MEKATRONİK SİSTEMLERDE KULLANILAN ELEKTRİK SÜRÜCÜ DEVRELERİ YRD. DOÇ. DR. ERSAN KABALCI

Transkript

1 MEKATRONİK SİSTEMLERDE KULLANILAN ELEKTRİK SÜRÜCÜ DEVRELERİ YRD. DOÇ. DR. ERSAN KABALCI

2 Mekatronik Sistemler Mekatronik; işlem ve ürünlerin tasarımında makine mühendisliği, elektronik kontrol ve yazılım sistemlerinin yüksek hassasiyetli bir bileşimi olarak tanımlanabilir. DLR Pathfinder Asimo KUKA

3 Mekatronik Sistemlerde Elektrik Sürücüler Elektrik motorlarının taşıyıcı olarak kullanıldığı sistemlerde, hareket kontrolünü gerçekleştiren devreler Elektrik Sürücüler olarak tanımlanır. Bütün sistem için gerekli olan enerjinin en az %50 si, elektrik sürücü devrelerde harcanır. Elektrik sürücü devreler, sabit hızlı ve değişken hızlı olarak iki ayrı grupta incelenir. Bunlardan sabit hızlılar %75 civarında kullanılırken, değişken hızlıların kullanım oranı %25 in üzerine çıkmaya başlamıştır.

4 Mekatronik Sistemlerde Elektrik Sürücüler Sabit Hızlı Sürücü Değişken Hızlı Sürücü Valf Besleme Motor Pompa Besleme GEK Motor Pompa Giriş Gücü Çıkış Gücü Giriş Gücü Çıkış Gücü Güç Kaybı Valf üzerinde Güç Kaybı

5 Mekatronik Sistemlerde Elektrik Sürücüler Geleneksel Sürücü Hantal Verimsiz Kararsız Değişken Hızlı Sürücü Küçük Verimli Esnek

6 Modern Elektrik Sürücüler Şebeke, Batarya, Yenilenebilir E. K. Makine Tasarımı Makine Teorisi Sensörsüz Kontrol Doğrusal olmayan kontrol, Gerçek zamanlı kontrol PLC, PIC, DSP Uygulamaları, PFC, Sensörsüz hız kontrolü, Güç elektroniği dönüştürücü devreleri

7 Modern Elektrik Sürücü Sistemler Hitachi- Sensörsüz bir fazlı kontrolcü ABB- Çoklu Sürücü kontrol Sistemi

8 Modern Elektrik Sürücü Bileşenleri Motorlar DA Motorlar (Kalıcı Mıknatıslı, Alan Sargılı) AA Motorlar (Asenkron, senkron, fırçasız ) Güç Kaynakları DA ; batarya, yakıt hücreleri, güneş panelleri AA ; tek faz, üç faz şebekeler, rüzgar türbinleri

9 Modern Elektrik Sürücü Bileşenleri Güç Dönüşüm Sistemleri Güç elektroniği dönüştürücü devrelerinin kombinasyonları; AA-DA, DA-DA, DA-AA, AA-AA Kontrol Birimler Analog: gürültülü, esnek olmayan ancak idealde sonsuz bant genişliği sağlayan sistemlerdir. Sayısal: gürültü bağışıklığına sahip, yeniden yapılandırılabilir, sınırlı bant genişliği olan sistemlerdir.

10 DA ve AA Sürücüleri DA Motorlar: küçük boyutlu, ucuz, kullanımı kolay, robotik uygulamalar için idealdir. Verimi ile ilgili olarak mekanik sürtünmeden kaynaklı sınırlılıklar söz konusudur. %50 (düşük güçlüler) ile %90 (endüstriyel) arasında değişen verimdedirler. Servo Motorlar: belirli açılarda kontrol için özelleştirilmiş motorlardır. DA motor, redüktör, şaft konum sensörü ve sürücü devreden oluşan bir sistemdir. AA Motorlar: geleneksel olarak sabit hız uygulamalarında kullanılmalarına rağmen, güç elektroniği kontrol sistemleri sayesinde (alan etkili kontrol, vektör kontrolü vb.) DA motor gibi kullanılır.

11 H-Köprü Motor Sürücüleri Dört ayrı yarıiletken anahtar kullanılarak, bir motorun yön ve hareket kontrolünü gerçekleştirir. Q1 ve Q4 anahtarları ya da Q2 ve Q3 anahtarları aynı anda kontrol edilirken, aynı bacaktaki anahtarların 1-0 durumları ters olmalıdır.

12 H-Köprü Motor Sürücüleri Q2 ve Q4 anahtarları aynı anda 1 durumunda olursa, aktif frenleme gerçekleştirilir. Anahtarlar, motor tarafından üretilen enerjiyi alarak motorun hareket etmesini önleyecektir.

13 H-Köprü Motor Sürücüleri Motorun hızı, H-köprüsünün belirleyeceği anahtarlama periyoduna bağlı olarak kontrol edilir. Servo Motor kontrolünde giriş bilgisi, motor için istenilen çıkış konumudur. Bu işaret, çıkıştan gelen konumla karşılaştırılarak hata işareti üretilir.

14 AA Motor Sürücüleri- Vektör Kontrolü

15 Zaman ayırdığınız için teşekkürler. YRD. DOÇ. DR. ERSAN KABALCI NEVŞEHİR ÜNİVERSİTESİ MÜH.-MİM. FAK. ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖL