Analog Jiroskop Sistemlerinde Kullanılan Elektromekanik Döner Milli Generatörün Frekans Analizi

Yıl 2018, Cilt: 9 Sayı: 2, 671 - 677, 25.09.2018

Gökhan Gökmen

Öz

Jiroskop, hava ve deniz taşıtlarında yön tespiti ve dengenin korunumu için kullanılan bir cihazdır. Sabit açısal dönme hareketi için, sabit frekanslı bir gerilim kaynağına ihtiyaç duyarlar Günümüzde, endüstrinin birçok alanında, sabit ve yüksek hızlı dönme hareketi istenen uygulamalarda elektromekanik döner milli sistemler yaygın olarak kullanılmaktadır. Analog jiroskoplarda giriş elemanı doğru akım motoru, çıkış elemanı üç fazlı senkron generatör olan elektromekanik döner milli dönüştürücüler kullanılmaktadır. Bu sistemin ürettiği üç fazlı gerilimde oluşan harmonik bozulmalar jiroskobun çalışma performansını olumsuz etkileyebilmektedir.

Bu çalışmada, denizcilik sektöründe analog jiroskop sistemlerinde kullanılan elektromekanik döner milli generatörün ürettiği gerilim, veri toplama sistemiyle kaydedilmiştir. Elde edilen veriler Kısa Zamanlı Fourier Dönüşümü (KZFD) metoduyla analiz edilmiştir. Analizlerde temel frekans ve harmonik bozulma frekansları elde edilmiştir. Veri edinim sistemi ile 1600, 4000 ve 6400 Hz örnekleme frekanslı veriler toplanmış, üç farklı veri kümesinin analizlerinde generatörün temel frekansının 200 Hz olduğu belirlenmiştir. Örnekleme frekansı değerinin artması ile yüksek frekanslı harmonik bozulmanın ortaya çıktığı tespit edilmiştir.

Analog jiroskop sisteminin dönüş hareketinin sabit ve titreşimsiz olması için Elektromekanik döner milli generatörün ürettiği gerilimlerin genlik ve frekansının sabit olması gerekmektedir. Bu çalışma ile frekans dengesizliğini neden olan harmonik bileşenler KZFD ile tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Elektromekanik Döner Milli Sistem, Kısa Zamanlı Fourier Dönüşümü (KZFD), Harmonik Analiz, Üç fazlı Senkron Generatör, DC Motor

Kaynakça

• http://www. omlat.com /en/prodotti/.(2016).
• http://www.hiteco.net/en/products.(2016).
• Sung, S. J., Jang G. H., Jang J.W., Song J. Y., Lee, H. J.,(2013). Vibration and Noise in a HDD Spindle Motor Arising from the Axial UMF Ripple, IEE Transaction on Magnetics,49(6), 2489-2494.
• Gairinei, A., Marsili, R.,(2013). Design of an optical measurement system for dynamic testing of electrospindles, Measurement, 46(5),1715-1721.
• Tamisier V.,Font S., Lacour M., Carrere F., Dumur D., (2001). Attenuation of Vibrations due to Unbalance of an Active Magnetic Bearings Milling Electro-Spindle, CIRP Annals- Manufacturing Technology, 50(1), 255-258.
• Ziran, L., Wen J., Tao, He., (2010). Application of Adaptive Filtering Based on Harmonic Wavelet in the Dynamic Unbalance of Electro-Spindle, Measuring Technology and Mechatronics Automation (ICMTMA), 2010 International Conference on, DOI: 10.1109/ICMTMA.2010.348.
• Aydogdu Ö., Bayer M., (2008), PIC Tabanlı Fırçasız DC Motor Sürücüsü Tasarımı, Elektrik- Elektronik- Bilgisayar Mühendisliği Sempozyumu (ELECO 2008), 26-30 Kasım 2008, Bursa.
• Zile, M., DC Şönt Motorun Bulanık Mantık ile Hız Kontrolü. (2016). http://www.emo.org.tr/ekler/9133ecd58d46a5f_ek.pdf.
• Omaç Z., Tufan F.,(2012). Bir Senkron Generatörün İkaz Sistemi ve Gerilim Regülasyonu, ELECO 2012 Elektrik - Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Sempozyumu, Bursa.
• Liu, Z., Wen, J., & He, T. (2010). Application of adaptive filtering based on harmonic wavelet in the dynamic unbalance of electro-spindle. In Measuring Technology and Mechatronics Automation (ICMTMA), 2010 International Conference on,
• Ren, Q., Balazinski, M., Jemielniak, K., Baron, L., & Achiche, S. (2013). Experimental and fuzzy modelling analysis on dynamic cutting force in micro milling. Soft Computing, 17(9),1687-1697.
• Brunet, M. (1989). Practical applications of the active magnetic bearings to the industrial world. In Magnetic Bearings, Springer Berlin Heidelberg, 225-244.
• Dondi, V. (2006). U.S. Patent No. 7,066,028. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
• Song, C. M., Zhao, N., & Zhang, S. Y. (2007). Research on Dynamics Characteristics of High-speed Electric Spindle. Development & Innovation of Machinery & Electrical Products, 1, 088
• Kalinski, K. J., & Galewski, M. A. (2015). Optimal spindle speed determination for vibration reduction during ball-end milling of flexible details. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 92,19-30.
• Totis, G., Albertelli, P., Torta, M., Sortino, M., & Monno, M. (2017). Upgraded stability analysis of milling operations by means of advanced modeling of tooling system bending. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 113, 19-34.
• Zhang, W., & Zhu, H. (2015). Control system design for a five-degree-of-freedom electrospindle supported with AC hybrid magnetic bearings. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 20(5), 2525-2537.
• Seker, S.(2000). Determination of air-gap eccentricity in electric motors using coherence analysis, IEEE Power Engineering Review, 20(7), 48-50.
• Akinci, T.C. (2010). Time- Frequency Analysis of the Current Measurement by Hall Effect Sensors for Electric Arc Welding Machine, Mechanika, 5(85), 66-71.
• Akinci, T.C. (2011). The Defect Detection in Ceramic Materials Based on Time-Frequency Analysis by Using the Method of Impulse Noise, Archieves of Acoustics, 36(1),1-9.