Miknatis ve demir nuveden olusan kapali devre magnetik duzenekte demir doydumu doymadimi?

[clc]

Bazı sistemlerin 2D çözümü maalesef yanlış oluyor, ama sizin ki bu tür bir sistem değil bence. Simulasyonda kurduğunuz şeyi analitik çözdüğünüzde ne geliyor?

 

[Mikro Step]

Hava araliginda olctugum B degeri, programin verdigi ile son derece uyumlu.

 

[Mikro Step]

En iyisi mevcut tasarimi 2 kat kalin demirle bir daha yaptirmak.
Bu kez 2 eksen degil tek eksen yapacagim. En azindan demirin kalinliginin etkisini goreyim.

 

[Mikro Step]

Kalinligi 20mm yerine 40mm yaparsam simulator hava araliginda 0.75 T'ya ulasabilecegimi soyluyor.

 

[clc]

Hocam sorun şu, siz mıknatıs ile demirin kesitini aynı tutuyorsunuz flux ı konsantre etmiyorsunuz. Zaten magnetiniz 3mm, 1.25Br ı olsa siz 7mm hava aralığından 0.5 almışsınız. Mıknatıs Br da bile olsa sizin demir de giden 0.08 hiç bir şey yani. Sizin o 7mm hava aralığından 0.75T almanız için demir muhteşem bile iletse o magnetlerin 1.75T da falan çalışması lazım mümkün giib gelmedi bana. Ha şu şekilde mümkün kalınlıklar ile oynayarak akıyı yoğunlaştırırsanız elde edersiniz.

 

[Mikro Step]

Bu son veriler oylesine yaptigim bir simulasyon. 4 mm gap ve abartili demir bloklar icin.

Orta gobek 60mm. kenarlardakiler ise 40mm kalinlikta.

Benim gercekte calisan cihazin simulasyonunu da yapip vereyim. Benimkisinde tum kalinliklar 20mm. Fakat govdenin yuzeyi miknatis yuzeyinden daha buyuk.

Ancak elimdeki nuveyi FEMM de cizemem. Bildigim kadariyla 3 boyutlu cizime izin vermiyor, demir ve miknatisda farkli kesitlerde cizilemiyor ya da ben bilmiyorum.

 

[clc]

Femm bilmiyorum, demir ve mıknatısda farklı kesitleriniz varsa iş değişir

 

[Mikro Step]

Nuvem yaklasik 160x160x20mm
Miknatisim bu kutlenin tam orta yuzeyinde

 

[clc]

Mıknatıstan büyüksünüz yani, hava aralığındaki kesitler de buysa bence inanılmaz iyi. Mıknatıs ile temas eden yerde mıknatıs kadar kalanında da ufalarak devam edebilirsiniz, bunu yapan motorlar var airgap b yi arttırmak için. IPMSM oluyor bu motorlar, mıknatıs içeride normalde takacağınızın 90 derece kayığı şekilde takılıyor, demir ile airgaptte istediğimiz yöne çevirebiliyoruz ama olay şu normalde o magneti takacak kadar alan motorda yok, çapı kullanıp sığdurabiliyorsunuz. Bu teknik genellikle ucuz magnet kullanmak için yapılır, çünkü airgap b yi çok arttırmak için motoru iron machine şeklinde tasarlamak gerekiyor ki bu da başka negstif etkiler getirebiliyor.

 

[Mikro Step]

Baska negatif etkiler derken?

Su anki cihazim Yaklasik 160x160x100 mm ve 2 eksenli.

Simulatorun yalancisiyim, gapta 0.75T ya ulasabilecegim tasarimda tek bir eksen 2 eksenli cihazdan daha buyuk olacak. Bu durumda koca bir demir kutle sozkonusu.

Yaklasik 40kg agirlikta ve sadece 50mm x 50mm stroke ve 60Nt luk kuvvet ureteceginden boyle bir tasarim muhendislige cok aykiri olacak.

 

[Mikro Step]

Kafama bir sey takildi.

Daha once bu soru bana sorulsaydi kesinlikle olmaz derdim ama simdi kafam karisik.

Ben neden demir nuvenin doyup doymadigi ile ilgileniyorum ki? Varsin demir nuve doysun. Bu gapdaki B degerinin daha yuksek olmasini engeller ve itme kuvveti duser.

Benim derdim itme kuvvetii olusturarak bir nesnein pozisyonunu degistirmek. pozisyon kuvvetinin ikinci integrali olacagina gore

F=BIL lineer bagintisini doygunluktan dolayi nonlinear olsa bile I akimini yuksek tutarak her zaman F var F yok durumu yapabilirim. Bunun da integrali F * t^2 formunda olur.

Bu da benim istedigim koordinata gitmeme engel degil.

Yanlis mi dusunuyorum. Sonunca amacim hiz degil hassasiyet.

 

[clc]

Aynı durum motorlar içinde geçerli, tork ya da kuvvet üretmenin iki yolu var ya akım basarsınız ya da alanı arttırırsınız. Şimdi bu durumda bence demiri zaten doyurmak lazım ama orayı karıştırmayalım. Evet B zamana bağlı olarak non lineer bile olsa siz I yı kontrol ederek istediğiniz koordinata gidersiniz. Burada B nin sıcaklığa bağlı değişimi, malzeme üzerinde hareket ederken olan değişim bence disturbance olarak değerlendirilebilir. Bence düşünceniz doğru. Yalnızca şu an aklıma gelen bir durum, normalde akım kontrolcü koymadan doğrudan sargılara uygulanan gerilimi kontrol etmek suretiyle pozisyon kontrolü yapmaya da uygun bir sistem bu, ama bu şekilde yapmak ve iki kontrolcüyü(Akım yani kuvvet kontrolcü ve pozisyon kontrolcü) ardışık bağlamak arasında disturbance rejection olarak farklılık olabileceğini düşünüyorum, sizin yapınız nasıl?

