ELEKTROMEKANİK GERGİ DENETİM SİSTEMİNİN DGM KULLANARAK İYİLEŞTİRİLMESİ

Benzer belgeler
NWSA-Engineering Sciences Received: September 2012 NWSA ID: A0344 Accepted: January 2013 E-Journal of New World Sciences Academy

Sabit Mıknatıslı Senkron Motorun Uzay Vektör Modülasyonlu Doğrudan Moment Kontrolünün Benzetimi

TOPRAKLAMA AĞLARININ ÜÇ BOYUTLU TASARIMI

ELEKTROMEKANİK GERGİ DENETİM SİSTEMİ

Rüzgar Türbininde Kullanılan AC/DC Çeviricilerde Uzay Vektörü Modülasyonu Yöntemi ile Kontrol

ÇĐFT SARKAÇ SĐSTEMĐNĐN KAYAN KĐPLĐ KONTROLÜ

Resul ÇÖTELİ, Zafer AYDOĞMUŞ Fırat Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Elektrik Eğitimi Bölümü 23119, ELAZIĞ ÖZET

3. DİNAMİK. bağıntısı ile hesaplanır. Birimi m/s ile ifade edilir.

Bir Uçağın Yatış Kontrol Sistem Tasarımında Klasik ve Bulanık Denetleyici Etkileri

Otomatik Kontrol. Blok Diyagramlar ve İşaret Akış Diyagramları. Prof.Dr.Galip Cansever. Ders #3. 26 February 2007 Otomatik Kontrol

Kontrol Sistemleri. Kontrolcüler. Yrd. Doç. Dr. Aytaç GÖREN

Fuat Kılıç 1, Feriha Erfan Kuyumcu 1. Kocaeli Üniversitesi Özet. Abstract

Kirişlerde sınır değerler Benzeri ERSOY/ÖZCEBE S

BASİT EĞİLME ETKİSİNDEKİ ELEMANLARIN TAŞIMA GÜCÜ

Genetik Algoritma ile Kuru bir Trafonun Maliyet Optimizasyonu

ULTRASONİK MOTOR İÇİN EŞDEĞER DEVRE MODELİNİN UYGUNLUĞUNUN ARAŞTIRILMASI

ELECO '2012 Elektrik - Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Sempozyumu, 29 Kasım - 01 Aralık 2012, Bursa

YAĞLAMA VE KAYMALI YATAKLAR

Sprott_94_A Kaotik Sisteminin Senkronizasyonu ve Bilgi Gizlemede Kullanılması

Sargı. r 3 r 2 r 1. Sabit Kutup. Hareketli Eleman. T d. m k *(0.78*10 7

Deney 21 PID Denetleyici (I)

DENEY 1 Laplace Dönüşümü

Kesitte moment kuvvet çifti Çekme ve basınç kuvveti

ESM 406 Elektrik Enerji Sistemlerinin Kontrolü 4. TRANSFER FONKSİYONU VE BLOK DİYAGRAM İNDİRGEME

SPWM EVİRİCİ İLE SÜRÜLEN VEKTÖR DENETİMLİ KALICI MIKNATISLI SENKRON MOTORUN DİNAMİK ANALİZİ

GRID INDUCTANCE IN SUBSTATION GROUNDING GRID DESIGN BASED ON GENETIC ALGORITHMS

STOK KONTROL YÖNETİMİ

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 4 Sayı: 1 sh Ocak 2002 LED İN DARBELİ AŞIRI AKIMDA BAZI DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ

İnşaat Mühendisliği Bölümü UYGULAMA 1- BOYUT ANALİZİ

YÜKSEK GERİLİM TESİSLERİNDE KULLANILAN YALITKAN YAĞLARIN DELİNME DAYANIMI ANALİZİ

Genetik Algoritma ile Kuru bir Trafonun Maliyet Optimizasyonu

İ. T. Ü İ N Ş A A T F A K Ü L T E S İ - H İ D R O L İ K D E R S İ BOYUT ANALİZİ

ENİNE VE BOYUNA FRP DONATILI BETONARME KİRİŞLERİN KESME DAYANIMI

ÇOKLU ALT SİSTEMLERİN SADELEŞTİRİLMESİ

Eğik Yüzeye Gelen Güneş Işınımı Değerlerinin Deneysel Olarak İncelenmesi

H03 Kontrol devrelerinde geri beslemenin önemi. Yrd. Doç. Dr. Aytaç Gören

Herhangi Bir Şekilde Simetrik Kesitlerin Taşıma Gücü. Düşey eksene göre simetrik kesit

SMULNK KULLANARAK BR PNÖMATK SSTEMN SMÜLASYONU

ENDÜSTRİYEL UYGULAMALARDA KULLANILAN KARIŞIM TANKININ SEVİYE VE SICAKLIK DENETİMİ İÇİN PID VE BULANIK MANTIK DENETLEYİCİ TASARIMI *

NEWTON HAREKEET YASALARI

GÜVENİLİR OLMAYAN SİSTEMLER İÇİN ARALIK ÇİZELGELEMESİ PROBLEMİ

Frekans Analiz Yöntemleri I Bode Eğrileri

Otomatik Kontrol. Fiziksel Sistemlerin Modellenmesi. Prof.Dr.Galip Cansever. Elektriksel Sistemeler Mekaniksel Sistemler. Ders #4

Bellek. t H t L. Çıkış Q. Veri. Q(t + )= f( Q(t), I 0, I 1,., I n-1 ) Q(t): Şimdiki değer Q(t + ): Sonraki değer

Ders #10. Otomatik Kontrol. Sürekli Hal Hataları. Prof.Dr.Galip Cansever. 26 February 2007 Otomatik Kontrol. Prof.Dr.

