Elektromanyetik Fren Tasarımı ve İmalatı

TÜBİTAK Projesi, 2209-A - Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı, 2024 - 2025

Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
Destek Programı: 2209-A - Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı
Başlama Tarihi: Mart 2024
Bitiş Tarihi: Mart 2025

Proje Özeti

İletken bir disk zamanla değişen manyetik akı yoğunluğuna maruz kaldığında iletkenin içinde akımlar akar. Lenz yasası sayesinde Eddy akımı, kendisini oluşturan manyetik alana karşı bir manyetik alan oluşturur böylelikle kendisini oluşturan manyetik alan değişimine karşı çıkar. Bu akımlar kendi üzerinde kapanan akımlar olduğu ve malzeme içinde ortaya doğru çukurlaşacak şekilde dağıldığından girdap akımları adı da verilir. Bu iki manyetik alan şiddeti arasındaki ilişkiden frenleme kuvveti ortaya çıkar. Günümüzde Eddy akımları pek çok alanda kullanılmaktadır. Bunlardan birisi de elektromanyetik frenleme sistemleridir. Eddy akımı frenleri ya da elektromanyetik fren sistemleri mekanik enerjiyi ısı enerjisine dönüştürmektedir. Mekanik enerjiyi sürtünme enerjisine dönüştürmediği için yüksek hızlarda sürtünmeye bağlı oluşacak büyük sorunların önüne geçmektedir. Bu özelliği sayesinde diğer frenleme sistemlerine karşı çok avantajlı bir seçimdir. Elektromanyetik frenleme sisteminde tasarım parametrelerinin çok büyük bir etkisi vardır. İletken diskin geometrik, manyetik ve elektriksel özellikleri ile akıyı oluşturan kutuplar, bunların sayısı mıknatıslar ile disk arasındaki aralık boyu, kullanılan mıknatısın özellikleri de oluşturulacak fren kuvveti üzerinde etkiye sahiptir. Kullanılan diskin elektriksel iletkenliği arttıkça en yüksek frenleme momenti değeri artmış fakat kritik hız değerinin düşmesine neden olmuştur. Disk ile mıknatıs arasındaki aralık artması iletken diske giren manyetik akının azalmasına neden olacağından, en yüksek frenleme momenti düşmektedir. Kutup sayısı ile frenleme momentinin doğrusal bir ilişkiye sahip olduğu da görülmüştür. Bu çalışmada elektromanyetik frenlerin temel çalışma prensibi olan Eddy akımları ele alınmış. Eddy akımlarının nasıl oluştuğu, hangi prensiplere dayandığı, nasıl frenleme momenti oluşturulduğu incelenmiştir. Oluşan frenleme momentinin hangi parametrelere bağlı olduğu bu parametrelerin frenleme momentini ne şekilde değiştirdiği incelenmiştir. Belirlenen parametreler doğrultusunda farklı mıknatıs düzenleri kullanılmış, iletken disk ve mıknatıs arasındaki aralık değerleri değiştirilmiş, iletken diskin malzemesi değiştirilerek frenleme kuvveti üzerindeki etkisine bakılmıştır. Analiz programlarında elde edilen sonuçlar doğrultusunda tasarımda ulaşılabilecek optimum frenleme momenti için ideal olan pozisyonlar, malzemeler belirlenmiştir. Belirlenen parametlereler ve imkanlar dahilinde bir fren tasarımı yapılmış. Tasarlanan fren sistemi için gerekli komponentlerin imalatı ve montajı yapılmıştır.