Publication: Gergi kontrol sistemlerinde kullanılan elektromanyetik frenlerin tasarım parametrelerinin optimizasyonu
Abstract
ÖZETGERGİ KONTROL SİSTEMLERİNDE KULLANILAN ELEKTROMANYETİK FRENLERİN TASARIM PARAMETRELERİNİN OPTİMİZASYONU Bu çalışmada, gergi kontrol sistemlerinde kullanılan elektromanyetik frenlerin tasarım parametrelerinin optimizasyon çalışmaları sonlu elemanlar metodu ile yapılmıştır. Deney tasarımı Taguchi metodu ile gerçekleştirilmiştir. Gergi kontrol sistemlerinde bobin sarma veya çözme işlemleri yapılırken sabit gergi kuvveti elde etmek için bobinin torku kontrol edilmelidir. Elektromanyetik fren sistemleri akım ile tork kontrolü kabiliyeti sağladığı için tercih edilmektedirler. Gergi kontrol sistemleri paketleme makinaları, tel germe üniteleri vb. birçok uygulama alanında vardır. Gergi kontrol sistemi incelenmiştir. Kullanılan elektromanyetik frenler tespit edilmiştir. Elektromanyetik fren sistemlerinin çalışma prensiplerine değinilmiştir. Elektromanyetik tozlu frenlerin mevcut geniş çalışma torku aralığı nedeniyle tasarımlarında diğer elektro-mekanik frenlerden benzersizdir. Akım uyartımı ile hassas bir tork kontrolü sağlaması sebebiyle gergi kontrol sistemi için ideal bir frendir. Tasarım parametrelerinin optimizasyonu için elektromanyetik tozlu frenler tercih edilmiştir. Deneysel tasarımlarda parametre ve seviye sayısı arttırıldıkça yapılması gereken deney sayısı çokça artacaktır. Taguchi metodu ile daha az deney yapılarak en optimum sonuç elde edilmektedir. Yapılan bu tez çalışmasında 6 parametre, 3 seviye belirlenmiştir. Eğer taguchi yönteminden faydalanılmasaydı 3^6=729 analiz hazırlanması gerekecekti. Deney tasarımı için L27 ortogonal dizisi kullanılarak deney tasarımı hazırlanmıştır. %95 anlamlılık düzeyine göre etkili parametreler tespit edilmiştir. Nihai olarak etkili parametreleri değiştirerek optimum tasarımda 120 N.m tork kapasiteli bir elektromanyetik tozlu fren dijital prototipi oluşturulmuştur. Bu çalımalar neticesinde elektromanyetik tozlu fren tasarım parametreleri hakkında birçok veri elde edilmiştir. Bu çalışma sonuçları gelecekte yapılabilecek birçok bilimsel çalışmayı ve bu tür ürünlerin geliştirilmesini destekler nitelikle olmasını temenni ederim.
OPTIMIZATION OF DESIGN PARAMETERS OF ELECTROMAGNETIC BRAKES USED IN TENSION CONTROL SYSTEMS In this study, optimization of the design parameters of electromagnetic brakes used in tension control systems were carried out with the finite element method. Experimental design was carried out by the Taguchi method. When coil rewinding or unwinding operations in tension control systems, the torque of the coil should be controlled in order to obtain a constant tension force. Electromagnetic brake systems are preferred because they provide torque control capability with current. Tension control systems packaging machines, wire tensioning units, etc. are in many application areas. The tension control system has been examined. The electromagnetic brakes used have been identified. The working principles of electromagnetic brake systems are mentioned. Electromagnetic powder brakes are unique in their design from other electro-mechanical brakes due to the wide operating torque range available. It is an ideal brake for tension control system as it provides precise torque control with current excitation. Electromagnetic powder brakes are preferred for optimization of design parameters. In this thesis study, 6 parameters and 3 levels were determined. If the taguchi method was not used, 3^6=729 analyzes would have to be prepared. For the experimental design, the experimental design was prepared using the L27 orthogonal array. Effective parameters were determined according to 95% significance level. Finally, an electromagnetic powder brake digital prototype with a torque capacity of 120 N.m was created in optimum design by changing the effective parameters. As a result of these studies, a lot of data has been obtained about electromagnetic powder brake design parameters. I hope that the results of this study will support many future scientific studies and the development of such products.
OPTIMIZATION OF DESIGN PARAMETERS OF ELECTROMAGNETIC BRAKES USED IN TENSION CONTROL SYSTEMS In this study, optimization of the design parameters of electromagnetic brakes used in tension control systems were carried out with the finite element method. Experimental design was carried out by the Taguchi method. When coil rewinding or unwinding operations in tension control systems, the torque of the coil should be controlled in order to obtain a constant tension force. Electromagnetic brake systems are preferred because they provide torque control capability with current. Tension control systems packaging machines, wire tensioning units, etc. are in many application areas. The tension control system has been examined. The electromagnetic brakes used have been identified. The working principles of electromagnetic brake systems are mentioned. Electromagnetic powder brakes are unique in their design from other electro-mechanical brakes due to the wide operating torque range available. It is an ideal brake for tension control system as it provides precise torque control with current excitation. Electromagnetic powder brakes are preferred for optimization of design parameters. In this thesis study, 6 parameters and 3 levels were determined. If the taguchi method was not used, 3^6=729 analyzes would have to be prepared. For the experimental design, the experimental design was prepared using the L27 orthogonal array. Effective parameters were determined according to 95% significance level. Finally, an electromagnetic powder brake digital prototype with a torque capacity of 120 N.m was created in optimum design by changing the effective parameters. As a result of these studies, a lot of data has been obtained about electromagnetic powder brake design parameters. I hope that the results of this study will support many future scientific studies and the development of such products.