Ders #9. Otomatik Kontrol. Kararlılık (Stability) Prof.Dr.Galip Cansever. 26 February 2007 Otomatik Kontrol. Prof.Dr.

Temel Yasa. Kartezyen koordinatlar (düz duvar) Silindirik koordinatlar (silindirik duvar) Küresel koordinatlar

Haberleşme Gecikmeli Hibrid Enerji Üretim Sisteminin Kararlılık Analizi

CİVATA BAĞLANTILARI_II

ZAMANLA DEĞİŞEN HIZDA HAREKET EDEN YÜKE MARUZ KİRİŞ/KÖPRÜ NÜN DİNAMİK TEPKİSİ

AKÜ FEBİD 12 (2012) (1-5) AKU J. Sci. 12 (2012) (1-5)

ESM406- Elektrik Enerji Sistemlerinin Kontrolü. 2. SİSTEMLERİN MATEMATİKSEL MODELLENMESİ Laplace Dönüşümü

Teknik Not / Technical Note KONUT SEKTÖRÜ İÇİN LİNYİT KÖMÜRÜ TÜKETİCİ FAZLASI

AKIŞKANLAR Giriş 8. 2 Basınç, Basıncın Derinlikle Değişimi

ELEKTRĐK MOTORLARI SÜRÜCÜLERĐ EELP212 DERS 04

BİR ISIL SİSTEMİN MODELLENMESİ VE SIEMENS SIMATIC S7 200 PLC İLE KONTROLÜ

KONTROLÜ. Marmara Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü Göztepe Kampüsü Kadıköy-İSTANBUL

S7 300 İLE PROFIBUS ÜZERİNDEN SİSTEMİN GERÇEK ZAMANLI PID KATSAYILARININ BULUNARAK PID İLE KONTROLÜ

DERS 10. Kapalı Türev, Değişim Oranları

11. SINIF KONU ANLATIMLI. 2. ÜNİTE: ELEKTRİK VE MANYETİZMA 3. Konu DÜZGÜN ELEKTRİKSEL ALAN VE SIĞA ETKİNLİK VE TEST ÇÖZÜMLERİ

EGE ÜNİVERSİTESİ-MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ-MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 1 MK371 ISI TRANSFERİ (2+2) DERSİ

2010 Nisan. ELASTİK YAYLAR. Özet. M. Güven KUTAY. 10a_yaylar.doc

Uydu Kentlerin Tasarımı için Bir Karar Destek Sistemi ve Bilişim Sistemi Modeli Önerisi

FOTOVOLTAİK HÜCRENİN TEK DİYOT EŞDEĞER DEVRE PARAMETRELERİNİN ÇIKARILMASI VE MATLAB/SİMULİNK MODELİ

12.7 Örnekler PROBLEMLER

Cilt:11 Sayı: 4 s , 2008 Vol: 11 No: 4 pp , Yılmaz KORKMAZ, Fatih KORKMAZ ÖZET

Elektromanyetik Teori Bahar Dönemi. MAXWELL DENKLEMLERİ VE ELEKTROMANYETİK DALGALAR Giriş

Yüksek Gerilim Kablolarının Farklı Döşeme Koşullarında Isıl Analizi Thermal Analysis of High Voltage Cables In Case of Different Laying Condition

TEST 22-1 KONU ELEKTROMANYETİK KUVVET. Çözümlerİ ÇÖZÜMLERİ

Bölüm 7: İş ve Kinetik Enerji

dir. Periyodik bir sinyalin örneklenmesi sırasında, periyot başına alınmak istenen ölçüm sayısı N

MOSFET BSIM3V3 EŞİK GERİLİMİ VE MOBİLİTE PARAMETRELERİNİN GENETİK ALGORİTMA İLE ÇIKARTILMASI

Tork ve Denge. Test 1 in Çözümleri

BETONARME PERDE BOYUTLAMA KILAVUZU TS ve DBYBHY-2007

Kontrol Sistemleri Tasarımı

Kontrol Sistemleri Tasarımı. Kontrolcü Tasarımı Tanımlar ve İsterler

Posta Adresi: Sakarya Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Sakarya, Türkiye

ÇELİK TEL HALAT DEMETİNİN MODELLENMESİ VE SONLU ELEMANLARLA ANALİZİ

Düşey dar kanallarda R134a akışkanının yoğuşmasının deneysel incelenmesi

ÇELİK YAPILARDA ELASTİK VE PLASTİK YÖNTEM ÇÖZÜMLERİ VE BİRLEŞİMLER

1. BÖLÜM ELEKTROSTATİK. Yazar: Dr. Tayfun Demirtürk E-posta:

hızlarıyla va > vb olacak biçimde hareket ettiklerinde, aşağıda sıralanan süreç yaşanır.

