Tübüler DC lineer motor tasarımı ve denetimi
Design and control of tubular DC linear motor
Yazar: ZİYA DEMİRKOL
Danışman: DOÇ. DR. UĞUR HASIRCI
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Disiplinlerarası Elektrik-Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında sabit mıknatıslı tübüler DC lineer motor geliştirilmiştir. Otomasyon sistemlerinde dairesel hareketin yanında lineer harekete olan ihtiyacın da gün geçtikçe arttığı görülmektedir. Bu ihtiyaç, yaygın biçimde pnömatik sistemler ya da dişli, kayış ve kasnak gibi, hareketi ilave ara donanımlar yardımıyla üreten dairesel elektrik motorları tarafından karşılanmaktadır. Bu durum, fazladan maliyet ve bakım gibi sorunları beraberinde getirmektedir. Lineer motorlar ise ilave ekipmanlara ihtiyaç duymadan doğrusal hareketi doğrudan üreten makinelerdir. Ara eleman ihtiyacını ortadan kaldırmalarına rağmen, düşük kuvvet/akım oranı, uzunluk kısıtı ve daha uzun yapıldığında karmaşık sürücü devre ihtiyacı, lineer motorların iyileştirilmesi gereken dezavantajlarıdır. Bu çalışmada geliştirilen ve prototipi üretilen DC lineer motor, geometrik yapısından dolayı yüksek kuvvet/akım oranına sahiptir. Ayrıca çift yanlı olarak tasarlandığından, yeni modüller eklenerek istenilen uzunlukta üretilebilmektedir. Geliştirilen fırça-kollektör sistemi sayesinde, daha uzun yapıldığında ilave herhangi bir sürücü devreye ihtiyaç duyulmamaktadır. Böylece geliştirilen motor, lineer motorların bahsedilen problemlerine önemli ölçüde çözüm sunmaktadır. Üretilen motorun, farklı akım değerlerinde ve konuma bağlı statik kuvvet/akım oranı testleri gerçekleştirilmiştir. Dinamik modeli oluşturulan motorun MATLAB/Simulink ortamında benzetimi yapılmıştır. Veri toplama kartı yardımıyla elde edilen konum ve akım bilgileri, bilgisayar ortamına aktarılarak gerçek zamanlı denetim gerçeklenmiştir.

Abstract:
In this thesis, a permanent magnet tubular DC linear motor has been developed. In automation systems, it is observed that the need for linear motion as well as circular motion is increasing day by day. This requirement is commonly fulfilled by pneumatic systems or circular electric motors that generate the motion with the help of additional auxiliary equipment such as gears, straps, and belt pulleys. This situation causes problems such as additional costs and maintenance. Linear motors are machines that produce linear motion directly without the additional equipment. The disadvantages of linear motors that need to be improved are low force/current ratio, length limitation and the need for complex drive circuits when fabricated longer, although they eliminate the need for the auxiliary elements. The DC linear motor developed and prototyped in this study has a high force/current ratio due to its geometrical structure. Additionally, since it is designed as double-sided, it can be produced in the desired length by adding new modules. The developed brush collector system does not require any additional drive circuit when it is fabricated longer. Therefore, the developed motor provides a significant solution to the mentioned problems of linear motors. Static force/current ratio tests have been carried out at different current values of the manufacturing motor and depending on the location. The dynamically modelled motor is simulated in MATLAB/Simulink environment. The position and current information obtained with the help of the data acquisition card has been transferred to the computer environment and real-time control has been implemented.