Rüzgar türbini tahrik grubu tasarımı
Wind turbine drive group design
Yazar: CİHAN DEMİR
Danışman: PROF. DR. FERHAT DİKMEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Düz dişli = Spur gear ; Rüzgar makineleri = Wind machinery ; Silindirik dişli tasarımı = Cylindrical gear design

Özet:
Değişen ve gelişen dünyanın doğurduğu enerji yüksek talebi ve çevre kirliğinin önemli derecede artarak yaşam kalitesini düşürmesi, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımına bir gerekçe olmuştur. Ülkemiz rüzgar enerjisi kurulu gücü ile yenilebilir enerji kaynaklarından enerji eldesine önemli bir katkı sağlamaktadır. 
Planet dişli mekanizmaları; geleneksel bir tasarım olan alın dişli mekanizmalarına göre daha güncel bir tasarım ve araştırma konusudur. Literatürde önemli bir konumda yer almasına rağmen üzerine yapılan çalışmalar az ve yetersizdir. 
Bu çalışma ile planet dişli mekanizmaları üzerine yapılan çalışmaları incelemek; elde edilen bilgiler aracılığıyla bir dişli kutusu tasarımı yapmak amaçlanmıştır.
Rüzgar türbinleri, yüksek çevrim oranlarına sahip dişli kutularına ihtiyaç duymaktadırlar.  Bu nedenle rüzgar türbinleri dişli kutularında sıkça planet dişli mekanizmalarına rastlanmaktadır. Bu çalışmada da 1,2 MW güce ve ortalama 16 dev/dk kanat göbeği devrine sahip bir rüzgar türbini için planet dişli mekanizmalarından oluşan, bir tahrik grubu tasarımı yapılmıştır.  Mekanizma ile kanat göbeğinden alınan gücün 1584 dev/dk devir ile türbin jeneratörüne iletmesi sağlanmıştır. Jeneratörüne aşırı yüklenmesine karşılık kullanılmak üzere hidrolik bir fren kaliperi seçilerek kalipere uygun fren diski tasarlanmıştır. Tahrik grubunda dört elemanlı ve üç elemanlı planet dişli mekanizmaları seri bağlı kullanılarak yüksek çevrim oranı elde edilmiştir. 
Ayrıca ANSYS programı ile elde edilen tasarımın yapısal optimizasyonu yapılmıştır. Yapısal optimizasyon çalışmaları ile %75'e varan kütle azalmaları elde edilmiştir.

Abstract:
The high demand for energy caused by the changing and developing world and the fact that environmental pollution has significantly increased and reduced the quality of life has become a justification for the use of renewable energy sources. Wind energy in our country makes an important contribution to energy production from renewable energy sources with its installed capacity.
Planetary gear mechanisms are a more up-to-date design and research topic compared to spur gear mechanisms, which are a traditional design. Although it occupies an important position in the literature, the studies conducted on it are few and insufficient.
 With this study, it is aimed to examine the studies on planetary gear mechanisms and to design a gearbox through the information obtained.
Wind turbines require gearboxes with high gear ratios.  For this reason, planetary gear mechanisms are frequently encountered in the gearboxes of wind turbines. In this study, a drive group design consisting of planetary gear mechanisms was designed for a wind turbine with a power of 1.2 MW and an average rotor hub speed of 16 rpm.  With the mechanism, the power taken from the wing hub is transmitted to the turbine generator at a speed of 1584 rpm. A hydraulic brake caliper is selected to be used in response to overloading the generator and a brake disc suitable for the caliper is designed. In the drive group, four element and three element planetary gear mechanisms are used in series to achieve a high conversion rate.
Also structural optimization of the design that is obtained with the ANSYS program was carried out.   Mass reductions of up to 75% have been achieved with structural optimization studies.