Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi

Benzer belgeler
ORTAM SICAKLIĞININ SOĞUTMA ÇEVRİMİNE ETKİSİNİN SAYISAL OLARAK MODELLENMESİ

Farklı Kural Tabanları Kullanarak PI-Bulanık Mantık Denetleyici ile Doğru Akım Motorunun Hız Denetim Performansının İncelenmesi

FARKLI SICAKLIKLARDAKİ GÖZENEKLİ İKİ LEVHA ARASINDA AKAN AKIŞKANIN İKİNCİ KANUN ANALİZİ

Kayıplı Dielektrik Cisimlerin Mikrodalga ile Isıtılması ve Uç Etkileri

ALTI TEKERLEKLİ TAŞITIN DİNAMİK ANALİZİ

Matris Konverterden Beslenen Lineer Asenkron Motor Modeli ve Matlab/Simulink ile Benzetimi

SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE TEK FAZLI TRANSFORMATÖRÜN ÇALIŞMA NOKTASININ BELİRLENMESİ. Ali İhsan ÇANAKOĞLU

DÜZCE ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ EET305 OTOMATİK KONTROL I Dr. Uğur HASIRCI

Atomlardan Kuarklara. Test 1

Enerji Dönüşüm Temelleri. Bölüm 3 Bir Fazlı Transformatörler

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI AÇISINDAN RÜZGAR ENERJİSİNİN TÜRKİYE DEKİ KAPASİTESİ ÖZET

YÜK KANCALARI VİDALI BAĞLANTILARINDA KULLANILAN FARKLI VİDA DİŞ PROFİLLERİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ GERİLME ANALİZİ

Dönüşüm Simülatörü Tasarımı The Design of Transform Simulator

Infrared Kurutucuda Ayçiçeği Tohumlarının Kuruma Davranışı ve Kuruma Modellerine Uyum Analizi

DERS 9. Grafik Çizimi, Maksimum Minimum Problemleri

TEST 12-1 KONU ELEKTRİK AKIMI. Çözümlerİ ÇÖZÜMLERİ

IŞINIM VE DOĞAL TAŞINIM DENEYİ

VOLEYBOLCULARIN FARKLI MAÇ PERFORMANSLARI İÇİN TEKRARLANAN ÖLÇÜMLER YÖNTEMİNİN KULLANILMASI

Bilgi Tabanı (Uzman) Karar Verme Kontrol Kural Tabanı. Bulanık. veya. Süreç. Şekil 1 Bulanık Denetleyici Blok Şeması

Çelik. Her şey hesapladığınız gibi!

ETİL ASETAT ÜRETİMİNİN YAPILDIĞI TEPKİMELİ DAMITMA KOLONUNUN AYIRIMLI ( DECOUPLING ) PID KONTROLÜ

İletkende seri olarak tel direnci ve magnetik alandan doğan reaktans ile şönt olarak elektrik alandan doğan toprak kapasitesi mevcuttur.

Çay Atıklarından Aktif Karbon Üretimi ve Adsorpsiyon Proseslerinde Kullanımı

Öz Ayarlamalı Bulanık-PID Denetleyici İle Hidrolik Türbinin Benzetim Çalışması

ELM202 ELEKTRONİK-II DERSİ LABORATUAR FÖYÜ

FONKSİYONEL DERECELENDİRİLMİŞ KONİK KESİTLİ MİKRO-KİRİŞLERİN SERBEST TİTREŞİM ANALİZİ

Ruppert Hız Mekanizmalarında Optimum Dişli Çark Boyutlandırılması İçin Yapay Sinir Ağları Kullanımı

AISI 316L ÇELİĞİNİN İŞLENMESİNDE TAKIM RADYÜSÜ VE KESME PARAMETRELERİNİN TAGUCHİ YÖNTEMİYLE OPTİMİZASYONU

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

Üstel Dağılım SÜREKLİ ŞANS DEĞİŞKENLERİNİN OLASILIK YOĞUNLUK FONKSİYONLARI

ÇAPRAZ AKIŞLI ISI DEĞİŞTİRİCİ

( ) ( ) Be. β - -bozunumu : +β - + ν + Q - Atomik kütleler cinsinden : (1) β + - bozunumu : nötral atom negatif iyon leptonlar

AMONYAK/ SU AKIŞKAN ÇİFTİ İLE ÇALIŞAN KAPALI DEVRE SOĞURMALI ISI TRANSFORMATÖRÜNÜN TERMODİNAMİK ANALİZİ

TÜRK EKONOMİSİNDE PARA İKAMESİNİN BELİRLEYİCİLERİNİN SINIR TESTİ YAKLAŞIMI İLE EŞ-BÜTÜNLEŞME ANALİZİ

4-NITROFENOLÜN BENTONİTLE ADSORPSİYONU

İyon Kaynakları ve Uygulamaları

İletkende seri olarak tel direnci ve magnetik alandan doğan reaktans ile şönt olarak elektrik alandan doğan toprak kapasitesi mevcuttur.