Sıvı Sıkışabilirliği ve Sıvı Ortamı Dalga Yayılma Sınır Şartlarının Baraj Deprem Davranışına Etkisinin Euler Yaklaşımıyla İncelenmesi

MKM 308 Makina Dinamiği

KAPLĐN SANAYĐ ve TĐCARET KOLLEKTĐF ŞĐRKETĐ

H09 Doğrusal kontrol sistemlerinin kararlılık analizi. Yrd. Doç. Dr. Aytaç Gören

MAKROİKTİSAT (İKT209)

11. SINIF KONU ANLATIMLI. 2. ÜNİTE: ELEKTRİK VE MANYETİZMA 1. Konu ELEKTRİKSEL KUVVET VE ELEKTRİK ALANI ETKİNLİK VE TEST ÇÖZÜMLERİ

MESNETLERİNDEN FARKLI YER HAREKETLERİNE MARUZ EĞİK ASKILI KÖPRÜLERİN KABLO DAVRANIŞI

+360 Kotu KALIP PLANI. yapılabilir. Şerit döşemelerin kısa doğrultusunda herhangi bir yerden döşeme alınabilir.

LPG DEPOLAMA TANKLARININ GAZ VERME KAPASİTELERİNİN İNCELENMESİ

Çevrimsel yüklemeye maruz tabakalı kompozitlerin maksimum yorulma ömrü için optimum tasarımı

TEST 20-1 KONU KONDANSATÖRLER. Çözümlerİ ÇÖZÜMLERİ. 1. C = e 0 d. 2. q = C.V dır. C = e 0 d. 3. Araya yalıtkan bir madde koymak C yi artırır.

Mukavemet Hesabı . 4. d 4. C) Vidanın zorlanması. A) Öngerilmesiz cıvatalar. B) Öngerilme ile bağlanan cıvatalar. d 4

TRANSMİSYON CIVATALARI

SAC ŞEKİLLENDİRME İŞLEMLERİ

ENM 557 ÇOK ÖLÇÜTLÜ KARAR VERME

Kaya Numunelerinin Dinamik Yükler Altında Mekanik Davranışının İncelenmesi

DAĞITIM SİSTEMLERİ İÇİN YENİ BİR GÜÇ AKIŞI ALGORİTMASININ GELİŞTİRİLMESİ

HİDROLİK SİSTEMLERDE ENERJİ KAYIPLARI VE YÜK DUYARLI SİSTEMLERE GEÇİŞ

Transkript:

Uluağ Üniveritei Mühenilik-Mimarlık Fakültei Dergii, Cilt 4, Sayı, 9 ELEKTROMEKANİK GERGİ DENETİM SİSTEMİNİN DGM KULLANARAK İYİLEŞTİRİLMESİ Gürel ŞEFKAT * Özet: Kağıt üretimi, kumaş, folyo ve platik film gii ürekli malzemelerin üretimi enaına gerginliğin kontrol eilmei gerekir. Şerit halineki malzemelerin, rulolar araına tranfer eilerek kaliteli ir işlemin gerçekleştirilmei, gergi kuvvetinin kontrolüne ayanır. Gergi kuvveti elli eğerlere tutulmaığı takire aşlıca iki prolemle karşılaşılır. i) Gergi kuvvetinin artarak, şeriin kopma mukavemetini aşmaı urumuna oluşacak ve üretimi keecek olan kopma, ii) Gergi kuvvetinin azalmaı ile üretim hattınaki gevşemeen olayı oluşacak akaklıklar ve kalite üşüklüğü. Bu çalışmaa, mekanik ve elektromekanik gergi enetim iteminin matematikel moelleri kurulmuş ve itemi tanımlayan enklemleren Dare Genişlik Moülayonu (DGM) uygulanmaan ve uygulayarak enzetim onuçları ele eilip karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Gergi enetimi, oynar rulo, elektromekanik fren, DGM. The Improvement of an Electromechanical Tenion Control Sytem y Uing the PWM Atract: The we tenion houl e controlle tightly for the quality of prouct an prouctivity of the we proce line. A moving we uner inufficient tenion cannot track properly an may wrinkle the we, while exce tenion may reult in we eformation or even a we reak. Thi paper ecrie the mathematical moeling an control of the mechanic an electromechanical tenion control ytem. The two ytem will e analyze, coniering the ynamic repone. Accoring to mechanic ytem, electromechanical tenion control ytem i oth imple tructure an more enitive. Furthermore, it can e enure a enitive control y a imple control algorithm ue to it i making poile to perform pule with moulation (PWM) ignal. Dynamic analye of the ytem were carrie out uing MATLAB/Simulink oftware. Simulation reult howing the ytem performance uch a control ignal, magnetic an tenion force an angle iplacement of the ancer were preente an compare for ifferent tenion value. Key Wor: Tenion control, ancer roll, electromechanical rake, PWM.. GİRİŞ Şerit malzeme; kağıt, film, tektil ürünü gii olukça uzun, izafi olarak ince ve enek malzemeleri tanımlar (Dwiveula ve ark, 6). Rulo haline arılarak enütriyel üreçlere giren şerit malzemelerin, yapılacak işlemler enaına üzgün olarak açılıp arılailmei, yapılan işlemin kalitei akımınan önem taşımaktaır. Bunun ağlanailmei için malzemelerin, açılma enaına gerginliğinin elli ir eğere olmaı gerekir. Bu gergi kuvveti elli eğerlere tutulmaığı takire aşlıca iki prolemle karşılaşılır. i) Üretimi keecek olan kopma, şeritteki gergi kuvvetinin şeritin kopma mukavemetini aşmaı haline ortaya çıkacaktır. ii) Gergi kuvvetinin çok üşük eğerlere olmaı, şeritte gevşemelere olayııyla a üretim hattına önemli akamalara neen olacaktır (Şefkat, 993). Gerginliğin kontrolü için ugüne kaar çeşitli itemlerle çözüm aranmıştır (Eler ve ark 993, Liu ve Daviion 3, Yan ve Huang 4). Bu itemler gergiyi oğruan ölçen veya olaylı olarak ölçen itemler olarak taarlanailir. Bugünkü teknoloji ile her iki yöntemle e gerginliği ölçmek mümkünür. Ölçülen gergi eğeri, eleme veya çekme oinini tahrik een elektrik motorunun hızını ayarlayan gerieleme işareti olarak taarlanaileceği gii aece çekme oininin ait evirli ir motorla tahrik eiliği itemlere, eleme oini üzerine ir frenleme etkii oluşturacak gerieleme işareti olarak a taarlanır. * Uluağ Üniveritei, Mühenilik-Mimarlık Fakültei, Makine Müheniliği Bölümü, 659, Görükle, Bura.

