine sahip beş farklı referans problem üzerinde doğrulanmıştır. Bu problemler; iç ve dış akışları, viskoz ve inviscid akış koşullarını, tek ve çok amaçlı optimizasyon senaryolarını ve çoklu uçuş koşullarını kapsamaktadır. Elde edilen sonuçlar, gradyan bilgisi ile zenginleştirilmiş vekil modellerin, adjoint-tabanlı yöntemlerle karşılaştırılabilir performans sağladığını ve buna ek olarak daha esnek ve güvenilir bir optimizasyon süreci sunduğunu göstermektedir. Özellikle 110 tasarım değişkenine kadar ölçeklenebilen optimizasyon sonuçları, literatürde rapor edilen en yüksek boyutlu vekil-tabanlı aerodinamik optimizasyon çalışmalarından birini temsil etmektedir. Sonuç olarak, bu tez, gradyan destekli vekil modelleme yaklaşımlarının karmaşık aerodinamik tasarım problemleri için etkin, güvenilir ve ölçeklenebilir bir alternatif sunduğunu ortaya koymakta ve aerodinamik şekil optimizasyonu alanında yeni araştırma olanaklarının önünü açmaktadır.Doctoral Thesis Geliştirilmiş fotokatalitik su ayrıştırması için penta-grafen sns2 heteroyapıları(2025) Nasöz, Duygu Lale; Oymak, Yasemin Saraç; Gencer, AyşenurIn this thesis, we have examined the photocatalytic capabilities of penta-graphene (PG), tin dissulfide (SnS2) monolayers, and their van der Waals (vdW) heterostructure (PG/SnS2) through Density Functional Theory (DFT) calculations. The structural, electronic, and optical properties of the individual monolayers were initially analyzed to form reliable heterostructure formation. The PG monolayer has a unique square lattice structure with lattice constants of 3.66 Å. It has a mehanical stability and a wide indirect band gap of 3.40 eV (HSE method), which make sure that the positions of the band edge are suitable for water splitting especially hydrogen and oxygen evolution reactions. But it is limited to the ultra violet (UV) absorption and this makes it less effective for the photocatalytic water splitting. On the other hand, the SnS2 monolayer has a square lattice structure with lattice constant 3.88 Å and a direct band gap of 2.51 eV (HSE method). Also it has a strong visible light absoption but it suffers from fast charge recombination which decreases its overall photocatalytic performance. The PG/SnS2 heterostructure was built and improved to get around these problems. After the individual investigation of the structural, electronic and optical properties of the PG and the SnS2 monolayers, their 4 different heterostructures (A1, A2, A3, A4 stacking configurations) were constructed systematically in order to explore the interfacial effects and functional benefits arising from integration by changing the relative positioning of the SnS2 monolayer on the PG monolayer. A1 was selected for the further investigations because it has the lowest binding energy (-0.03 eV), which shows highest structural stability and smallest d-spacing (3.27 Å) , which is the distance between two layers as well. After determination of the most stable configuration (A1), mechanical stability calculations of the PG/SnS2 heterostructure have been done and elastic constants which are C11, C12, and C66 have been determined. From these elastic constants, the in-plane Young modulus (Y2D ), Shear modulus (G2D), and Poisson ratio (ν) are derived as 314.52 N/m, 169.30 N/m, and -0.07, respectively. These results suggest that the PG/SnS2 heterostructure is mechanically stronger and stiffer than its individual constituents. Ab-initio molecular dynamics (AIMD) simulations confirmed the thermodynamic stability of the heterostructure at 300 K. The PG/SnS2 heterostructure has a moderate band gap of 2.75 eV (HSE