Elektromanyetik fren sistemlerinin matematiksel modellenmesi
The mathematical modeling of electromagnetic braking systems
Yazar: MAXAT NURKALIYEV
Danışman: PROF. DR. EROL UZAL
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Tez kapsamı boyunca, sanayide kullanılan elektromanyetik fren sistemlerine uygun sayısal yöntem geliştirilmeye çalışıldı. Öncellikle, giriş kısmında tezin amacı ile kapsamı açıklandıktan sonra, genel kısımda ise elektromanyetik fren ve kavrama sistemlerinin geometrik yapısı ile özellikleri, fren sistemlerinin tüm tiplerine göre detaylandırıldı. Modellemeye geçilmeden önce, matematiksel modellemenin tanımları, nedeni, model oluşturma etkinliği, yaklaşımlarına açıklama yapılıp, modelleme türlerine kısaca ifadeler yapıldı. 
Model geliştirmede ise,  başlangıçta elektromanyetik kavramına açıklama yapılıp, Maxwell denklemleri, manyetik devreler hesabında kullanılacak yöntemlere yer verildi. Sırasıyla, Ampere, Ohm yasalarını gösterip, manyetomotor kuvvetli manyetik devrelerin hesaplanmasının özellikleri ifade edilmeye çalışıldı. Genel bir ifade ile, statördeki enerji kaybı ile ferromanyetik malzeme özelliklerine değindik. 
Manyetik devrelerin önemli parçası olan hava boşluğunun ayarlamasına açıklama yapıldıktan sonra, elektromekanik enerji dönüşümün prensipleri, enerji yöntemi, enerji dengesi ifade edildi. Daha sonra tek bobinli indüksiyon manyetik alan sistemlerindeki enerji, örnek üzerinden akı bağlantısı(the flux linkage) ile koenerji(coenergy) konularıyla manyetik kuvvet ve tork belirlemenin teorik kısımlar tamamlandı.
Gözden geçirdiğimiz yöntemler üzerinden bulgular kısmında örnek fren sistemini detayli teknik resimleri ile inceledik. Daha sonra frenin kuvvet sistemlerini oluşturarak, yayın tepki kuvvetini, frenin çevre kuvveti ile, fren balatasının sürtünme momenti hesabı yapıldı. Bahse konu yay  kuvvetini yenerek fren flanşını kendine doğru çekecek bir mekanik davranışa yol açan elektromanyetik kuvvet hesabını yaptık.

Abstract:
Throughout the thesis, a numerical method has been tried to be developed in accordance with the electromagnetic brake systems used in industry. First of all, after explaining the purpose and scope of the thesis in the introduction, general the geometric structure and properties of the electromagnetic brake and clutch systems were detailed according to all types of brake systems. Before starting modeling, the definitions, reasons, modeling efficiency and approaches of mathematical were explained and brief statements were made to the types of modeling. 
On the model development, an explanation was givento the concept of electromagnetics at the beginning, and Maxwell's equations and methods to be used in magnetic circuits were included. By showing the Ampere's and Ohm's laws respectively, the propertiesof the computation of magnetomotor force magnetic circuits were tried to be expressed. In general terms, we touched on the energy loss in the stator and the ferromagnetic material properties. 
After explaining the adjustment of the air gap, which is an important part of magnetic cicuits, the principles of electromechanical energy conversion, the energy method, energy balance were expressed. Later, the theoretical parts of determing magnetic force and torque with the energy in single coil induction magnetic field systems, the flux linkage and coenergy issues were completed.
Based on the methods we reviewed, we examined the sample brake system with detailed tehcnical drawings in the findings section. Then, by creating the force systems of the brake, the reaction force of the spring, the circumferential force of the brake, and the friction moment of the brake pad were calculated. We calculated the electromagnetic force that overcomes this spring force and causes a mechanical action that will pull the brake flange towards itself.