Şefkat, G.: Elektromekanik Gergi Denetim Siteminin DGM Kullanarak İyileştirilmei Tektil enütriine, özellikle okuma alanına, eleme oinini tahrik een elektrik motorunun hızının ayarlanmaıyla gerginliğin enetleniği itemler aha ağırlıklı olarak kullanılmaktaırlar. Buna karşılık oya-akı, kağıt veya ac keme gii işlemlere gerginlik, önceki itemlere nipeten aha ait ve ucuz olan frenleme mekanizmalı gergi enetim itemleri ile ağlanır. Frenleme, kumana ve irtiat tipine göre mekanik, elekromekanik, elektrohirolik, veya elektropnömatik olailir. Çok haa olmayan gergi enetim itemlerine mekanik fren itemi kullanılmakla eraer haa enetim gerektiren yerlere elektrohirolik veya elektromekanik gergi enetim itemleri tercih eilmekteir. Elektrohirolik frenli gergi enetim itemleri yükek frenleme momenti gerektiren yerlere kullanılmakla eraer karmaşık ve pahalı itemlerir. Buna karşılık elektromekanik fren itemleri gerielemeli haa ir gergi enetimi ağlayan ve aha ait yapıa olan itemlerir. Bu çalışmaa ele alınan elektromekanik fren taarımına; ir taraftan imalatın aitliği göz önüne ulunurulurken iğer taraftan a gergi enetimine haa ir enetim ağlama özellikleri göz önüne ulunurulmuştur. Tektil ve kağıt enütriine ıkça kullanılan rulo halineki ürünlerin; açılışınan işlem görüp tekrar rulo haline gelene kaar ki işlem ürei içine şerit gerginliğin ait kalmaı itenir. Aynı şekile kağıt enütriine e gerekli olan gerginliğin ağlanamamaı haline akı kalitei üşmekte, renk ağılımı olmakta, elektrik keilmelerine akı ozulmaktaır. Bu çalışmaa rulo halineki malzemelerin gerginliğinin enetimine kullanılmak üzere mekanik ve elektromekanik frenli ir gergi enetim iteminin matematikel moeli çıkarılmış ve moelin ayıal çözümleri araştırılmıştır.. MEKANIK GERGİ DENETİM SİSTEMİ Mekanik gergi enetim itemi için Şekil e göterilen fizikel moel ele alınmıştır. Şekilen görülüğü gii oşalan rulo, miller, arılan rulo, manivela kolu ve fren paucu ulunmaktaır. Rulo halineki malzeme miller araınan geçerek arılan ruloya gelmekteir. Milleren ikii ait etek mili olup iğeri ağlı oluğu manivela kolu ile gerieleme işlevi yapmaktaır. Manivela kolunun iğer ucuna ulunan fren paucu ile oşalan rulo üzerine etki een ürtünme momenti ile malzemenin gerginliği enetlenmekteir. Bu fizikel moel üzerinen ir matematikel moel ele eilmiştir. (Akçalı D.A., Küçükgil M., 995) Rulo haline arılmış ir malzemee, yarıçapın (r ) zamana ağlı olan açılma açıı ye ağlı olarak eğişimi (Lynch A.F ve ark., 4); r ( t ) r ( ) ( t ) () ile heaplanır. Bu ifaee şerit kalınlığı, r ()=r o rulonun aşlangıçtaki yarıçapıır. Benzer mantıkla arılan rulonun yarıçapı r, arma rulounun açılma açıı 'ye göre; V r r r i r f k (E,A,L) Sarılan Rulo Fren Paucu Boşalan Rulo F N a Manivela W Şekil : Mekanik gergi enetim itemi şematik göterimi