BÖLÜM II A. YE Đ BETO ARME BĐ ALARI TASARIM ÖR EKLERĐ ÖR EK 2

BULANIK MANTIK KONTROLLÜ TERMOELEKTRİK BEYİN SOĞUTUCUSU

AKILLI YAPILARIN SONLU ELEMANLAR TEKNİĞİ KULLANILARAK MODELLENMESİ. Tarkan Çalışkan Havacılık Mühendisliği Bölümü, ODTÜ, 06531, Ankara.

Yuvarlakada Kavşakların Kapasiteleri Üzerine Bir Tartışma *

T.C. YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YAKIT PİLLİ-BATARYALI HİBRİD BİR ELEKTRİKLİ ARAÇTA ENERJİ YÖNETİMİNİN SAĞLANMASI FATMA KESKİN

Asenkron Makinanın Alan Yönlendirme Kontrolünde FPGA Kullanımı ALAN İ., AKIN Ö.

DEĞİŞKEN KESİTLİ ANKASTRE TIMOSHENKO KİRİŞİN STATİK STABİLİTE ANALİZİ

IKTI Mayıs, 2010 Gazi Üniversitesi-İktisat Bölümü

REZERVUAR SU YÜKSEKLİĞİ DEĞİŞİMİNİN KÜRTÜN BARAJININ LİNEER OLMAYAN DEPREM DAVRANIŞINA ETKİSİ

UYGULAMALI DİFERANSİYEL DENKLEMLER

Tamburlu Çayır Biçme Makinesi Hareket İletim Millerinin Analitik ve Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Gerilme Analizi

5. SANTRİFÜJ POMPALARDA TEORİK ESASLAR

- BANT TAŞIYICILAR -

GİRİŞİMCİ WEB SAYFALARININ DEĞERLENDİRİLMESİNDE BULANIK BİLİŞSEL HARİTALAMA YÖNTEMİNİN KULLANIMI

TANITIM ve KULLANIM KILAVUZU. Modeller UBA4234-R. Versiyon : KK_UBA_V3.0210

Konya da Aylık Ortalama Toplam Güneş Işınımının Tahmini İçin Mevcut Bazı Modellerin Karşılaştırılması

SÜLFÜRİK ASİTLE MUAMELE EDİLEN FISTIK KABUKLARI İLE Cr(VI) İYONLARININ ADSORPSİYONU

Kirişli döşemeler (plaklar)

T.C. SELÇUK ÜNĐVERSĐTESĐ FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ

doldurulması sırasında yayınlanan karakteristik X-ışınlarını bulması

metal (bakır) metaloid (silikon) metal olmayan (cam) iletken yar ı iletken yalıtkan

SIVILAŞMAYA KARŞI GÜVENLİK KATSAYISININ YAPAY SİNİR AĞLARI İLE TAHMİN EDİLMESİ: DENİZLİ-GÜMÜŞLER ÖRNEĞİ

INVESTIGATION OF RCC DAMS CONSIDERING VISCOUS BOUNDARY CONDITIONS

Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

DOĞUŞ ÜNİVERSİTESİ MATEMATİK KLÜBÜ FEN LİSELERİ TAKIM YARIŞMASI 2007 SORULARI

DESIGN OF A FUZZY-PI CONTROLLED THREE-PHASE ACTIVE POWER FILTER

Tekirdağ&Ziraat&Fakültesi&Dergisi&

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BULANIK PID KONTROLÖRLERİ İÇİN ÇEVRİM İÇİ KURAL AĞIRLIKLANDIRMA YÖNTEMLERİ DOKTORA TEZİ

KAPALI TERMOSİFON DÖNGÜSÜNDE AKIŞ VE ISI TRANSFERİ ÜZERİNE PARAMETRİK ÇALIŞMA

Derin suda düşey asılı duran bir boru hattının dinamik analizi

bir süzgeç tasarım programı

Elektrik Devrelerinin Temelleri. Neslihan Serap Şengör Devreler ve Sistemler A.B.D. oda no:1107 tel no:

DERS 9. Grafik Çizimi, Maksimum-Minimum Problemleri Grafik çiziminde izlenecek adımlar. y = f(x) in grafiğini çizmek için

Hizmet Kalitesinin Servqual Metodu İle Ölçümü ve Sonuçların Yapısal Eşitlik Modelleri İle Analizi: Öğretmen Evi Uygulaması

Bulanık Mantık Kontrollü Rejeneratif Frenleme Sistemi Regenerative Braking System using Fuzzy Logic Controller

HİDROKSİAPATİT KULLANILARAK SULU ÇÖZELTİDEN BAKIR İYONLARININ UZAKLAŞTIRILMASI. Arzu ENGİN 1, İsmail GİRGİN 2

BİLEŞENLER. Demiryolu Araçları için yüksek hızlı DC devre kesiciler Tip UR6, UR10 ve UR15


