Site Rengi

Manyetik Fren Geliştirme; Yeni Bir Yaklaşım

04.04.2020
992

Histerezis frenlerinin bazı dezavantajlarından dolayı hayal kırıklığına uğratarak yeni bir manyetik fren tipi tasarlandı. Manyetik fren çeşiti olarak endüstride yer alacak bu sistem ile bir çok avantaj sağlanacaktır. Manyetik fren geliştirme hizmeti Marsis İnovasyon tarafından sağlanmaktadır. Manyetik fren ve çeşitlerini merak ediyorsanız ‘Elektromanyetik Fren Nedir?‘ makalesini okuyun. Bilgi ve hizmet almak için bize ulaşın. Ayrıca ürünlerin mekanik tasarımı için ise ‘Mekanik Tasarım‘ makalesini okuyabilirsiniz. Evet, şimdi manyetik frende yeni bir yaklaşımın anlatıldığı makaleyi okuyalım.

Yeni Tip Manyetik Fren Geliştirilmesi
Yeni Tip Manyetik Fren Geliştirilmesi

By Jim M. Bogdanowicz/Senior Systems Engineer, Manfred G. Michelson/President, Markus G. Michelson/Vice President, Magnetic Brake Systems, a division of Technical Film Systems, Inc.

Temassız manyetik frenler, hassas tekrarlanabilirlik, zamanla aşınma ve sıfır toz emisyonu gerektiren uygulamalar için idealdir. Ticari olarak temin edilebilen en yaygın temassız frenler, histerezis frenleridir. Ancak film taşıma ekipmanlarımız için otuz yılı aşkın bir süredir histerezis frenlerinin dezavantajları ile mücadele ediyoruz. Böylece, Manyetik Fren Sistemleri (MBS) adı verilen yeni bir TFS bölümü başlattık ve histerezis frenlerinin dezavantajları olmadan yeni bir manyetik fren geliştirdik. Bu manyetik fren, histerezis freni ile girdap akımı freninin bir kombinasyonudur. Manyetik fren geliştirme hizmeti için bize ulaşın.

Histerezis frenleriyle bulduğumuz beş dezavantaj:

  • Histerezileri var. Histerezis frenine giriş akımı belli bir miktarda arttıkça, frenin çıkış torku artacaktır; ancak giriş akımı aynı miktarda azaldığında, tork aynı miktarda azalmaz, şekil 2.
  • Tork çıkışı, giriş akımı ile doğrusal değildir, şekil 2.
  • Tüm geleneksel histerezis frenlerinde dişli vardır. Bir frene bir akım uygulanırsa ve fren tam olarak durursa ve ardından akım kapatılırsa, fren belli miktarda artık manyetizmaya sahip olacaktır. Kalan manyetizma, fren rotoru kutuptan kutba dönerken kendini tork darbeleri olarak gösterir. Bu artık tork, frenlerin maksimum torkunun% 25’i kadar yüksek olabilir.
  • Sık sık yanlış belirtilmesine rağmen, geleneksel histerezis frenlerinin tork çıkışı hızdan bağımsız değildir. Geleneksel bir histerezis freninin çıkış torku, rotor hızı ile artar ve girdap akımı frenlemesinin sonucudur.
  • Geleneksel histerezis frenleri, yeni tasarlanan manyetik frenlere kıyasla nispeten düşük güç kaybına sahiptir.
  • Yukarıdaki bu dezavantajların tümü MBS manyetik frenlerde neredeyse tamamen ortadan kaldırılmıştır.

Histerezis ve doğrusal olmama durumlarının ortadan kaldırılması

Yerleşik mikrodenetleyici ile histerezis ve doğrusal olmama durumlarını ortadan kaldırdık. Frenlerin tork-akım karakteristiği bir MBS Model 20 dinamometresi ile ölçülür. Dinamometre, değişken hızlı bir motor, bir tork kolu ve bir yük hücresinden oluşur.