Uluağ Üniveritei Mühenilik-Mimarlık Fakültei Dergii, Cilt 4, Sayı, 9 r ( t ) r ( ) ( t ) () ağıntıı ile heaplanır. Buraa r ()=r i arma oininin ilk yarıçapıır. Şeritte oluşan gergi kuvveti, ünek malzemeler için Hooke kanununan; F l EA E E F l A l l uraa, EA =k l F g malzemenin ait rijitliği olarak alınıra; k( x x ) (3) şekline yazılailir. Elatikiyet enkleminin her iki tarafını zamana göre türetirek; Fg k( v v ) (4) t uraa x, x v ve x, x v ıraıyla arılan ve oşalan ilinirlereki çekme miktarı ve çekme hızlarıır gergi kuvvetinin zamana göre eğişimini veren ifaeyi ele eeriz. Diğer taraftan oşalan rulonun miline gelen önürme etkileri ikkate alınarak (Şekil ) Euler enkleminen; F r ( t ) F r J ( r ) B (5) g f f Buraa r germe momentini, F f rf frenleme momentini, J eylemizliğini ve B ie ihmal eileilecek iç ürtünmeleri temil etmekteir. Bunun yanına açıal hız ile çizgiel hız araınaki ağıntıan; V V, (6) r r ilinmekteir. (5) nolu enkleme F f mekanik frenin teğetel kuvvetini, ie oşalan rulonun açıal ivmeini temil etmekteir. Sürtünme katayıı, normal kuvvet F N ie fren paucunaki frenleme kuvveti; F f F (7) N içimine ele eilir. Buraa F N, Şekil e görülüğü gii frenleme kuvvetini oluşturan normal kuvveti temil etmekteir. Manivelaya ait mekanik ağıntıan normal kuvvet; F N a e (8) ulunur. Buraa e, gergi enetim itemine karşılaşılan hata olup; e W (9) şekline tanımlanır. (5) nolu ifae e geçen ve oşalan rulonun yarıçapına ağlı olarak eğişen eylemizlik momenti; J ( r ) J 4 4 i. 5 L r r () ifaei ile heaplanır. Buraa r i oşalan rulonun iç çapını, L oşalan rulonun enini, ie malzemenin yoğunluğunu temil etmekteir. Verilen matematik moele uygun olan kapalı öngü mekanik gergi enetim itemi lok iyagramı Şekil eki gii oluşturulur. 3

Şefkat, G.: Elektromekanik Gergi Denetim Siteminin DGM Kullanarak İyileştirilmei W/ + - /r /t Denetim I Organı e F N F f + + /a r f /r V - + /k /t Şekil : Mekanik gergi enetim itemi lok iyagramı 3. ELEKTROMEKANİK GERGİ DENETİM SISTEMI Elektromekanik gergi enetim itemi için Şekil 3'e verilen fizikel moel ele alınmıştır. Şekil 3'e verilen fizikel moele görülüğü gii, rulonun ağlı oluğu mil, ikler, oynar rulo (ancer), oynar rulonun açıal konumunu algılayan açıal potaniyometre ve u inyalle çalışan ir elektromekanik fren ulunmaktaır. Rulo halineki şerit malzeme, arma oinini tahrik een elektrik motorunun oluşturuğu moment ile çekilerek üretim hattına işlem görükten onra arma oini üzerine arılmaktaır. Üretim hattınaki şerit malzeme ikii ait irie, ağlı oluğu manivelayı hareket ettirerek gerieleme işlevi yapan, hareketli olmak üzere üç tamur araınan geçirilir. Manivelanın iğer ucuna ulunan açıal potaniyometre, manyetik frene ir elektrik inyali ağlayarak oluşan ürtünme kuvveti ile şerit malzemenin gergi kuvvetini enetlenmekteir. v Fg k v r r i r r o r f r i Boşalan Rulo Elektromekanik Fren Oynar rulo Dancer Motor Kayış-Kanak Mekanizmaı Denetim organı ve Akım ürücü Açıal Potaniyometre Şekil 3: Elektromekanik gergi kontrol iteminin şematik göterimi W Şekil 3'e görülen fizikel moel üzerinen itemi temil een ir matematik moel ele eilmiştir. Rulo haline arılmış ir malzemee, oşalan rulonun yarıçapı r ve enzer mantıkla arılan rulonun yarıçapı r, ıraıyla zamanla eğişen oşalan rulonun açılma açıı ve arılan rulonum açılma açıına ye göre eğişimi () ve () nolu ifaelerle heaplanır. Şerit gergi kuvveti (3) ve (4), oşalan rulonun miline gelen önürme etkileri ikkate alınarak Euler enklemi (5), hız ile çizgiel hız araınaki ağıntılar (6), frenleme kuvveti (7) nolu ifae ile heaplanır. F N ie Şekil 4 en e görülüğü gii; ve F N F Fy y y F m k x ait 'ir. Manyetik kuvvet F m ie enerji enkleminen; (Şefkat G., 993) () 4