BÖLÜM 2- HATA VE HATA KAYNAKLARI SORULAR ÇÖZÜMLER & MATLAB PROGRAMLAMA

LYS Matemat k Deneme Sınavı

MANYEZİT ARTIĞI KULLANILARAK SULU ÇÖZELTİLERDEN Co(II) İYONLARININ GİDERİMİ

Mühendisler İçin DİFERANSİYEL DENKLEMLER

YARIİLETKENLER BÖLÜM 8. Yarıiletkenler Acaba onları önemli kılan nedir? 5/5/2015

BÖLÜM 1. YÜK TUTMA ELEMANLARI 1. GİRİŞ

SÜLFÜRİK ASİTLE DEHİDRATE EDİLEN BUĞDAY KEPEĞİ İLE Cu(II) İYONLARININ ADSORPSİYONU

Güneşte Kurutulmuş Bamyaların Rehidrasyon Kinetiği

t H T T T x y z H= C dt+ L 1 f (T) k x

B OSC2 VOD PIC16F84 MİKRODENETLEYİCİSİ KULLANILARAK CİHAZLARIN TELEFON İLE KONTROLÜNE BİR UYGULAMA. Rabman YAKAR, Etem KÖKLÜKAYA.

Örtü Torba Yöntemi ile Örneklenen Sürütme Ağlarında Seçicilik Parametrelerinin Hesaplanması Üzerine Bir Bilgisayar Programı (L50 Sürüm: 1.0.

KAYNAKLAR. 1. Signals and Systems, Alan V. Oppenhein, Alan S. Willsky, Ian T. Young - Prentice Hall Signal Processing Series (1983)

İÇERİSİ BETON İLE DOLDURULMUŞ ÇELİK KUTU KESİTLİ KOLONLARIN GERİLME ŞEKİL DEĞİŞTİRME ZAMAN İLİŞKİLERİNİN İNCELENMESİ

KURŞUNUN ZEOLİTLE ADSORPSİYONUNUN İZOTERM VE KİNETİK ANALİZİ

{ } { } Ters Dönüşüm Yöntemi

İ.T.Ü. Makina Fakültesi Mekanik Ana Bilim Dalı Bölüm 7. Seviye Düzlemi

y xy = x şeklinde bir özel çözümünü belirleyerek genel

Kamuoyuna, Emek Taşınmaz Değerleme ve Danışmanlık A.Ş. İstanbul, 5 Ocak 2015

Eleco 2014 Elektrik Elektronik Bilgisayar ve Biyomedikal Mühendisliği Sempozyumu, Kasım 2014, Bursa

Kabak Çekirdeği Kabuğundan Elde Edilen Aktif Karbonun Sulu Çözeltiden Boyarmadde Gideriminde Değerlendirilmesi

Journal of ETA Maritime Science

LOGARİTMA. Örnek: çizelim. Çözüm: f (x) a biçiminde tanımlanan fonksiyona üstel. aşağıda verilmiştir.

Soru No Puan Program Çıktısı 7,8 1,

Bazik Mavi-16 Boyarmaddesinin Kil Üzerine Adsorpsiyonu &

Surface Modification Of Vermicular Cast Iron With Mosi2 And B4c Which Were Sintered At Various Temperatures By Using Gas Tungsten Arc Welding Method

Transkript:

Ayon Kocatp Ünivrsitsi Fn v Mühndislik Bilimlri Drgisi Ayon Kocatp Univrsity Journal o Scinc and Enginring AKÜ FEMÜBİD 8 (8) xxxxxx (39 396) AKU J. Sci. Eng. 8 (8) 73 (39-396) DOİ:.5578/mbd.66854 Disk Tipi Elktromkanik Aygıtın Bağ Graiği Yöntmi il Modllnmsi Zliha KAMIŞ KOCABIÇAK Uludağ Ünivrsitsi, Mühndislik Fakültsi, Otomotiv Mühndisliği Bölümü, Bursa. -posta: zkamis@uludag.du.tr Gliş Tarihi:3.3.7 ; Kabul Tarihi:7.4.8 Anahtar klimlr Bağ graiği yöntmi; Mıknatıs dvrsi; Elktromkanik aygıt Özt Bu çalışmada disk tipi lktromkanik aygıtın modllnmsi v sistmin dinamik davranışının ld dilmsi inclnmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında sistm lmanları arasındaki nrji alışvrişin dayalı graiksl bir yöntm olan bağ graiği yöntmi il modllmsi yapılmıştır. İkinci aşamada aygıtın MATLAB/Simulink modli kurularak dinamik davranış ğrilri ld dilmiş v iki modl sonuçları karşılaştırılmıştır. Bağ graiği modli daha basit yapıda v daha kolay anlaşılabilir bir modllm yöntmi olmakla birlikt, yapılan bnztim çalışmaları sonucunda ld diln dinamik davranış ğrilrinin d Simulink modli sonuçları il bir bir uyumlu olduğu görülmüştür. Modllrdn ld diln sonuçlar dny sonuçları il d doğrulanmıştır. Modling o Disc Typ o Elctromchanical Dvic by Bond Graph Mthod Kywords Bond graph mthod; Magntic circuit; Elctromchanical dvic Abstract In this study, th modling o th disc typ o lctromchanical actuator and th dynamic bhavior o th systm hav bn invstigatd. In th irst stag o th study, th systm is modld by th bond graph mthod that is a graphical mthod basd on th nrgy xchang btwn th systm lmnts. In th scond stag, th MATLAB/Simulink modl o th dvic is stablishd to obtain dynamic bhavior curvs and th two modl rsults ar compard. Although bond graph mthod is simplr and mor undrstandabl modling mthod, th dynamic bhavior rsults o th modl is ound to b in harmony with Simulink modl rsults. Th rsults obtaind rom th modls ar also conirmd by th xprimntal rsults. Ayon Kocatp Ünivrsitsi. Giriş Elktromkanik aygıtlar lktriksl işarti mkanik harkt dönüştürn lmanlardır. Eld diln mkanik harkt açısal is lktrik motoru, doğrusal is solnoid yada lktromkanik aygıt olarak adlandırılırlar. Elktromkanik aygıtlar glişn tknoloji il birlikt özllikl dntim sistmlrinin vazgçilmz lmanı olmuşlardır. Elktromkanik aygıt, tasarım aşamasında ş zamanlı olarak analiz dilmsi grkn alt sistmlrdn mydana gldiği için tipik bir mkatronik sistmdir. Elktromkanik aygıtların tasarımı, modllnmsi v çşitli alanlara uyarlanması il ilgili çok sayıda çalışma bulunmaktadır (Kamış, 5; Şkat, 9; Nitu t al. 8; Poyraz vd. 3; Habib t al. ; Cop t al. 8). Elktromkanik aygıtlarda kullanılan manytik malzmnin B-H graiklri (B: akı yoğunluğu [Wb/m ], H: Manytizma/ Mıknatıslanma kuvvti [At/m]) kullanılarak MATLAB/Simulink programı yardımıyla grçğ yakın sonuçlar ld dilmktdir (Kamış, 5; Şkat, 9). Elktromkanik aygıtların modllnmsind çşitli yöntmlr kullanılsa da, karmaşık yapılı aygıtların modllnmsin uygun graiksl bir modllm yöntmi olan bağ graiği yöntmi d trcih dilmktdir. Bu yöntm arklı iziksl sistmlr arasındaki nrji alışvrişini açıkça göstrdiği için mkatronik sistmlrin modllnmsind

Disk tipi lktromkanik aygıtın bağ graiği yöntmi il modllnmsi, Kamış Kocabıçak tasarımcıya kolaylık sağlar (Karnopp t al. ; Das t al. 9; Alabakhshizadh t al. ). Gonzalz- A v Nunz-P (), lktrik v mıknatıs dvrlri kullanan bir transormatörü bağ graiği yöntmi il modllmiştir. Alkov vd. (4) ndüstriyl bir sistm için bağ graiği modlini kullanmıştır. Elktromkanik aygıtların bağ graiği il modllnmsi üzrin d çşitli çalışmalar bulunmaktadır. Bu çalışmalarda gnllikl DC motor modllmsi (Poyraz vd. 3; Habib vd. ; Ömürlü vd. ) yada arklı yapıdaki lktromkanik aygıtlar (Nitu t al. 8; Cop t al. 8; Dridi t al. 7; Tsng t al. 7) l alınmıştır. Disk tipi mıknatıs dvrsin sahip lktromkanik aygıtın bağ graiği il modllnmsi üzrin bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu çalışmada daha önc lktromkanik supap mkanizması için tasarlanmış v imalatı grçklştirilmiş olan disk tipi lktromkanik aygıt l alınmıştır (Kamış, 5). Elktromkanik aygıtın dinamik davranışı için bağ graiği modli ld dilmiş v bağ graiği modl sonuçları Simulink modlindn ld diln sonuçlar v dny sonuçları il karşılaştırılmıştır. Bağ graiği modlinin doğruluğunu tst tmk için hr iki modld d akı yolu gçirgnliklri malzm B-H ğrilri kullanılmadan doğrudan hsaplama yoluyla blirlnmiştir. Bağ graiği yöntmi il çok daha basit yapıda bir modl ld dilmiş v bu modldn ld diln sonuçlar Simulink modlindn ld diln sonuçlarla birbir aynı çıkmıştır. Modllrin doğruluğunu tst tmk için mıknatıs dvrsi üzrind dny yürütülmüş v modl sonuçlarının dny sonuçları il uyumlu olduğu görülmüştür. harkt dnklmlri alt sistmlrin birbiriyl tkilşimin bağlı olarak ld dilmktdir (Kamış, 5; Şkat, 9; Rotrs, 94). Bir mıknatıs dvrsinin bobinin uygulanan lktrik grilimin ( b) karşılık oluşan akım dğişimi (i) sonucu dvrd bir mıknatıs akısı dğişimi oluşur. Kircho yasasına gör bu iadnin matmatiksl bağıntısı; sarım sayısı (N) v mıknatıs akısına () bağlı olarak dn d di b Ri Ri N () dt di dt şklind iad dilbilir. Burada R bobinin lktriksl dirncidir. Mıknatıs dvrsi magntomotor kuvvti (F=Ni) mıknatıs akısına bağlı olarak aşağıdaki şkild iad dilbilir. F=(R b+r a+r d) () Burada R b, R a v R d sırasıyla bobinin içind bulunduğu sabit kutup, hava aralığı v disk lmanın mıknatıs dirnçlri olup lb R b A r b la, R a A şklind hsaplanır. r 3 Sabit kutup r r r r 5 a, ld R d A r 4 r d x g w Disk (3). Disk Tipi Elktromkanik Aygıt l b l a l d Bu çalışmada l alınan lktromkanik aygıt düz yüzlü disk tipi mıknatıs dvrsindn oluşmaktadır. Bu mıknatıs dvrsinin harktli lmanı disk şklinddir v mıknatıssal olarak sri, mkanik olarak parall bağlı iki çalışma aralığına sahiptir. Şkil d disk tipi lktromkanik aygıt gomtrisi v şdğr mıknatıs dvrsi göstrilmktdir. Disk tipi mıknatıs dvrsi lktrik, mıknatıs v mkanik alt sistmlrindn mydana glir. Sistmin Ortalama mıknatıs akısı yolu r r r r 3 r 4 r 5 w 3 mm 6 mm mm 6 mm 9 mm 7.5 mm 6 mm Ni R b R d x R a Şkil. Elktromkanik aygıt gomtrisi v şdğr mıknatıs dvrsi 39