method), which makes it good at absorbing visible light. The band edge positions also cross the redox potentials needed for H2 and O2 evolution reactions over a wide pH range (0–6), which makes photocatalytic feasibility more likely. Optical analysis shows that the absorption edge is wider and that the effective optical band gap is 1.43 eV, which confirms that the material can collect a lot of visible light. Charge density difference and Bader charge analyses reveal a Z-scheme charge transfer mechanism, propelled by an internal built-in electric field at the interface, which facilitates the spatial separation of photo-excited carriers. This mechanism not only keeps strong redox potentials but also stops electron–hole recombination, which boosts the overall efficiency of photocatalysis. The VASPSOL implicit solvation model was also used to look at how the aqueous solvent environment affects the PG/SnS₂ heterostructure. The results showed that the structure stays stable and the band gap and the band edge positions line up correctly even when it is in water. These comprehensive results show that PG provides good structural stability and good band edge alignment, while SnS2 provides strong absorption of visible light. When these two materials are combined into a PG/SnS2 heterostructure, they work together to create a structure that has both of these benefits. So, the heterostructure is a very effective and stable photocatalyst for making hydrogen from sunlight. Within this thesis, theoretical investigations of the PG/SnS₂ heterostructure have revealed that this structure is a potential candidate for photocatalytic water splitting, which is crucial for sustainable energy development.Doctoral Thesis Duygudurum durumlarının termal hissiyata etkisini belirlemek için kapsamlı analiz(2025) Özbey, Mehmet Furkan; Turhan, CihanTraditional thermal comfort models, such as Fanger's PMV/PPD, are largely based on physical and physiological parameters. While adaptive thermal comfort models acknowledge behavioural adjustments, the role of psychological factors—the 'state of mind'—remains a significant gap in the literature. This doctoral thesis provides a comprehensive analysis to investigate, quantify, and model the complex effects of current mood states on human thermal sensation. This research employed a multi-step approach, beginning with field studies conducted in Türkiye. First, using Monte Carlo simulation, it was demonstrated that mood state, which is measured by the Profile of Mood States (POMS) questionnaire, has a crucial effect on thermal sensation. Vigor and Depression were identified as the most influential subscales, capable of affecting the absolute difference between perceived and predicted thermal sensation by up to 0.31 and 0.30, respectively. Based on this finding, a novel comfort temperature model incorporating participant psychology was developed. In this model, the results revealed that students who are pessimistic and optimistic need a lower comfort temperature than occupants feeling a neutral mood. Subsequent stages, also focusing on the data from Türkiye, investigated the underlying mechanisms of this relationship. Mediation analysis revealed the latent role of 'Confusion' in mediating the effects of 'Depression' and 'Vigor'. 