Uluağ Üniveritei Mühenilik-Mimarlık Fakültei Dergii, Cilt 4, Sayı, 9 F m AN i ( L x) t x () Fm Fy L t Frenlenen volan Şekil 4: Elektromanyetik frenin eret ciim iyagramı Yukarıaki ifaee; havanın geçirgenliğini, A mıknatı çekirek keit alanını, N mıknatı arım ayıını, i uygulanan akımı, L t toplam hava aralığını, x fren paucunu temil een ikin hareket miktarını götermekteir. Görülüğü gii mıknatı kuvveti F m, akım i ve ik yereğiştirmei x'e ağlıır. Manyetik kuvveti heaplamak için, hazırlanan ir Simulink moeli (Şefkat, G. ) kullanılmıştır. L W Şekil 5: Oynar rulo Mıknatı evreine olayııyla elektromekanik frene uygulanan gerilim, oynar rulonun konumunun, potaniyometre (Şekil 3.) ile geri elenmeinen; e e g e ç (3) heaplanır. Buraa e g, oynar rulonun arzu eilen konumuna karşılık potaniyometreen okunan gerilim eğeriir. e ç ie oynar rulonun herhangi ir anaki konumuna karşılık geri elenen çıkış gerilimiir. Newton un hareket enkleminen oynar rulonun açıal konumu (Şekil 5); L Fg L co( ) W co( ) J B (4) WL Fg L co( ) co( ) B J ele eilir. Bu açıal konuma göre, açıal potaniyometreen ele eilen gerilim eğeri, şekline ele eilir. e ç (5) K 5

Şefkat, G.: Elektromekanik Gergi Denetim Siteminin DGM Kullanarak İyileştirilmei Sarılan rulo ait evirli ir motorla tahrik eilmekte ve u eeple ait açıal hızla önmekteir. Sarılan şerit malzemenin artmaıyla çizgiel hız V ; n 6 ve t oluğunan ve () nolu ifaeen arılan rulo yarıçapı ele eilire; V r (6) içimine heaplanır. Hata işaretine orantılı olarak elektromekanik frenin mıknatı evrei ir mıknatı kuvvet ağlar (Şefkat G.,). Bu mıknatı kuvveti, yay kuvvetine karşılık oluştuğunan frenleme momentini azaltarak itemin gerginliğini enetler. Böylece ait ir mekanik manivela yerine, çok aha haa ve hızlı olan elektromekanik gergi enetimi ağlanmış olur. Tüm u ifaeler kullanılarak gerginin zamana göre eğişiminin ifaei (Şefkat G., 996) F t g 3 kr ri Ir t 4 I r ri r t k 4 k k 3 r 3 I r r Fg t k f I r 3 F y F F t g m Fg r ele eilir. Bu ifaenin çözümü MATLAB iferaniyel enklem çözüm komutu kullanılarak ele eilmiştir. Dare genişlik moülayonu (DGM, PWM) kullanılığı elektromekanik gergi enetim iteminin lok şemaı Şekil e verilen mekanik itemen farklı olarak şöyle ele eilir. (7) -C- eh ehg PID Vol Fn Fn Mf Mf Fg Fg Teta D Teta Giriş PWM Denetim Organı Elektromekanik Elektromıkn a tı Fren Boşalan Rulo Oynar Rulo (Dancer9 Teta çıkış Vol TetaD Gerieleme Potaniyometre Şekil 6: Elektromekanik gergi enetim itemi lok iyagramı Şemaa görülen PWM (Pule With Moulation) loğu, are genişlik moülayonunu-dgminyali uygulanığını götermekteir. Elektromekanik frenin, hata inyalinin üyük eğerleri için açkapa içimine çalışmaını engeller. DGM olmakızın yapılan çalışmaa, mıknatı kuvvetinin yay kuvvetini yeniği urumlara, frenleme ikinin temaı keiliğinen, frenleme momentinin tamamen ortaan kalktığı ve aç-kapa içimiyle çalıştığı görülmüştür. Bu uruma gergi kuvveti elirli ınırlar araına ürekli alınım yapmakta ve şerit malzemenin yorulmaına ve itemin gürültülü çalışmaına neen olmaktaır (Şekil ). Sitemin elektromekanik olmaı DGM inyali uygulamayı mümkün kılmakta ve ait ir enetim algoritmaı uygulayarak haa ir enetim ağlanailmekteir. DGM tekniğinin eaı, tetere işi olarak ilinen işaret ile kontrol eilecek işaretin (hata işareti) mukayee eilmei işlemiir. Bu iki farklı işaretten ele eilecek olan yeni işaret oluluk ve oşluklara ahip ir areler izii olarak ortaya çıkmaktaır. Bu arelerin oluluk ve oşlukları, kontrol eilecek işaretin tetere işi işaretinen üyük ya a küçük olmaına ağlıır. Kontrol işareti tetere işi işaretinen üyük ie oluluk, küçük ie oşluk olarak onuçlanırılacaktır. Bu arelereki oluluk, uygulanan gerilim miktarının üreini elirtmekteir. DGM'nin Simulink moelini oluşturmak için, Simulink içine ulunan kütüphaneen ir aet tetere inyali üreteci, ir aet giriş, ir aet ilişki operatörü ve ir aet çıkış elamanı kullanılmıştır. Girişten itiaren DGM algoritmaına uygun şekile ağlanan u elemanlarla oluşturulan DGM üretecinin Simulink moeli Şekil 7 e verilmiştir. 6

