Radyal akı yapılı eddy akımlı manyetik kavrama tasarımı ve pompa uygulaması
Radial aki structure eddy current magnetic coupling design and pump application
Yazar: HAVVA VAHAPOĞLU
Danışman: PROF. DR. AHMET FENERCİOĞLU
Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Eddy akımları = Eddy currents ; Elektromanyetik = Electromagnetic ; Manyetik sistemler = Magnetic systems ; Pompalar = Pumps ; Radyal akım = Radial flow

Özet:
Manyetik kavrama, temassız tork iletimi ile birçok avantajı beraberinde getirir. Manyetik kavrama eddy ve senkron olarak 2 topolojide incelenebilmektedir. Manyetik akının yol alma geometrisine göre kavrama radyal ve eksenel akılı olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışmada temassız güç aktarma performansı elde etmek için eddy akımlı radyal akılı manyetik kavrama tasarımının elde edilmesi hedeflenmiştir. Tasarım kriterleri olarak sistem verimi, maliyeti ve seri üretime uygunluk göz önünde bulundurulmuştur. Analitik yöntem olarak değişken ayırma yöntemi baz alınmıştır. Burada 0.5 Nm tork ve 3000 rpm sabit hız değerleri ile farklı parametrelerin tasarımları ANSYS Maxwell programında Sonlu Elemanlar Yöntemi ile analiz edilmiştir. Analizlerde optimum tasarımı yakalamak için kutup sayısı, kavrama hızı(giriş), mıknatıs hacmi, malzeme cinsi, hava aralığı değişkenleri analiz edilmiştir. 3000 devir giriş hızına ve 1 mm hava aralığına sahip radyal akılı eddy akımlı alüminyum manyetik kavrama ile   giriş mekanik gücün %71'i karşı tarafa temassız olarak aktarılmıştır. Bu sonuç analizler ile çözülmüş ve deney sonuçları ile doğrulanmıştır. Manyetik analizler ve deneyler 1, 2 ve 3 mm hava aralığı için gerçekleştirilmiştir. Ayrıca 3 mm hava aralıklı tasarım, bir pompaya uygulanarak kapalı devre sistem içerisinde debi ve basınç testine tabi tutulmuştur. Test sonucunda pompa motoru saatte 4438 litre suyu devridaim etmeyi başarmıştır. Böylece pompada salmastra ihtiyacı ortadan kalkmış tamamen izole bir şekilde pompalama gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
The magnetic coupling brings many advantages with contactless torque transmission. Magnetic coupling can be examined in 2 topologies eddy and synchronously. According to the travel geometry of the magnetic flux, the clutch appears as radial and axial wisdom. In this study, it is aimed to obtain eddy current radial wired magnetic coupling design in order to obtain contactless power transmission performance. System efficiency   cost and suitability for mass production were taken into consideration as design criteria. Variable Separation Method was used as the analytical method. Here, the design of 0.5 Nm torque and 3000 rpm constant speed values and different parameters were analyzed with the finite element method in the ANSYS Maxwell program. Poles number, coupling speed(input), magnet volume, material type and air gap variables were analyzed in order to achieve the optimum design in the analyzes. Poles number, speed, magnet volume, material type and air gap variables were analyzed in order to achieve the optimum design in the analyzes. 71% of the input mechanical power was transferred to the opposite side without any contact with the radial wedge eddy current aluminum magnetic coupling with 3000 rpm input speed and 1 mm air gap. This result was solved by analysis and confirmed by the test results. Magnetic analyses and experiments were carried out for an air gap of 1, 2 and 3 mm. In addition, the design with 3 mm air gap was applied to a pump and subjected to flow and pressure test within the closed closed system. As a result of the test, the pump motor was able to recirculate 4438 liters of water per hour. Thus, the need for sealing in the pump has been eliminated and pumping has been carried out in a completely isolated manner.