'Confusion' was found to partially mediate the effect of 'Depression' in males (indirect-to-total effect ratio: 38.44%) and 'Vigor' (indirect-to-total effect ratio: 8.92%) in females, highlighting the necessity of accounting for indirect psychological effects in thermal perception models. Finally, expanding the scope, data from experiments in both Türkiye and Switzerland were used. Exploratory factor analysis using principal component analysis as the extraction method and confirmatory factor analysis were employed to create four reliable and validated short-form POMS tools tailored for Türkiye, Switzerland, combined, and thermal-discomfort-specific contexts. These findings strongly advocate for the integration of psychological parameters in the development of future occupant-centred personalized thermal comfort systems.Doctoral Thesis Yüksek Tork Yoğunluklu Endüksiyon Motoru Tasarımı(2025) Sıddıque, Muhammad Salık; Ertan, Hulusi BülentBu tez, Türkiye'de Ankara metro trenleri için üretilen 125 kW'lık bir indüksiyon prototip motorunun tasarımını geliştirerek indüksiyon motorları (IM) ile daimi mıknatıslı senkron motorlar (PMSM) arasındaki performans farkını kapatmaya odaklanmaktadır. Yüksek verimleri sayesinde daimi mıknatıslı motorlar elektrikli araçlarda yaygın kullanım ve popülerlik kazanmış olsa da, nadir toprak elementlerine olan bağımlılıkları, tüm hız aralığında yüksek verimi koruyan, nadir toprak elementlerinden bağımsız, maliyet-etkin alternatiflerin araştırılmasını gerektirmektedir. Sunulan araştırma, prototipin uluslararası standartlara göre test edilmesiyle başlamaktadır. Bu prototip motorun 2D modeli geliştirilmiş ve performansı ANSYS Maxwell yazılımında sonlu elemanlar analizi (FEA) kullanılarak benzetimle tahmin edilmiştir. Model, tahmin sonuçları ile test sonuçlarının karşılaştırılmasıyla geliştirilmiştir. Bu şekilde, motor momentini, akımı, kayıpları ve genel verimi %1 doğruluk içinde tahmin edebilen hassas bir model elde edilmiştir. Bu model, prototip motorun kayıp dağılımını incelemek için kullanılmıştır. Önemli kayıp bileşenleri bu yöntemle daha ayrıntılı dağıtılabilmiş ve harmonik kayıplar sonlu elemanlar yöntemi yardımıyla ayrıştırılmıştır. Motorun verimini artırmak için bu analiz esastır. Kayıp dağılımı belirlendikten sonra kayıpları ortadan kaldırma yolları aranabilir ve motorun verimi artırılabilir. Verimin artırılması, ya motor çıkışının modifikasyon öncesi kayıp seviyesine ulaşana kadar yükseltilmesini ya da motorun daha soğuk çalışmasını sağlar. Geliştirilen model kullanılarak, ilk olarak manyetik yükleme değiştirilerek ve iletken kesit alanı artırılarak stator tarafındaki bakır kayıplarının azaltılması araştırılmıştır. Bu, prototip motora kıyasla bakır kayıplarını azaltmasına rağmen, manyetik yüklemenin artırılmasının doyum seviyesini (çekirdek kayıpları %13 artmıştır) ve manyetize edici akımı yükselttiği, bu nedenle stator akımının yaklaşık %15 arttığı ve güç faktörünün benzer oranda azaldığı bulunmuştur. Motor performansını iyileştirmek için diğer bir önemli strateji motor iç çapını artırmak ve böylece, kalkış ve maksimum moment dahil stator ve rotor oluk alanlarını artırabilmektir. stator iç çapının yeniden boyutlandırılmasıyla iyileştirmektir. İç çap, rotor ve stator diş genişlikleri korunacak şekilde artırılmış ve stator arka çekirdeğinde hedeflenen akı yoğunluğu (1.85 T tepe) sağlanmıştır. İç çapın artırılması, manyetik yüklemeyi azaltmaktadır. Bu çalışmada iç çapın artirilması verimi %93.7'den %93.9'a çıkarmıştır. Kayıplar azalmış olsa da, prototip motora kıyasla manyetik yükleme çalışmasında olduğu gibi sınırlı artış, optimal stator iç çapının araştırılması gerektiğini göstermektedir. Artırılan iç çap, rotor arka çekirdeğinde daha fazla alan oluşturduğu için rotor bakır çubuğunun yüksekliğinin artırılmasına da imkân vermektedir. Optimal iç çap ve daha derin rotor çubukları kullanılarak motor verimi %93.9'dan %94.5'e ulaşmıştır (optimal iç çap = 280 mm, artırılmış