Uluağ Üniveritei Mühenilik-Mimarlık Fakültei Dergii, Cilt 4, Sayı, 9 Giriş İşareti - Tetere Sinyal Üreteci Giriş < İlişki Operatörü Çıkış Tetere İşareti Çıkış DGM İşareti Şekil 7: DGM üretecinin Simulink moeli ve örnek giriş-çıkış inyalleri 4. ELEKTROMEKANİK GERGİ DENETİM SISTEMI SIMULINK MODELİ Şekil 8 e verilen enetim iteminin oğrual olmayan ifaeleri içeren moeli Simulink kullanılarak hazırlanmıştır. Elektromekanik gergi enetim itemi Simulink moeli; Oynar Rulo kımı (5) nolu ifae, elatikiyet kımı (4) nolu ifae, arılan rulo açıal hızı kımı ( ve 6) nolu ifaeler, oşalan rulo inamiği kımı ( ve 5) nolu ifaeler, elektromekanik (Şefkat, G. ) fren kımı (7-) nolu ifaeler ve PWM kımı için Şekil 7 eki Simulink moeli kullanılarak oluşturulu. Denetim organı olarak MATLAB-Simulink alet kutuunaki tanart PID ikonu kullanılı. S PWM Elektromekanik Fren -C- Teta Giriş C >= RO P < RO Prouct PID Denetim Organı Vol Fn Elektromıknatı Moment -K- Kr Switch Teta çıkış Og O Boşalan Rulo Dinamiği Sarılan Rulo Açıal Hızı P P I Fg() r u/t D Intg /r W P3 V w*r V -K- /k u/ t D r w -K- n k Motor Açıal Hızı Te ta (ev/ak) Elatikiyet -K- W/ C Oynar Rulo Fcn /I -K- /I Intg Intg teta T Teta() Fcn Vol TetaD Fcn Gerieleme (Potaniyometre) Şekil 8: Gergi enetim iteminin Simulink moeli 7

Şefkat, G.: Elektromekanik Gergi Denetim Siteminin DGM Kullanarak İyileştirilmei 5. BENZETİM SONUÇLARI Baheilen ifaeleren e görülüğü gii şerit malzemee oluşan gergi kuvveti; yay ön gergi kuvveti, oynar rulo ağırlığı, şerit malzeme elatikiyeti, arma motoru hızı gii elirli parametrelere ağlı olarak eğişmekteir. Bu parametreleren yay ön gergi kuvveti ve oynar rulo ağırlığı hariç iğerleri ait tutularak şerit malzemee oluşacak gergi kuvvetinin zamana göre eğişimi ele eilmiştir. Bununla irlikte hazırlanan Simulink moel kullanılarak ele eilen enzetim onuçlarınan hata inyali, PWM inyali ve enetim inyalinin zamana göre eğişimleri Şekil 9 a, elektromıknatı kımı ile ilgili mıknatı kuvveti, akım ve ik konumunun zamana göre eğişimleri Şekil a, fren ve oynar rulo ile ilgili net kuvvet, frenleme momenti, oynar rulo açı eğişimleri gii çeşitli çıktılarının zamana göre eğişimleri Şekil e unulmuştur. F =5, W=, n=6, k k =, =.8 5 Hata [V] -5 PWM inyali [V] Denetim inyali [V] - 3 4 5 6 7 8 9 4 3 3 4 5 6 7 8 9 4 3 3 4 5 6 7 8 9 Zaman [] (a) F =4, W=3, n=64, k k =, =.8 Hata [V] -5-3 4 5 6 7 8 9 6 PWM inyali [V] 4 3 4 5 6 7 8 9 6 Denetim inyali [V] 4 3 4 5 6 7 8 9 Zaman [] () Şekil 9: Elektromekanik gergi enetim itemine (a) = N ve () =5 N için hata, PWM ve enetim inyali eğişimi 8

Uluağ Üniveritei Mühenilik-Mimarlık Fakültei Dergii, Cilt 4, Sayı, 9 6 Mıknatı Kuvveti [N] 4 F =5, W=, n=6, k k =, =.8 3 4 5 6 7 8 9.8 Akım [A].6.4. 3 4 5 6 7 8 9 Konum [m].5 -.5-3 4 5 6 7 8 9 Zaman [] (a) Mıknatı Kuvveti [N] 5 3 4 5 6 7 8 9 4 F =4, W=3, n=64, k k =, =.8 Akım [A] 3 3 4 5 6 7 8 9 Konum [m].5 -.5-3 4 5 6 7 8 9 Zaman [] () Şekil : Elektromekanik gergi enetim itemine (a) = N ve () =5 N için mıknatı kuvveti, akım ve ik konum eğişimi 9

Şefkat, G.: Elektromekanik Gergi Denetim Siteminin DGM Kullanarak İyileştirilmei -5 - Net Kuvvet [N] -5 3 4 5 6 7 8 9.6.4 Frenleme Momenti [Nm]. 3 4 5 6 7 8 9 Gergi Kuvveti [N] 3 4 5 6 7 8 9 5-5 Oynar Rulo Açı Değişimi [] - 3 4 5 6 7 8 9 Zaman [] (a) -3-35 Net Kuvvet [N] -4 3 4 5 6 7 8 9 3.5 Frenleme Momenti [Nm].5 3 4 5 6 7 8 9 3 Gergi Kuvveti [N] 3 4 5 6 7 8 9 5-5 Oynar Rulo Açı Değişimi [] - 3 4 5 6 7 8 9 Zaman [] () Şekil : Elektromekanik gergi enetim itemine (a) = N ve () =5 N için net kuvvet, frenleme momenti, gergi kuvveti ve oynar rulo açı eğişimi 6. SONUÇLAR Bu çalışmaa klaik mekanik gergi enetim itemine alternatif olarak üşünülen elektromekanik frenli ir gergi enetim itemi önerilmiş ve DGM tekniği kullanarak ve kullanmayarak analiz eilmiştir. Her iki itemin e matematikel moeli kurularak elektromekanik gergi enetim itemi için ayıal çözümler ele eilmiştir. DGM tekniğinin kullanılmaığı gergi enetim iteminin ayıal çözümleri önceki çalışmaa (Şefkat G ve ark. 996) ele eilen (7) numaralı ifaeye ayanırılarak MATLAB koları ile yazılmış ir program kullanılarak ele eilmiş ve Şekil e unulmuştur.