Disk tipi lktromkanik aygıtın bağ graiği yöntmi il modllnmsi, Kamış Kocabıçak Burada, µ : havanın gçirgnlik katsayısı [H/m] (µ =4π -7 H/m), µ r: mıknatıs malzmsinin bağıl gçirgnlik katsayısıdır. l b, l a, l d sırasıyla sabit kutup, hava aralığı v disktki akı yolu uzunlukları [m], A b, A a, A d sırasıyla sabit kutup, hava aralığı v diskt akının gçtiği tkin ksit alanlarıdır [m ]. Şkil d vriln ortalama mıknatıs akısı yoluna bağlı olarak (3) nolu dnklmd yr alan akı yolu uzunlukları v ksit alanları aşağıdaki gibi hsaplanabilir. l.5 r r r r 4r r b 3 4 5 l x x a g l.5 r r r r w d 3 (4) A A r r, A r r (5) b d 3 a (5) nolu dnklmd yr alan =. olup hava aralığındaki akı saçaklanmalarını v sızıntıları dikkat almak için kullanılan bir katsayıdır (Şkat, 9). P b, P a v P d sırasıyla sabit kutup, hava aralığı v disk lmanın mıknatıs gçirgnliği olmak üzr, mıknatıs dirncinin trsi olarak hsaplanabilir. P b=/r b, P a=/r a, P d=/r d (6) Disk lmanını harkt zorlayan mıknatıs çkim kuvvti (F m) mıknatıs akısının () bir sonucu olarak aşağıdaki şkild ld dilbilir. F m A o a (7) Elktromkanik aygıtlarda gri dönüş harkti yay kuvvti il sağlanmaktadır. Dolayısıyla mıknatıs kuvvti yay v sönüm kuvvtlrini yndiktn sonra, disk lmanında mkanik harkt mydana glmktdir. Nwton un II. Harkt Yasasından sistmin mkanik kısmının harkt dnklmi yöntmlrl çözümündn sistmin statik v dinamik davranış karaktristiklri ld dilbilir. 3. Bağ Graiği Yöntmi Bağ graiği yöntmi iziksl sistmlrin modllnmsind kullanılan graiksl bir yaklaşımdır. Farklı alt sistmlri, lmanlar arasındaki güç ya da nrji akışını göstrn bağlar il birbirin bağlamaktadır. Hrhangi bir sistmdki güç vya nrji akışı daima iki bağımsız paramtry bağlıdır. Bağ graiği yöntmind bu paramtrlr çaba () v akış () olarak tanımlanır. Güç (P), çaba () v akış () paramtrlrinin çarpımıdır. Momntum (p) çabanın v yrdğiştirm (q) akışın intgrali şklinddir. P p dt q dt (9) Enrji iadsi, E is aşağıdaki şkild hsaplanabilir. E dt dp dq () Bağ graiklrind yönlndirm okunun başlangıç ya da bitiş noktasına dik bir çizgi yrlştirilrk ndnsllik blirlmsi yapılmaktadır. Ndnsllik, hangi lmana doğru blirlndiys o lmana çaba girişi olduğunu, ndnsllik uygulanan lmandan diğr lmana doğru da bir akış çıkışı olduğunu göstrmktdir (Şkil ). Çizlg d arklı iziksl sistmlr için çaba, akış, momntum v yrdğiştirm paramtrlri vrilmiştir. Bağ graiği modlind kullanılan tml lmanlar v matmatiksl bağıntıları is Çizlg d vrilmiştir. d x dx Fm m b kx dt dt (8) şklind ld dilir. Burada; m: disk kütlsi (kg), b: sönümlm katsayısı (N/(m/s)), k: yay rijitlik katsayısıdır (N/m). Görüldüğü gibi mıknatıs dvrsinin dinamik davranışını tanımlayan dnklmlr oldukça karmaşık doğrusal olmayan iadlrdn mydana glmktdir. Bu dnklm takımlarının sayısal A Enrji akış yönü a B Şkil. a) Elmanlar arası bağ graiği göstrimi b) Ndnsllik uygulanmış şkli A A b B B 39