 

[Mikro Step]

Ilk denemem sadece pozisyon kontrolcu idi. Hedef projem icin yeterince basarili degildi. Henuz yapmadigim yeni kontrolcumde ise icte akim dista pozisyon kontrolcu calisacak.

 

[Mikro Step]

Esasen VCM kontrolu cok gicik bir ismis. 3 ardisil integratoru de tasirmadan denetim altinda tutmak gerekiyor.

Integratorleri sature etmek te isime gelmiyor.

Akim/Kuvvet gerilimin integrali.
Hiz kuvvetin entegrali.
Pozisyon Hizin entegrali.

 

[clc]

Hız kontrolcüyü yok edebilirsiniz, doğrudan pozisyondan tork-kuvvet e bağlantı yapılan çok iş var, avantajı da tam dediğiniz gibi aslında integrator sayısı düşüyor daha az döngü ve daha yüksek bant genişliği şansı. PID dışında bir kontrolcü denediniz mi? Belki daha uygun çözümler olabilir

 

[Mikro Step]

Akim kontrol dongusunde farkli teknikler kullandim ama pozisyon dongusunde PID disinda tecrube ettigim baska bir kontrol teknigi yok.

Akilli bidikla gunlerdir nuvenin doyumda olup olmadigi uzerine konusuyoruz.

Sonucta AC sinyal enjekte etmeden anlamanin mumkun olmayacak.

Duzenekte zaten bir bobin var. Gaptaki B'yi de olcebiliyorum.

VCM'yi mekanik olarak bloke ederek bobinin hareket etmesini englleyecegim.

1. Bobinden akim akmazken B yi olcecegim.
2. Bobinden dusuk genlikli AC akim akit ve akimi olcecegim.
3. Bobinden DC akim akitarak B yi artirmaya baslayacagim. (1.1*B degerine ulasana kadar deneye devam edilecek)
4. AC akimi olcecegim.
5. DC akimi max degere kadar artirirken AC akimda degisim olmamasi lazim.

Bu deneyi en kisa zamanda yapacagim. Deneydeki tek zorluk enduktansdan hem DC hem de AC akim akitacak duzenegi kurmak.
Bu zorlugu da H kopru ile asacagim.

 

[clc]

Yeterince sarımınız var mı ki? Sargılardan geçmwsi gereken akımı hesapladınız mı

 

[Mikro Step]

Hocam sorun şu, siz mıknatıs ile demirin kesitini aynı tutuyorsunuz flux ı konsantre etmiyorsunuz. Zaten magnetiniz 3mm, 1.25Br ı olsa siz 7mm hava aralığından 0.5 almışsınız. Mıknatıs Br da bile olsa sizin demir de giden 0.08 hiç bir şey yani. Sizin o 7mm hava aralığından 0.75T almanız için demir muhteşem bile iletse o magnetlerin 1.75T da falan çalışması lazım mümkün giib gelmedi bana. Ha şu şekilde mümkün kalınlıklar ile oynayarak akıyı yoğunlaştırırsanız elde edersiniz.

Fakat benim duzenekte bir tane magnet yokki. Karsilikli yuzeyleri birbirine bakan iki tane 3mm lik miknatis var.

 

[clc]

Fakat benim duzenekte bir tane magnet yokki. Karsilikli yuzeyleri birbirine bakan iki tane 3mm lik miknatis var.

45835 eklentisine bak

Ben bunu bilmiyordum, ona bağlı yorumum da yanlış olabilir evet. Sizin şu an 6mm magnetiniz 7mm hava aralığınız var bu durumda evet demirin doymuş olma ihtimali var. Ama sizin bu gap baya uzun, dolayısıyla aslında orada kesit alanı daha büyük gibi hesaplamak gerekir, bunu söylememin sebebi de şu line integrale gelen pathleri kesitin azıcık dışarısına çıkardığımızda elde ettiğimiz reluctance değerleri ufak değişimler gösterebilir. Sözün özü evet bir deney lazım gibi. Magnetin birini söküp deneyebilir misiniz peki sadece?

 

[Mikro Step]

Malesef bu deneyi yapmam cok zor. Yeni nuveyi yaptigimda ancak.

Yeni nuvemde 2 tane 15mm kalijnliginda miknatis kullanmayi dusunuyorum. Fakat 15 mm miknatis su an kullandigim 2 tane 3mm miknatisin 2.5 kati.

Ustelik 2 tane 15mm tam 5 kat daha buyuk demek.

Iki miknatisi karsi karsiya koymakla cok duzgun B olacagini dusundum. Boyle yapmak yerine bir tane 6mm miknatis koysaydim muhtemelen B dusundugum kadar duzgun olmazdi.

Buna da karar vermem lazim. Cunku 2 tane 15mm miknatis yerine 1 tane 15 miknatis gapda duzgun B olusturabilirse bosu bosuna maliyeti artirmayayim.