PC hız ve manyetik fren akımını kontrol eder. Bilgisayar, yaklaşık% 1’lik artışlarla artan ve azalan akımlar için frenleri olası tüm tork ve hız aralıklarında çalıştırır. Sonuç olarak, belirli bir fren için izin verilen maksimum hıza kadar çeşitli hızlar için gömülü mikrodenetleyicide 100.000’e kadar akım-tork noktası ölçülür ve saklanır. Elektromanyetik fren geliştirme multi disiplin çalışma gerektiren bir işlemdir.

Önceden belirlenmiş bir tork göndermek gerektiğinde, mikrodenetleyici, hangi torkun gerekli torku üreteceğini belirlemek için belleğindeki veri noktalarını enterpolasyonlar. Mikrodenetleyici sürekli olarak giriş sinyalinin arttığını veya azaldığını algılar ve böylece grafik üzerinde uygun noktaları seçebilir (şekil 2). Şekil 3, artan giriş sinyali ve azalan giriş sinyalinin bir fonksiyonu olarak tork çıkışının gerçek ölçümünü göstermektedir.

Fren Akım Tork
Elektromanyetik Fren Akım Tork
Elektromanyetik Fren Tork
Elektromanyetik Fren Tork

Dişli çark etkisinin ortadan kaldırılması

Histerezis frenlerinde karşılaşılan dişli etkisi veya artık manyetizma genellikle belirli bir uygulama için kullanılmaması gereken en büyük dezavantajdır. Piyasada dişli etkisini ortadan kaldıran çoklu histerezis frenleri vardır, ancak bunların hiçbiri çekme halkasının hareketi olmadan dişliyi ortadan kaldırmaz.

Esas olarak ampirik çalışma ve deneme yanılma yöntemine dayanarak, fren bobinine çürüyen bir sinüs dalgası uygulayarak artık manyetizmayı ortadan kaldıran bir tasarım geliştirebildik. Çürüyen sinüs dalgasının ilk birkaç devri, sık sık çekme halkasının küçük bir miktar dönmesine neden olur. Bu hafif hareket manyetizasyonun azalmasına neden olur. Sonuç olarak, çekme halkası bir yaprak yay üzerine monte edilmiş bir ses bobini mıknatısı ile yerine kilitlenir. Bu tasarım tüm hareketli hareketli bileşenleri ortadan kaldırır. Tüm manyetikliği giderme 500 milisaniyeden az sürer. Kalan manyetik dişli torku, bilyalı rulman sürtünme sırasına bağlıdır.

Eddy akım etkisinden faydalanma

Girdap akımları, malzeme bir manyetik alandan geçirildiğinde manyetik malzemeler içinde oluşturulur. Enerji ısı cinsinden yayıldığı için, girdap akımları histerezis frenlemesine ek olarak frenlemeye neden olmak için kullanılabilir. Girdap akımı frenlerinin karakteristik özelliği, frenleme torkunun hız ile orantılı ve sıfır hızda sıfır olmasıdır. Bu, frenlerin sabit tork amaçları için kullanılması gerektiğinde potansiyel sorunlara neden olabilir, ancak daha yüksek hızlarda ilave frenleme gerektiğinde bir varlıktır. Gömülü bir mikrodenetleyici, dişli, histerezis ve doğrusal olmayanları ortadan kaldırmak için zaten bir arayüz olarak kullanıldığından, frenin uygulanabilir hız aralığı içindeki açısal hızın bir fonksiyonu olarak torku düzeltmek basit bir konudur.

Manyetik frenin açısal hızını ölçmek için, pervanenin çevresine bir veya birkaç küçük mıknatıs monte edilir. Hall etkili bir sensör, mıknatıs (lar) tarafından üretilen darbeler arasındaki zaman aralığını tespit eder. Mikrodenetleyicinin frenin açısal hızını hesaplaması ve torku, frenin izin verilen hız aralığı içindeki hızdan bağımsız olacak şekilde düzeltmesi önemsiz bir konudur.

Manyetik Fren Geliştirme de Güç kaybının arttırılması

Manyetik frenlerin güç dağıtımında iki ilgi alanı vardır; geçici ve kararlı durum güç dağılımı.