Disk tipi lktromkanik aygıtın bağ graiği yöntmi il modllnmsi, Kamış Kocabıçak Çizlg. Fiziksl sistmlrdki güç v nrji dğişknlri Sistm Çaba () Akış () Momntum (p) Yrdğiştirm (q) Elktrik Grilim [V] Akım [A] Akı Bağı [Vs] Elktrik yükü [C] Mkanik (ötlm) Kuvvt [N] Hız [m/s] Doğrusal momntum [kgm/s] Mkanik (dönm) Momnt [Nm] Açısal hız [rad/s] Açısal momntum [Nms] Mıknatıs Magntomotor kuvvti [A-sarım] Konum [m] Açı [rad] Akı dğişimi [Wb/s] - Akı [Wb] 4. Elktromkanik Aygıtın Modllnmsi Disk tipi mıknatıs dvrsinin lktrik, mıknatıs v mkanik alt sistmlrin ait ()-(8) tml dnklmlri kullanılarak oluşturulan bağ graiği modli Şkil 3 t göstrilmktdir. Mıknatıs dvrsi modllnirkn akı yolunun gçtiği hr bir kısmın mıknatıs gçirgnliklri ya da mıknatıs dirnçlrinin dikkat alınması grkir. Bağ graiği modlind mıknatıs dvrsinin çşitli kısımlarındaki gçirgnlik dğrlri (6) nolu iad yardımıyla doğrudan hsaplanmış mıknatıs malzmsin ait B-H ğrilri kullanılmamıştır. Bağ graiği modlind, hr bir alt sistmd akışlar ortak olduğundan hr alt sistm için kavşağı kullanılmıştır. Elktrik alt sistmind bobin dirnci için R lmanı, bobin uygulanan grilim için basamak giriş şklind uygulanan MS çaba kaynağı kullanılmıştır. Çizlg. Tml bağ graiği lmanları v tanımları Kaynaklar Pasi lmanlar Dönüşümlr Kavşaklar Enrji Yutan Enrji dpolayan Smbol Tml dnklm İsim (t):kaynaktan vriln S: Çaba kaynağı (t):kyi S: (t):kaynaktan vriln Akış kaynağı (t):kyi TF :m GY :r R C I (t)=r(t) (t)= (t)dt C (t)= (t)dt I m m r r 3 3 3 3 3 3 3 3 Dirnç Kapasit İndüktans Düz dönüşüm Trs dönüşüm Sıır kavşağı Bir kavşağı R R C Cb I m R i F b & F I x& b L F MS GY C i i GY & & CC x& F & d x& F a F m F C F R x& R b Stp Şkil 3. Elktromkanik aygıt bağ graiği modli C Cd C k 393

