Otomatik kapı sistemleri için yeni bir doğrusal eyleyici tasarımı

Abstract

Bu çalışmada; klasik otomatik kapı sistemlerinde döner motorun hareketinin doğrusal harekete dönüştürülmesinde kullanılan dişli, zincir, halat, kayış ve kasnak gibi kayıplara ve arızaya neden olan ve bakım gerektiren mekanizmaların dezavantajlarını ortadan kaldırmak amacıyla hareketi bir mekanizma kullanmadan doğrudan tahrik yöntemiyle manyetik olarak kapıya aktarabilen yeni bir doğrusal eyleyicinin tasarımını yapmak ve uygulamaktır. Bu amaç doğrultusunda otomatik kayar kapı sistemlerinde kullanılmak üzere enine manyetik akılı, EI nüvelerin kullanıldığı, modüler kutup yapısına sahip 6/4 kutup oranında 3 fazlı bir doğrusal anahtarlamalı relüktans motor (DARM) tasarımı ve uygulaması yapılmıştır. Öngörülen tasarım aktif stator, pasif translatörden oluşmaktadır. Modüler yapıya sahip oldukları için bakım ve arıza durumunda bu parçalar kolaylıkla düzeltilebilir ve düşük maliyet sağlar. Ayrıca doğrusal hareket mesafesi, tasarımı değiştirmeden yeni translatör kutupları ekleyerek uzatılabilir. Hareket doğrudan tahrikle manyetik olarak kapıya aktarıldığı için bu sistemlerde kayıplar düşüktür ve periyodik bakım gerektirmez. Tez içerisinde genel ARM ve doğrusal ARM lerin yapıları ve teorisi hakkında genel bilgiler verilmiştir. Öngörülen tasarım sonlu elemanlar yöntemi ile statik manyetik ve yapısal analizleri yapılarak, kuvvet, endüktas, manyetik akı, deformasyon, esneme gibi parametrelerin simülasyonları yapılmıştır. Elde edilen veriler analitik olarak hesaplanarak analiz sonuçları ile doğrulanmıştır. Tasarımı öngörülen eyleyici bir prototip olarak imal edilerek otomatik kapı sistemine uygulanmıştır. Sistemi denetleyecek bir sürücü devresi tasarımı ile eyleyicinin kontrolü sağlanmıştır. Uygulama üzerinde deneyler yapılarak sistemin performansı elde edilmiştir.Anahtar kelimeler: Anahtarlamalı Relüktans Motorlar, Doğrusal Anahtarlamalı Relüktans Motorlar, Otomatik Kapı Sistemleri, Sonlu Elemanlar Analizi.

In this study, in order to eliminate the disadvantages of the gear, chain, rope, belt and pulley used to convert rotary movement of the motor to linear movement in the conventional automatic door systems, a new linear actuator that can transfer the movement to door directly and magnetically without using a mechanism, has been designed and implemented. For this purpose, a linear switched reluctance motor (LSRM) that has got modular structure of a 6/4 pole with 3-phase and used EI cores that can be used in automatic sliding door systems, designed and implementation was done. The projected design consists of active stator and passive translator. These components can be easily repaired in the failure and maintenance cases and has got low cost because of their modular structure. In addition, linear movement distance can be extended by adding new translator poles without changing design. In this system losses are lower and it doesn't required periodic maintenance because the movement is transmitted directly to the door. In this thesis, general informatons are given about general SRM and linear SRM's structures and theory. The static, magnetic and structural analyses were done with finite element analysis and such force, enductance, magnetic flux, deformation, yawning parameters were simulated. The obtained data were confirmed with the analytical results. The foreseen actuator was applied to automatic door system that manufactured as a prototype. The actuator's control was provided with a driver circuit that will check it. The system performance was obtained with experiments on the application.