Uluağ Üniveritei Mühenilik-Mimarlık Fakültei Dergii, Cilt 4, Sayı, 9 Şekil : DGM tekniğinin kullanılmaığı elektromekanik gergi enetim itemine gergi kuvveti (a) = N ve () =5 N için net Şekil en e görülüğü gii elektromekanik fren hataya ağlı olarak tamamen oşalıp tamamen akı konumuna gelerek itemi aç-kapa şekline ir avranışa itmiştir. Bu a itemin çok haa ir enetim ağlamaını ozmuştur. Ayrıca fren alataını oş konuman akı konumuna geçerken çıkarığı gürültüe itemin farklı ir teknikle ürülmeine yani DGM tekniğine itmiştir. Şekil en gergi kuvvetinin zaman göre eğişimini Şekil 3 e tekrar ele alırak; 3 Gergi Kuvveti (N) Gergi Kuvveti (N) 5-5 Oynar Rulo Açı Değişimi () - 3 4 5 6 7 8 9 ) Zaman () 5-5 Oynar Rulo Açı Değişimi () - 3 4 5 6 7 8 9 Zaman () (a) () Şekil 3: DGM tekniğinin uygulanığı elektromekanik gergi enetim itemine gergi kuvveti ve oynar rulo açı eğişimi (a) = N ve () =5 N için net Şekil 3 en görülüğü gii DGM tekniğinin kullanılmaı itemin inamik avranışını iyileştirmiştir. Gerekli olan fren kuvveti elektromekanik frene ürülen akımın eğiştirilmeiyle, fren kuvvetinin eğeri kuvvetlenirme-zayıflatma yapılarak frenin yüzeyen ayrılmaı engellenmiş olayııyla elektromekanik fren gecikmeleri iteme etkimemiştir. Bu uruma gergi kuvveti titreşimli önümlü ir inamik avranış ergilemiştir. Ele alınan elektromekanik fren iteminin kuramal olarak gergi enetim itemlerine kullanılaileceği ortaya konulmuştur. Yükek frenleme kuvveti gerektiğine aynı fren elemanınan ir çap oyunca karşılıklı iki hatta ört aet ir araa kullanılailir. Elektrikel kumanalı u itemin kapalı öngü ir gergi enetim itemine kolaylıkla kullanacağı aşikarır.

Şefkat, G.: Elektromekanik Gergi Denetim Siteminin DGM Kullanarak İyileştirilmei KAYNAKLAR. Akçalı, D.A., Küçükgil, M., (995) Bir Mekanik Gergi Kontrol Siteminin Enek Malzemeler İçin İnceleme ve Taarımı, II. Enütriyel Otomayon Semineri, 59-69, İtanul. Eler N.A., Arnaon R., Michaeli G an D a N., 993 Tenion Control: Dancer Roll or Loa Cell, IEEE Tranaction on Inutry Application, Vol.9, No.4., 77-739 3. Liu W. an Davion E. J., (3), Servomechanim Controller Deign of We Hanling Sytem, IEEE Tranaction on Control Sytem Technology, Vol., No.4, 555-564 4. Lynch A.F., Bortoff S.A, Röenack K, (4), Nonlinear tenion oerver for we machine, Automatica, Vol: 4, Pg. 57-54. 5. Özemir, B.A., (995) Gergi Kontrol Sitemi Taarımı ve Imalatı, L. T., Uluağ Üniveritei, 6. R.V..Dwiveula, Y. Zhu, R.P. Prahakart, (6) Characteritic of active an paive ancer: A comparative tuy, Control Engineering Practice, Vol:4, 49-43 7. Roter, H.C., (94) Electromagnetic Device, John Wiley,. 8. Şefkat, G., (993) Bir Elektromekanikel Sitemin Taarımı ve Analizi, Y.L. Tezi, Uluağ Üniveritei.. 9. Şefkat, G, Yükel İ., Şengirgin M., (996) Elektromekanik Gergi Denetim Sitemi, TOK96, İtanul, :83-9.. Tenion Control Sytem, (987) Warner Electric Brake & Clutch Company,.. Yan M.T., an Huang P.H., (4), Accuracy improvement of wire-edm y real-time wire tenion control, Machine Tool an Manufacture, Vol. 44, Pg. 87-84. Yükel, I., Şefkat, G., "Elektromekanikel Fren Taarımı ve Uygulamaı", III. Elektromekanik Sempozyumu, ayfa 38-335, Aralık, 993, Bura. Makale 8.3.8 tarihine alınmış,.4.9 tarihine üzeltilmiş, 3.4.9 tarihine kaul eilmiştir. İletişim Yazarı: G. Şefkat (efkat@uluag.eu.tr).