Disk tipi lktromkanik aygıtın bağ graiği yöntmi il modllnmsi, Kamış Kocabıçak Şkil 4. Elktromkanik aygıt Simulink modli Bobindn gçn akıma bağlı olarak oluşan mıknatıs akısı GY trs dönüşüm lmanı il modllnmiştir (dönüşüm katsayısı /N). GY lmanı üzrind mıknatıs alt sistmin gln magntomotor kuvvti (F) lktromıknatısın sabit kutbu (F b), disk (F d) v hava arağında (F a) paylaşılır. Sabit kutup v disk için mıknatıs gçirgnliklri sabit bir dğrdir v bağ graiği modlind kapasit lmanı olarak modllnmiştir (C b=p b, C d=p d). Çünkü mıknatıs dvrsind, mıknatıs nrjisi mıknatıs dirnci il kaybolmamakta aksin mıknatıs gçirgnliği il dpolanmaktadır. Hava aralığında mıknatıs gçirgnliği, (3)-(6) nolu iadlrdn görüldüğü gibi sabit bir dğr olmayıp diskin harktin bağlı olarak dğişmktdir (C a=p a). Mıknatıs gçirgnliğindki bu dğişim bağ graiğind iki hatlı kapasiti alan lmanı (C-ild lman, CC) kullanılarak dikkat alınmıştır. Kapasiti alan lmanın (CC) sol taraı mıknatıs kısmı sağ taraı is mkanik kısımdır (Şkil 3). CC lmanı hava aralığında dpolanan toplam nrji dikkat alınarak modllnmiştir. Diskin harkt miktarı da burada tanımlanmıştır. Hava aralığında dpolanan toplam nrji aşağıdaki gibi hsaplanır. xg x E C A a a Enrjinin zamana gör türvi gücü vrir. de E d E dx P dt dt x dt xg x d xg x dx P A dt x A dt a a () () P=F a & Fx m & Bu iaddn görüldüğü gibi güç mıknatıs v mkanik olmak üzr iki kısımdan mydana glmktdir. Hava aralığına tki dn magntomotor kuvvti sonucunda hava aralığında mıknatıs çkim kuvvti oluşur. Güç iadsinin mıknatıs kısmında çaba hava aralığı magntomotor kuvvti (F a) v akış da akı dğişimi ( & ); mkanik kısmında is çaba mıknatıs kuvvti (F m) v akış da disk hızıdır ( &x ). Mkanik alt sistmd hava aralığında oluşan mıknatıs kuvvtinin (F m) tkisi il karşı kuvvtlr ynildiktn sonra disk harkti mydana glir. Bağ graiği modlind kütl I, yay C v sönüm R lmanı il modllnmiştir. Bağ graiği modlini doğrulamak için disk tipi lktromkanik aygıtın ()-(8) tml dnklmlri kullanılarak oluşturulan Simulink modli Şkil 4 t vrilmiştir. İki modl yapısı karşılaştırıldığında Bağ Graiği modlinin çok daha basit yapıda olduğu görülmktdir. 5. Bulgular Elktromkanik aygıtın statik v dinamik karaktristiklri lktrik, mkanik v mıknatıs alt sistmlrin ait dnklmlrin çözümündn ld dilir. Şkil 5 d l alınan mıknatıs dvrsinin arklı akım dğrlrin karşılık gln kuvvt-yr dğiştirm karaktristik ğrilri vrilmiştir. Şkildn d görüldüğü gibi ğrilrin yapısı yaklaşık hiprbolik olup yakın msalrd çok yüksk çkim kuvvtlri oluşmasına karşılık görc uzun msalrd çkim 395

Disk tipi lktromkanik aygıtın bağ graiği yöntmi il modllnmsi, Kamış Kocabıçak kuvvtlrind hızlı bir azalma gözlnmkt, akım yüksldikç mıknatıs kuvvti artmaktadır. Şkil 6 da is bağ graiği v Simulink modli il ld dilmiş dinamik davranış ğrilri göstrilmktdir. Bu şkillrdn görüldüğü gibi hr iki modldn ld diln ğrilr birbiri il tamamn uyumludur. Şkil 6 da vriln dinamik davranış ğrilri inclndiğind; başlangıçta sürkli artış göstrn akımın blli bir noktada maksimum dğr ulaştıktan sonra düşüş gçtiği görülmktdir. Düşüş gçn akım ğrisi blli bir noktada minimum dğr ulaştıktan sonra tkrar yüksliş gçmktdir. Akım dğişimi il oluşan mıknatıs kuvvti artışı doğrudan harkt dğişimin ndn olurkn diğr taratan harkt dğişimi d trs yönd akım dğişimin tki tmktdir. Sonuçta akım dğişimi lktromkanik sistmdki karşılıklı tkilşimin bir iadsidir. Akım ğrisinin minimum yaptığı noktada harktin tamamlandığı görülür. Konum (mm) 3.5.5.5 Bag graigi Simulink Akım Konum..4.6.8...4.6.8. Zaman (s) Şkil 6. Mıknatıs kuvvti-yrdğiştirm ğrilri modl sonuçları Konum (mm) 3.5.5 Dnysl Bnztim Akım Konum 4 6 8 4 4 6 Akım (A) Akım (A) 8 75 5 i=7 A i= A i=8 A i=6 A i=4 A i=3 A.5 4..4.6.8...4.6.8. Zaman (s) Mıknatıs Kuvvti (N) 5 75 5 5.5.5.5 3 Yr Dgistirm (mm) Şkil 5. Mıknatıs kuvvti-yrdğiştirm ğrilri Şkil 7. Mıknatıs kuvvti-yrdğiştirm ğrilri modl v dny sonuçları Bu çalışmada l alınan mıknatıs dvrsi öncki bir çalışmada lktromkanik supap mkanizmasında kullanılmıştır (Kamış, 5). Elktromkanik supap mkanizmalarında, supap harkti büyük oranda yay nrjisi il tamamlanmaktadır. Mıknatıs kuvvti harkti sonlandırmak v supabı açık ya da kapalı konumda tutmak için grklidir. Bu ndnl lktromkanik supap mkanizmalarında ytrli cvap hızını sağlayabilmk için rijitliği yüksk yaylar kullanılmaktadır (k=34n/mm). Mıknatıs dvrsi, diski yay kuvvtin karşılık blli bir msadn (.9 mm) çkck şkild modllnmiştir. Karşı yay kuvvti mıknatıs dvrsin gör çok büyük olduğundan, mıknatıs dvrsi akımı oldukça yüksk dğrlr ulaşmakta v cvap sürsi d uzun çıkmaktadır (Şkil 6). Şkil 7 d modl sonuçları dny sonuçları il karşılaştırılmış v sonuçlar uyumlu olarak ld dilmiştir. 395

