Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HACI DEDECAN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Engin Ayçiçek
Eş Danışman: Mustafa Gürkan Aydeniz
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:
Servo motorlar, sürekli mıknatıslı senkron motorların (SMSM) verimli ve hassas performans sağlayan ürünlerinden birisidir. Sürekli mıknatıslı senkron motorlar; yüksek güç yoğunluğu, sessiz çalışma, bakım gerektirmeme ve geniş çalışma hızı aralığı avantajları ile AC motorlar arasında öne çıkmaktadır. Bu sebeple ulaşım, sağlık, robotik, üretim ve savunma sektörlerinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.
SMSM kullanımının dezavantajları da vardır. Bunların başında, SMSM’nin veya servo motorların güç elektroniği ve kontrol teknolojilerine (motor sürücüsüne) ihtiyaç duyması gelmektedir. Ancak bu alanda dünyadaki gelişmeler, SMSM’lerin standart motor olarak kabul edilmesine katkı sağlamaktadır. Bu çalışmanın da konusu olan diğer bir dezavantaj ise, moment dalgalanmasının SMSM’lerde veya servo motorlarda yüksek olmasıdır.
Servo motorların tasarımı uygulamanın beklentisine göre gerçekleştirilmelidir. Hassasiyet isteyen uygulamalarda moment dalgalanması kritik öneme sahiptir.
Çünkü momentin dalgalanması, çalışma performansını etkilemekle birlikte titreşim ve gürültü problemlerine de sebep olabilmektedir.
Bu çalışmada, servo motorların moment dalgalanması, sonlu elemanlar yöntemi (FEM) ile farklı tasarım ve analizler gerçekleştirilerek incelenmiştir. Servo motorların moment dalgalanması, nominal ve maksimum yükleme durumları için incelenmiş ve değerlendirilmiştir. Ayrıca moment dalgalanması ile birlikte maliyet, vuruntu momenti, verim ve diğer performans kriterleri de incelenerek değerlendirilmiştir.
Çalışma kapsamında, ANSYS yazılımı kullanılarak referans bir servo motor için modelleme ve analiz çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Referans motorun stator yapısı tamamen aynı kalacak şekilde sadece rotor yapısında değişiklikler yapılmıştır. Yüzey montajlı mıknatısa (SPM) sahip olan referans servo motorun, mıknatıs genişliği (magnet embrace) ve mıknatıs yüzey öteleme (magnet offset) parametreleri değiştirilerek alternatif tasarımlar elde edilmiştir. Bu tasarımların, referans motorla benzer şekilde FEM analizleri gerçekleştirilmiştir. Böylece referans servo motorla karşılaştırılacak performans sonuçları elde edilmiştir.
Yapılan çalışmalarda, moment dalgalanmasının iyileştirilebildiği gözlenmiştir. Ancak iyileşme miktarına bağlı olarak performans kayıpları oluşabilmektedir. Dolayısıyla servo motorun kullanılacağı uygulamaya göre ilgili tasarım seçilmelidir. Moment dalgalanmasının çok düşük olması istenen uygulamalarda verim, moment, akım ve ısınma gibi temel performans kriterlerinden taviz verilmesi gerekebilir.