Geri Dön

A new multidisciplinary design approach for a novel eddy current electromagnetic brake

Özgün bir elektromanyetik girdap akım freni için yeni bir çok disiplinli tasarım yaklaşımı

  1. Tez No: 611203
  2. Yazar: MEHMET GÜLEÇ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. METİN AYDIN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 169

Özet

Girdap akım frenleri (GAF) çoğunlukla DC sargılardan meydana gelmektedir ve içinde sürekli mıknatıs (SM) barındıran GAF konvansiyonel frenlere göre daha fazla frenleme moment yoğunluğuna sahip olduğu açıktır. Ne yazık ki, SM-GAF kontrol dezavantajları mevcuttyr ve bunlar frenleme momenti kontrol etmek için harici bir sisteme ihtiyaç duyarlar. Bu tez kapsamında yeni bir eksenel akılı (EA) sürekli mıknatıs uyartımlı (SMU) GAF topolojisi bu kontrol dezavantajını elimine etmek için önerilmiştir. Önerilen topolojide, mıknatıslar oluk açıklıklarına yerleştirilmiş ve bu sayede frenleme momenti sadece uyartım akımları ile kontrol edilebilir hale gelmiştir. Önerilen yapıda, mıknatıs boyutları çok büyük bir önem arz etmektedir ki eğer doğru mıknatıs boyutları kullanılmazsa, mıknatıs akısı tam anlamıyla kontrol edilemez ve akı verimsiz bir çekilde kullanılır. Bu yüzden, en iyi mıknatıs ve manyetik sistem boyutları belirlenmelidir. Bu tez çalışması kapsamında, çok amaçlı optimizasyon ile en uygun fren tasarım özelliklerinin belirlenmesi gerçekleştirilmiş ve 3 boyutlu sonlu elemanlar analizleri önerilen tasarımı doğrulamak için gerçekleştirilmiştir. Frenleme momenti ve sıcaklık artışının zamana göre değişimini belirlemek için yeni bir doğrusal olmayan çok disiplinli tasarım yaklaşımı GAF için önerilmiştir. Yeni önerilen metot doğrusal olmayan analitik manyetik-termal-yapısal modellemeden oluşmakta ve girdap akım frenlerinin çalışma koşullarını bulmayı amaçlamaktadır. Yeni tasarım yaklaşımı 2 farklı eksenel akılı girdap akım frenine ve tabi ki önerilen eksenel akılı sürekli mıknatıs uyartımlı girdap akım frenine uygulanmıştır. Önerilen yeni frenin prototipi üretilmiş ve laboratuvarda test edilmiştir. Soğuk durum ve sıcak durum testleri yapılmış ve deneysel olarak elde edilen sonuçların önerilen yeni metot ile uyum içerisinde olduğu gözlemlenmiştir.

Özet (Çeviri)

Eddy current brakes (ECBs) mostly consist of only DC windings and it is certain that ECBs having permanent magnets offer more braking torque density as to conventional topologies. Unfortunately, permanent magnet ECBs have a control drawbacks that they need an external system to control the braking torque. New axial-flux (AF) permanent magnet assisted (PMA) ECB topology is proposed in this thesis to eliminate the control drawbacks. In the proposed topology, magnets are placed into the slot openings in which the size of the magnet becomes very important. If the correct magnet dimensions are not used, magnet flux cannot be fully controlled and flux will be wasted resulting in less breaking torque. Therefore, optimum magnet size as well as the dimensions of the magnetic materials in the magnetic system should be determined. In this thesis, multiobjective optimization is accomplished to find out the optimum brake design parameters and 3-dimensional finite element analyses are performed to validate the optimized design. A new nonlinear multidisciplinary design approach is proposed for ECBs to determine the braking torque and temperature variation in time. The new proposed design method consists of nonlinear analytically coupled magnetic-thermal-structural modeling and it aims to find the working limits of ECBs. The new design approach is applied to 2 different AF-ECBs and also the proposed novel AF-PMA-ECB. Prototype of the proposed ECB is manufactured and tested in the laboratory. The cold-case and hot-case experimental studies are performed, and good agreement between the test data and developed model has been achieved.

Benzer Tezler

  1. A novel multidisciplinary paradigm for energy demand reduction in building sector: On the relationship between the energy efficiency, aesthetics and marketability of residential buildings

    Bina sektöründe enerji talebinin azaltılması için yeni bir multidisipliner paradigma: Konut binalarının enerji verimliliği, estetiği ve pazarlanabilirliği arasındaki ilişki üzerine

    YUSUF CİHAT AYDIN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    MimarlıkThe University of Nottingham

    Mimarlık ve Yapılı Çevre Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. PARHAM MİRZAEİ AHRANJANİ

  2. Crafting wooden-framed bioplastic composite panels through a diy materials design approach

    Kendin-yap malzeme tasarımı yaklaşımıyla ahşap çerçeveli biyoplastik kompozit panellerin üretimi

    DENİZ TÜMERDEM

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEMAN FİGEN GÜL

  3. Karbon nanotüp-kitosan modifiye grafit tabanlı sensörlerin tasarımı ve antikanser ilaç-dna etkileşiminin elektrokimyasal tayinine yönelik uygulamaları

    Design of carbon nanotube-chitosan modified graphite based sensors and their applications on electrochemical detection of anticancer drug-dna interaction

    CEREN BAHAR ŞENGİZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    BiyokimyaEge Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KADRİYE ARZUM ERDEM GÜRSAN

  4. Peyzaj mimarlığı eğitiminin ekolojik boyutunun farklı fakülteler çerçevesinde değerlendirilmesi

    Evaluation of the ecological dimension of landscape architecture education in the faculty framework

    ZEHRA TUĞBA GÜZEL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Eğitim ve Öğretimİstanbul Teknik Üniversitesi

    Peyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MELTEM ERDEM KAYA

  5. Yeşil bina projelerinde tasarım süreci için bir yaklaşım: LEED V4 sertifikalandırma süreci modeli

    An approach for design process of green buildings projects: LEED V4 certification process model

    NADİR CEYLAN ARSLAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN ATİLLA DİKBAŞ