Disk tipi lktromkanik aygıtın bağ graiği yöntmi il modllnmsi, Kamış Kocabıçak 6. Tartışma v Sonuç Bu çalışmada disk tipi mıknatıs dvrsin sahip lktromkanik aygıt için tml dnklmlr çıkarılmış v lktromkanik aygıtın dinamik davranışı için bağ graiği modli ld dilmiştir. Bağ graiği modli sonuçları hazırlanan Simulink modli sonuçları il karşılaştırılmış, hr iki modl için ld diln akım v konum ğrilrinin birbiri il aynı olduğu v dny sonuçları il uyumlu olduğu gözlnmiştir. Sonuç olarak bu çalışma il bağ graiği yöntmi il modllmnin çok daha basit bir modllm yöntmi olduğu v sonuçlarının ytrli doğrulukta ld dildiği tspit dilmiştir. Kaynaklar Alabakhshizadh, A., Iskandarani, Y., Hovland, G. and Midtgard, O. M.,. Analysis, modling and simulation o mchatronic systms using th bond graph mthod. Modling, idntiication and control, 3(), 35-45. Alkov, I., Dikmann, R. and Widmann, D., 4. A gnralizd powr-basd modlica library with application to an industrial hydraulic plant. Procdings o th th intrnational modlica conrnc, Lund, Swdn, March -. Cop, D., Wright, A., Corcoran, C.J., Pasch, K., and Fischr, D., 8. Fully lxibl lctromagntic valv actuator: dsign, modling, and masurmnts. SAE Intrnational, 8--35. Das, S., 9. Mchatronic modling and simulation using bond graphs. CRC Prss,Taylor & Francis Group. Boca Raton, 33-34. Dridi, S., Salm I. B. and Amraoui L. E. 7. Bond Graph modling o automotiv suspnsion systm using a linar actuator. Intrnational Journal o Scintiic & Enginring Rsarch, 8(), 837-844. Gonzalz-A, G. and Nuñz-P, D.,. Elctrical and magntic modlling o a powr transormr: a bond graph approach. Intrnational Journal o Elctrical, Computr, Enrgtic, Elctronic and Communication Enginring, 6(9), 965-97. Habib, T., Nilsn, K. and Jørgnsn, K. A.,. Bond graph modling and simulation o mchatronic systms. Procdings o NordDsign, Aarlborg Univrsity, Dnmark, August -4. Kamış, Z., 5. Supaplar için lktromkanik ylyici tasarımı v dntiminin araştırılması. Doktora Tzi, Uludağ Ünivrsitsi Fn Bilimlri Enstitüsü, Bursa, 65. Karnopp, D. C., Margolis,D. L. and Rosnbrg, R. C.,. Systm dynamics modling and simulation o mchatronic systms. John Wily & Sons Inc., Nw York, 59-543. Niţu, C., Niţu, S. and Grămscu, B., 8. Elctromagntic actuator modling or modular robotics applications. Journal o optolctronics and advancd matrials, (5), 37 4. Ömürlü, V. E., Sağırlı, A., Hasköy, E., Turgut, M. N. v Yıldız, İ.,. Dört rotorlu insansız hava araçlarının bağ graik yöntmi il modllnmsi v modl tyidi. Türkiy Otomatik Kontrol Komitsi Ulusal Toplantısı, Gbz Yüksk Tknoloji Enstitüsü, Kocali,463-468. Poyraz, M., Özdmir, M. v Yıldız, A., 3. Aynı yükü bslyn iki srbst uyartımlı dc motorun dinamik davranışının bond gra yöntmi yardımıyla inclnmsi. Politknik drgisi, 6(), 373-377. Rotrs, H.C., 94. Elctromagntic dvics. John Wily, USA, 53-66. Şkat, G, 9. Th dsign optimization o th lctromchanical actuator. Structural and multidisiplinary optimization, 37(6), 635-644. Tsng, K., Chou, C., Liu, T., Wu, C., Chiu, J. and Chng, P. 7. Elctromagntic charactristic analysis o circuit brakr actuator using bond graph mthod. Elctric Powr Componnts and Systms, 45(6), 647 659. 396