iç çap = 284 mm). Azaltılmış manyetik yükleme ile çekirdek neredeyse hiç doymamakta ve stator akımı prototip motor seviyesinde kalmaktadır. Kayıp dağılımının incelenmesi ayrıca stator oluklardan kaynaklanan yüksek harmonik kayıplara işaret etmektedir. Tezin ikinci odak noktası, toplam kaybın %13'ünü oluşturan harmonik çekirdek ve bakır kayıplarının azaltılmasıdır. Harmonik kaybı azaltmak için yarı kapalı stator olukları kullanılmıştır. Hava aralığındaki harmonik akı bileşenlerinin büyüklüğünün azalması, prototip motora kıyasla rotor yüzey çekirdek kaybını ve bakır kaybını %55 azaltmıştır. Ancak, yarı kapalı oluklar önceden sarılmış stator sargıları için tercih edilmemektedir. Bu sorunu çözmek için, yarı kapalı oluklara alternatif olarak stator açık olukları üzerine kılıf (sleeve) adı verilen ince bir silisli saç tabaka yerleştirilmiştir. Bu çözüm de prototip motora kıyasla harmonik kayıpları en fazla %55 azaltmaktadır. Benzetim çalışmalarında, kalan harmonik kaybın %40'ının rotor çubuklarında gerçekleştiği gözlemlenmiştir. Rotor çubuklarındaki kayıp dağılımının incelenmesi, bu kayıpların çoğunluğunun, belirli bir derinliğe kadar bara içine nüfuz eden temel harmoniklerden kaynaklandığını göstermektedir. Dolayısıyla, rotor çubuklarının harmonik nüfuz derinliğinden daha derine yerleştirilmesiyle harmonik kayıpların daha da azaltılması mümkündür. Bu tezde, rotor çubuklarının temel harmoniklerin ulaştığı derinliğin ötesine yerleştirilmesiyle, harmonik rotor bakır kaybını azaltmayı amaçlayan, yeni rotor oluk tasarımları önerilmektedir. Eğimli oluk dudakları (tapered slot lips) ve boş üst oluk yapıları (empty-top slot) gibi tasarımlar temel harmoniklerden kaçınmaya yardımcı olmaktadır. Önerildiği şekilde çubuklar yerleştirildiğinde, harmonik rotor bakır kaybında %80'e kadar (0.73 kW'tan 0.15 kW'a) azalma sağlanabileceği bulunmuştur. Optimal iç çap, eğimli dudaklı rotor oluğu ve stator açık oluklar üzerine yerleştirilen kılıfın birleşimiyle oluşturulan yeni tasarım %95 verim sağlamaktadır. Yeni tasarımın güç faktörü hafifçe azalmış, ancak prototip motora kıyasla %2 içinde kalmıştır (0.87'ye karşı 0.88) ve kalkış momenti %3 artmıştır. Kılıf ve demir çerçeve bazı ek çekirdek kayıpları getirse de, toplam kayıplar prototip motora kıyasla 8.44 kW'tan 6.6 kW'a önemli ölçüde azalmıştır. Özellikle stator bakır kayıpları %12, rotor bakır kayıpları %47 ve rotor çekirdek kayıpları %75 azalmıştır. Lütfen dikkat ediniz ki yeni tasarımda harmonik kayıpların %80'i (rotor diş kaybı ve harmonik rotor bakır kaybı) prototip motora kıyasla ortadan kaldırılmıştır (1 kW'tan 0.19 kW'a). Örneğin, prototip motor bir PMSM olsaydı, verimi %96.1 olurdu (rotor bakır kaybı ve manyetize edici akım olmadığı varsayıldığında). Bu değer, %95 verime ulaşan geliştirilmiş yeni tasarım motora oldukça yakındır. Prototip motorun kayıp dağılım analizi, kayıpların %30'unun çekirdek kaybı olduğunu göstermektedir. Daha iyi bir çekirdek malzemesi arayışı yapılmıştır. JFE süper çelik 10JNEX900 malzemesi çekirdek laminasyonlarında kullanıldığında, yeni tasarımın veriminin %93.7 verimli prototip motora kıyasla %96.2'ye çıkarılabileceği bulunmuştur. Ayrıca farklı rotor çubuğu malzemeleri de araştırılmıştır. Bakır alüminyum oksit CuAl2O3 bu amaç için uygun bulunmuştur. FE analizleri, yeni çubuk malzemesiyle rotor bakır kaybında (120 W) ve verimde (%0.1) minimal bir iyileşme olduğunu göstermiştir. Bunun nedeni, prototip rotor çubuğu malzemesinin zaten yüksek iletkenliğe sahip olmasıdır. Özetle, bu tez, çekiş uygulamalarında indüksiyon motoru performansını artırmaya yönelik etkili bir tasarım yaklaşımı geliştirmektedir.