Sabit mıknatıslı DC lineer motor tasarım ve denetimi

Abstract

Bu tez çalışmasında çift yanlı sabit mıknatıslı DC lineer motor geliştirilmiştir. Geliştirilen motorun manyetik devre yapısının basit ve sürücü devrelerinin karmaşık olmaması en belirgin avantajıdır. Lineer motorların en önemli performans kriterlerinden biri olan kuvvet/akım oranı mevcut motorlardan iki kat daha yüksektir. Ayrıca önerilen lineer motor tasarımında geleneksel lineer motorlarda olduğu gibi uzunluk sınırlaması bulunmamaktadır. Başka bir ifade ile yeni modüllerin eklenmesi ile istenen uzunlukta lineer motor üretilebilme esnekliği mevcuttur. Tasarlanan motorun laboratuvar şatlarında bir adet prototipi üretilmiş ve dinamik modelleri geliştirilmiştir. Elde edilen dinamik model esas alınarak konum ve hız denetleyicileri tasarlanmış, Simulink yazılımı ortamında benzetimleri yapılmış ve gerçek zamanlı olarak test edilmiştir. Benzetim ve deneysel sonuçları karşılaştırmalı olarak verilmiş ve uyumlu olduğu gözlenmiştir. Endüstride ve otomasyon sistemlerinde lineer hareket ihtiyacı her geçen gün artmaktadır. Söz konusu ihtiyaç genellikle hidrolik ve pnömatik sistemler veya kayış, kasnak ve dişli gibi ilave mekanizmaların birlikte kullanıldığı elektrik motorlarından temin edilmektedir. Diğer taraftan lineer elektrik motorları doğrusal hareketi direk olarak üretmektedirler. Söz konusu üstünlüklerine rağmen lineer motorların yaygınlaşamamalarının sebepleri: uzunluk sınırlamaları, düşük kuvvet/akım oranları ve karmaşık sürücü sistem ihtiyaçlarıdır. Bu çalışmada geliştirilen DC lineer motor ise söz konusu ihtiyaçlara cevap verebilecek niteliktedir.Anahtar Kelimeler :Sabit Mıknatıs, DC Lineer Motor, Kontrol

In this study, a double-sided permanent magnet DC linear motor has been designed. The most significant advantages of the linear motor are that its magnetic circuit is simple and its driving circuits are not complicated. Its thrust / current ratio, which is fundamental performance criteria of linear motors is twice higher than existing motors. Moreover it has no stroke limitation like conventional linear motors. In other words, it can be manufactured in desired length by adding new modules. A prototype of designed motor was produced in laboratory and its dynamic model was developed. Based on dynamic model devised, position and velocity controllers have been designed, related simulations have been performed in Simulink software and tested in real-time. Simulation and experimental results have been presented and been observed that they were compatible. Linear motion requirements in industry and automation systems have been continuously increased. The stated requirements are usually either provided by hydraulic and pneumatic systems, or the complex electrical motors which include belts, pulleys and gears additional mechanism. On the other hand, linear electrical motors produce linear motion directly. Although they have advantages, the linear motors have been not able become widespread because of their length limitations, low thrust / current ratios and complex driving system requirements. The linear motor developed in this study has capabilities to fulfill these requirements.Key Words :Permanent magnet, DC Linear Motor, Control