Design and analysis of 60kw radial flux electrically excited eddy current brake for electrical truck
Elektrikli kamyonlar için 60kw elektrik uyartımlı radyal akılı girdap akım freninin tasarımı ve analizi
- Tez No: 618909
- Danışmanlar: PROF. DR. ZAFER BİNGÜL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tamamen elektrikli ve hibrit taşıtların geliştirilmesiyle, elektrikle kontrol edilebilen drive-by-wire sistemlerin, yakın zamanda mekanik sistemlerin yerini almaya başlamıştır. Rejeneratif fren de bu sistemlerden biridir. Yüksek gerilim batarya yüksek şarj durumundayken rejeneratif fren çalışmadığı için, elektrikli araç yönetmeliklerine göre rejeneratif fren ile çalışan tamamlayıcı bir sistem bulunmalıdır. Tezde, tamamlayıcı system olarak girdap akım frenleri iki farklı güç aralığında tasarlanmıştır. Bu tasarımların elektrikli makine yapısı, dıştan donen rotorlu ve elektriksel uyartımlı ECB'lerdir. İlk tasarım, dört kutuplu, 1000 dk-1 kritik hız ve maksimum 10 Nm tork değerine sahiptir. Geometrik yapı olarak 70mm dış yarıçapa, 2 mm hava boşluğuna ve 2mm iletken disk kalınlığına sahiptir. Çekirdek malzemesi ve iletken disk için sırasıyla çelik 1010 ve alüminyum seçilmiştir. İkinci tasarımın altı kutbu var, 950 dk-1 kritik hız, maksimum 2600 Nm tork. 134 mm dış yarıçapa, 1,5 mm hava boşluğu ve 1,5 mm iletken disk kalınlığına sahiptir. Çelik 1010 ve alüminyum alaşımı 220 sırasıyla çekirdek malzemesi ve iletken disk için seçilmiştir. Tasarımda manyetik eşdeğer devre bazlı analitik hesaplamalar yapıldı. Tasarımın termal karakteristiğini analiz etmek için analitik hesaplamalar yapıldı. Disk malzemesinin etkisini araştırmak için, kutup aralığı oranı, kutup sayısı, disk kalınlığı, fren torku üzerindeki hava boşluğu, sonlu elemanlar analizi (FEA) geliştirildi. Önerilen fren tasarımı geleneksel frenin aksine düşük tepki süresine, sürtünmesiz ve daha uzun omurlu bir yapıya sahiptir. Bu fren bakım ve harici besleme gerektirmez. Rejeneratif fren gücü ile elektriksel olarak uyarıldığından; elektrik enerjisi kesilme riski yoktur. Diğer fren çözümlerine kıyasla daha düşük güç yoğunluğuna sahip olsa bile, ağır hizmet araçları (kamyonlar, arazi çekişi vb.) için yer kısıtlaması olmadığından, frenin hacmi ve ağırlığı çok önemli olmayacaktır. Özellikle fren diski frenleme işlemi sırasında dönmekte ve bu da disk üzerinde soğutma etkisi yaratmaktadır. Bu, önerilen tasarımın termal özelliklerinde bir üstünlük sağlar.
Özet (Çeviri)
With the development of fully electric and hybrid vehicles, drive-by-wire which means that electrically controllable systems, begins to replace mechanical systems recently. Regenerative brake is one of the drive-by-systems. Because regenerative brake cannot operate when battery is in high state of charge, there must be complementary system working with regenerative brake according to electrical vehicle regulations. In the thesis, the complementary eddy current brakes were designed in two different power ranges. Electrical machine structure of these designs are radial flux electrically excited ECBs with rotor out-runner. First design has four poles, 1000 min-1 critical speed, maximum torque of 10 Nm. As its geometric structure, it has 70mm of outer radius, 2mm of air gap and 2mm of conductive disc thickness. Steel 1010 and aluminum are selected for core material and the conductive disc, respectively. Second design has six poles, 950 min-1 critical speed, maximum torque of 2600 Nm. It has 134 mm of outer radius, 1.5 mm of air gap and 1.5 mm of conductive disc thickness. Steel 1010 and aluminum alloy 220 are chosen for core material and conductive disc, respectively. In design, magnetic equivalent circuit based analytical calculations are performed. To analyze thermal characteristic of the design, analytical calculations were made. In order to investigate the effect of disc material, pole pitch ratio, pole number, disc thickness, air gap on brake torque, finite element analysis (FEA) were developed. The proposed brake design has low response time, frictionless and quite working conditions as opposed to the conventional brake. This brake does not require maintenance and external supply. Due to it is electrically excited by regenerative brake power; it has no electrical energy shortage risk. Even if it has lower power density comparing the other brake solutions, it is not significant for heavy duty vehicles (trucks, off-road traction etc). Since there is no space constraint in this type of vehicles, the volume and weight of the brake will not be very important. Especially the brake disc is rotating during braking operation that this added cooling effect on the disk. This provides superiority on thermal feature of the proposed design.
Benzer Tezler
- Design and optimziation of high torque density generator for direct drive wind turbine applications
Dırekt sürüşlü rüzgar türbini uygulaması için yüksek moment yoğunluklu alternatör tasarımı ve optimizasyonu
REZA ZEINALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. HULUSİ BÜLENT ERTAN
- 72 oluklu, 2 kutuplu asenkron motorlarda farklı sayıda rotor oluklarının uzay harmonikleri üzerine olan etkilerinin tespti
Investigation of the space harmonic effects of different numbers of rotor slots for a 2-pole induction motor having 72 stator slots
GÜVEN ONUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ
- Design, analysis and comparison of surface mounted rare earth permanent magnet, radial flux generators for low speed direct drive wind turbines
Yüzeye monte nadir toprak kalıcı mıknatıslı, düşük hızlı doğrudan tahrikli rüzgar türbinleri için radyal akılı jeneratörlerin tasarımı, analizi ve karşılaştırılması
MEHMET ÇAĞLAR KULAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiNewcastle UnıversıtyElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİCK BAKER
- Transformatörlerde kaçak akı kayıplarının incelenmesi ve şönt eleman ekranlaması ile kayıpların azaltılması analizi
Investigation of stray losses on transformer and analysis of tank losses reduction with shunt elements
AYÇA AGIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜVEN KÖMÜRGÖZ KIRIŞ
- Asenkron makinalarda uzay harmoniklerini ve etkilerini azaltmaya yönelik yöntemlerin sonlu elemanlar ile analizi
Analysis of methods to reduce space harmonics and its effects in asynchronous machines with finite elements
İSMETHAN HANEDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA AHMET KOCABAŞ