Fren tarafından dağıtılan tüm frenleme enerjisi çekme halkasında ısıya çevrilir. Isı, hem histerezis hem de girdap akımı etkileri tarafından üretilir. Girdap akımı etkisinin sıfır hızda sıfır olduğu unutulmamalıdır. Girdap akımı etkileri çekme halkası kalınlığı ile artar – çekme halkası dış çapı ve iç çap farkı ikiye bölünür; MBS manyetik frenler, piyasada bulunan çoğu manyetik frenden önemli ölçüde daha kalın bir çekme halkasına sahiptir. Manyetik fren geliştirme alanında hizmet almak için bize ulaşın.

Elektromanyetik Fren Zaman ve Frenleme Zamanı
Elektromanyetik Fren Zaman ve Frenleme Zamanı

Geçici veya kısa süreli ısı dağılımı büyük ölçüde çekme halkasının termal ataletinin bir fonksiyonudur. 3 ft çapında bir film rulosunun hızlı bir şekilde durması gibi birçok uygulamada, çok kısa süreli yüksek enerjili enerji dağıtımı önemlidir. Örnek olarak Manyetik Fren Sistemleri modeli 4,56-inç ile MB-5.50. çekme halkası çapı, 10 sn’lik bir süre boyunca 4.700 W veya yaklaşık 6 hp dağılabilir, şekil 4.

Kararlı durum veya sürekli güç dağıtımına büyük ölçüde şekil 1’de gösterilen pervane ve havalandırma delikleri yardımcı olur. Pervane veya santrifüj üfleyici, ortam basıncına göre havalandırma deliklerinde hafif bir negatif basınç oluşturur. Bu negatif basınç havalandırma deliklerinden hava akışını zorlar. Pervane tarafından üretilen basınç, pervanenin açısal hızının karesine göre değişir. Bu fenomen neyse ki bizim lehimize çalışıyor. Gücün tork ve açısal hızın bir ürünü olduğu unutulmamalıdır. Böylece, fren çok düşük hızlarda çalışırken, esasen ısı oluşmaz; maksimum hızda güç maksimumda ve hava akışı maksimumda.

Bir frenden maksimum güç yayılımı elde etmek için, dişliler veya kayışlar aracılığıyla izin verilen maksimum hızda çalışacak şekilde ayarlanmalıdır.

Sistemde mikrodenetleyici varsa …

Film, tel veya kumaş gibi öğelerin bir tedarik merdanesinden açıldığı ve eleman açıldığı için merdanenin yarıçapının küçüldüğü birçok endüstriyel uygulama vardır. Manyetik frenler sabit torku tutmada mükemmeldir, ama değişken bir yarıçaplı rulo ile sabit gerilimi tutmaya ne dersiniz? Elektromanyetik fren geliştirme süreci ürün geliştirme sürecidir.

Çözme gerilimi, fren torkunun ve yarıçapın bir fonksiyonudur. Yarıçaptaki değişiklikler, sistemdeki sabit bir yarıçapa sahip ikinci bir silindirden zamanlama atımlarını algılayarak ölçülür. Gerilim artık sabit yarıçaplı rulodan darbeler arasındaki sürenin, değişken yarıçaplı rulodan süreye oranının bir fonksiyonudur. Yukarıda açıklandığı gibi mikroişlemci, sabit bir gerilim elde etmek için fren sinyalini ayarlar. Benzer şekilde, sarılmakta olan rulo üzerindeki gerilim ölçülebilir ve ayarlanabilir.

Elektromanyetik Fren Geliştirme Hizmeti

Marsis İnovasyon, teknolojik altyapısı ve uzman ekibi ile Elektromanyetik Ürünlerinizin geliştirilmesi hizmeti sağlamaktadır. Analitik ve nümerik analiz yöntemlerle ürünleriniz geliştirilmekte ve imalata hazır olarak teslim edilmektedir. Elektromanyetik fren geliştirme hizmeti almak için bize ulaşın. Ayrıca elektromanyetik frenlerin nümerik analizlerini merak ediyorsanız ‘Elektromanyetik Analiz‘ makalesini okuyabilirsiniz. Hizmet almak için bize ulaşın. ,

ETİKETLER: tasarım, analiz, ANSYS
Ziyaretçi Yorumları

Henüz yorum yapılmamış. İlk yorumu aşağıdaki form aracılığıyla siz yapabilirsiniz.