A compact laboratory setup for electric drives education

Abstract

Elektrik makinaları ve elektrikli tahrik sistemleri otomotiv, enerji ve robotik gibi birçok endüstriyel uygulama alanına sahiptir. Bu alanda çalısan sanayi ve arastırma kurulusları saygın egitime sahip nitelikli mezunlara ihtiyaç duyarlar. Akademik alanda çalısma yapan enstitüler bu ihtiyaca yönelik düzenli olarak müfredatlarının yenilenmesi egiliminde olurlar. Laboratuvar ortamındaki deney setlerinin de niteliklerinin arttırılmasıgerekmektedir. Ancak, bu deney setlerinin yenilenmesi ve niteliklerinin arttırılması finansal ve fiziksel yerlerinin müsait olmaması gibi nedenlerle oldukça zor bir asamadır. Bu sebeple ucuz ve kolay uygulanabilir deney seti olusturmaya her zaman gereksinim duyulmustur. Yukarıda belirtilen ihtiyaçlar göz önüne alındıgında, Mekatronik laboratuvarındaki mevcut deney setinin yenilenmesi bu tez çalısmasının konusu olmustur. Bu deney seti elektrik makinaları için oldukça kompakt ve ekonomik bir set olup farklı birçok AC ve DC elektrik makinasını çalıstırabilir konumdadır. Mevcut durumda deney seti birçok açık çevrim kontrolü gerçeklestirebilir durumda olmasına ragmen, kapalı çevrim kontrol uygulamalarında eksikleri mevcuttu. Ayrıca sürücü elektronik devreleri oldukça eskiydi. Bu sebeple, mevcut deney setinin yenilenmesi elektrik makinaları ve kontrol tekniklerinin temellerinin anlasılması için çok basarılı bir yardımcı eleman olacagı düsünülmektedir. Bu tez çalısması mevcut deney setindeki eski donanımların yenilenerek kapalı çevrim hız kontrolü deneylerinin de yapılabilir hale getirilmesini amaçlamıstır. Kapalı çevrim hız kontrolü deneyleri bilgisayar destekli yazılımlar yardımıyla yapılmıstır ve sonuçlar çalısmada gösterilmistir.

Electrical machines and electrical drives have a large number of applications in the industry such as automobile industry, energy equipments, robotics etc. These industries and research and development institutes, are in constant demand of qualified graduates who are trained in the respective fields. The academic institutes regularly update the curricula for training the graduates in line with these demands. Laboratory experiments, being an integral part of the curriculum, also needs regular updates. However, setting up and upgradation of a laboratory can be a difficult process due to financial and space constraints. Hence, development of a compact, low cost and easy to operate laboratory setup is always in demand. Keeping in view the above needs, work has been carried in this thesis for the upgradation of an existing Mechatronics lab setup, Mechatro Lab. It is a compact and economical laboratory setup for the study of electrical machines. It is capable of demonstrating the working of various AC and DC motors. The setup, although good for performing basic open loop experiments, lacked closed loop control experiments. Moreover, the drive circuitry and the controller are obsolete. This setup, if upgraded, had the potential to be an excellent teaching aid for understanding the basics as well as control techniques of electrical machines. This thesis aims to replace the obsolete hardware components and add closed loop speed control experiments to the existing experiments. The closed loop speed control experiments have been implemented in computer software, hardware and their results are presented.