Manyetik Yatak Araştırma Grubu

Makine Mühendisliği Bölümü

Sistem Dinamiği ve Kontrol

 

Manyetik Yatak Tanimi

Aktif manyetik yataklar elektromanyetik kuvvetlerin kontrolü ile rotor ve yatak arasında temassız yataklama sağlayan elektromekanik elemanlardır. Mekanik temas olmadığı için sürtünme söz konusu olmamakta, dolayısıyla yağlama gerektirmemekte ve yağlamaya bağlı sorunları içermemektedir. Teknolojideki gelişmelere bağlı olarak son 30 yılda endüstriyel anlamda kullanılmaya başlanan manyetik yatak teknolojisi önemli avantajları olan, ekonomik maliyetinin yüksek olmasından dolayı hali hazırdaki kısıtlı uygulama alanlarının dışında potansiyel ve stratejik uygulama alanlarının giderek arttığı bir teknolojidir.

Donen bir makinede manyetik yatak, rotor ve elektrik motorunun birlikte tasariminin yapilmasi gerektiginden manyetik yatakli bir sistem entegre bir sistemdir. Aktif manyetik yataklar kontrol olmadan calismazlar. Bu nedenle herhangibir makinede rulmanli yataklarin yada kaymali yataklarin cikartilip manyetik yataklarin takilmasi sozkonusu degildir. Tumuyle ilk bastan tasarim gerektirir.

 

gyte2005_1

 

Grup Çalışanları

 

Prof.Dr. Selim Sivrioğlu

 

Yrd.Doc.Dr. Erkan Zergeroğlu

 

Beytullah Okur

 

Sinan Basaran

 

 

 

 

Son Guncelleme:

31.03.2010

 

 

 

 

 

 

Deney Seti

 Projemize konu olan elastik rotor aktif manyetik yatak sistemi The Shanghai Bohong Science & Manufacturing Trade Co., Ltd firması tarafindan imal edilmistir. Esnek Rotor Manyetik Yatal Sisteminin GYTE Kontrol ve Robotik Laboratuarinda kurulu hali fotograflarda gorulmektedir.

Aktif Manyetik Yatakların Çalışma Prensibi

 

Aktif manyetik yatakların temel çalışma prensibi Şekilde şematik olarak gösterilen radyal manyetik yataklama, yatay tasarım tek eksenli bir sistem üzerinde açıklanabilir. En temel prensip rotor üzerine etkiyen elektromanyetik çekme kuvvetini dış kuvvetlere karşı rotor merkez eksende duracak şekilde kontrol etmek olarak açıklanabilir. Başlangıçta rotor ağırlığını dengeleyecek kuvveti oluşturmakla levitasyon sağlanabileceği düşünülse de pratikte gürültü etkilerinden dolayı aktif kontrol gerekli olmaktadır. Elektromanyetik aktüatörle rotor arasında belli bir boşluk vardır. Pratikte elektromıknatıslara akım verilmediği durumda rotor bilyeli emniyet yatakları üzerinde boşluklu olarak bulunmaktadır. Bilyeli yataklar herhangi bir acil durum(elektrik kesintisi, kontrolörün devre dışı kalması vb. nedenler) için sisteme ilave edilmektedir. Manyetik levitasyon sağlandıktan sonra kesinlikle bir temas yoktur. Rotor yerdeğiştirmesini ölçen sensör rotorun merkez eksende yani orijinde olduğu konumu sıfır olacak şekilde kalibre edilmiştir. Sistem çalıştırıldığında sensör rotorun başlangıç konumu ölçer ve bu bilgiyi kontrolöre iletir. Şekildeki sistem düşünüldüğünde başlangıç konumunda rotor ağırlığından dolayı emniyet yatakları üzerinde Magnet 2 ye daha yakın pozisyondadır dolayısı ile seçilen eksen sistemine göre sensör negatif bir sinyal üretecektir. Bunun anlamı rotoru merkez eksene getirecek kuvveti üretecek şekilde Magnet 1 e kontrol akımı ve bias akımı olmak üzere akımı alttaki Magnet 2 ise şekilde akım verilecektir. Eğer rotor oluşturulan çekme kuvveti etkisinde üst elektromıknatısa yani Magnet 1 e yakınlaştığında sensör bu kez pozitif bir sinyal üretecek bu durumda Magnet 2 e akımı Magnet 1 e ise akımı verilecektir. Bu işlem rotor merkez eksene gelinceye kadar devam eder.

Endustriyel Uygulama ve Arastirma Alanlari

 

· Turbomolekuler Pompalar

· Volan Enerji Depolama Sistemleri

· Turbo Vacuum

 

 

 

Aktif Manyetik Yatak Uretici Firma Listesi

 

· SKF Magnetic Bearings

· MECOS Traxler AG,Switzerland.

· S2M Magnetic Bearing, France.

· LEVITEC, Germany

· EAAT GmbH Chemnitz,Germany

· CalnetixUSA.

· Waukesha Magnetic Bearings

· Shanghai Bohong Science & Manufacturing Trade Co., Ltd , China

· Levitronix

· LaunchPoint

· Synchrony,USA

· MUTECS, Japan.

 

 

Volan(Flywheel) Enerji Depolama Sistemleri Uretici Firmalar

 

· Pentadyne Power  Corp.

· BeaconPower

· CCM

· Adelwitz Technologiezentrum GmbH (ATZ)

 

 

Uluslararasi Bilimsel Sempozyum

 

· The Eighth International Symposium on Magnetic BearingsISMB8)

· The Tenth International Symposium on Magnetic BearingsISMB10)

· The Twelfth International Symposium on Magnetic BearingsISMB12)

 

 

Manyetik Yatak Konusundaki Kitaplar

 

· Chiba, A., Fukao, T., Ichikawa, O., Oshima, M., Takemoto, M., and Dorrel, D. G., Magnetic Bearings and Bearingless Drives, ELSEVIER, Oxford, 2005.

· Schweitzer, G., and Maslen, E.H., Magnetic Bearings, Springer, Virginia, 2009.

·  G.  Schweitzer,  H.  Bleuer, A. Traxler, Active Magnetic Bearings, vdf Hochschulverlag AG, 1994.

· E. Maslen, Magnetic Bearings, University of Virginia, 2000.

· B.V. Jayawant, Electromagnetic Levitation and Suspension Techniques, Edward Arnold, 1981.

· E. M. H. KAMERBEEK, Magnetic bearings, Philips Tech. Rev. 41, 348-361, 1983/84, No. 11/12.

 

 

 

Arastirma Gruplari ve Bilgi Kaynaklari

 

· KAIST Vibration Control Lab., Korea.

· Forschungszentrum Jülich

· Applied Nonlinear Controls Lab. Alberta University, Canada.

· LIM - Mechatronics Lab., Italy.

· International Center of Magnetic Bearing,ETH, Switzerland

· ROMAC, University of Virginia, USA.

· NASA Spinoff

· NASA Tech Briefs,Radial

· NASA Tech Briefs, Axial

 

 

 

Manyetik Yatak Tasarim Programlari ve Demo Setleri

 

· FEMM

· MBC500