Buradasın
Hareket Kontrol Tekniğine Giriş: Mekanik Hesaplamalar ve Güç Profilleri
youtube.com/watch?v=Y8wK-vfcu6kYapay zekadan makale özeti
- Kısa
- Ayrıntılı
- Bu video, Kocaeli Üniversitesi Elektrik Mühendisliği 4. sınıf öğrencisi Serdar Meş tarafından sunulan bir eğitim dersidir. Serdar, hasta olması nedeniyle rahatsızlık verebileceğini belirterek dersi başlatmaktadır.
- Video, hareket kontrol sistemlerinde mekanik hesaplamalar ve güç profilleri konularını ele almaktadır. İlk bölümde moment, atalet momenti ve hız profilleri kavramları açıklanırken, ikinci bölümde mekanik güç ve moment kavramları, güç aktarımı ve pozisyonlamada kullanılan üçgen, trapez ve E eğrisi hız profilleri anlatılmaktadır.
- Ders içeriğinde atalet momentinin tanımı ve hesaplanması, dolu ve delikli silindirlerin atalet momenti, doğrusal ve döner sistemlerin motor miline indirgenmesi, yavaşlama yöntemi ve sürme yöntemleri detaylı olarak açıklanmaktadır. Ayrıca, traktör ve yarış arabası örneği üzerinden güç farklarına rağmen traktörün yarış arabasını geçemeyeceği gösterilmekte ve pozisyonlamada kullanılan hız profillerinin kullanım alanları ve avantajları anlatılmaktadır.
- Hareket Kontrol Tekniğine Giriş
- Kocaeli Üniversitesi Elektrik Mühendisliği 4. sınıf öğrencisi Serdar Meş, Hareket Kontrol Tekniğine Giriş 4. dersini anlatacak.
- Dersin konusu mekanik hesaplamalar olup, hareket kontrol sistemlerinde motorlar mekanik sistemlerin ihtiyaçlarına göre seçilmelidir.
- Sistemin sürekli moment talebi ve atalet momenti dikkate alınmalıdır.
- 00:38Atalet ve Moment Kavramları
- Atalet, kuvvet uygulanan bir kütlenin hız değişimine verdiği tepki (eylemsizlik) olarak tanımlanır.
- Moment, kuvvetin döndürme etkisi olarak tanımlanır ve kuvvet vektörünün hareket merkezine olan dik uzaklığı ile çarpılarak bulunur (M = F × r).
- Newton'un ikinci hareket kanunu (F = m × a) kullanılarak, açısal hız için M × r² × ω' = J × ω'' formülü elde edilir.
- 02:17Atalet Momentinin Önemi
- Atalet momenti, enerji biriktiren hareketli sistemlerde enerji depolanması veya aktarılması esnasında etkilidir.
- Depolanan enerjinin değişebilmesi için hızlı bir değişiklik olması gerekir ve bu değişikliğin katsayısı atalet momentidir.
- Atalet momenti ile ivmenin çarpımından hız değişimine gösterilen tepki (moment) bulunur.
- 02:51Silindirlerin Atalet Momentleri
- Dolu silindirin atalet momenti formülü J = (4/3) × π × d⁴'dür.
- İki farklı cismin kütleleri aynı olsa bile çapları farklı ise, çapı büyük olanın eylemsizlik momenti üssel olarak (d⁴) artmaktadır.
- Delikli silindirin atalet momenti formülü J = (4/3) × π × d⁴ - (4/3) × π × r⁴'dür.
- 03:38Mekanik Sistemler ve Atalet Momentleri
- Mekanik sistemler doğrusal sistemler ve döner sistemler olarak iki ana grupta tanımlanır.
- Hareket kontrolünde döner veya doğrusal hareket yapan mekanik sistemler farketmeksizin yük momenti tahrik motoruna indirgenir veya yansıtılır.
- Ortak merkezli karmaşık dönen parçaların eylemsizlik momentleri, kendilerini oluşturan parçaların eylemsizlik momentlerinin toplamı olarak ifade edilebilir.
- 04:25Atalet Momentinin Hesaplanması
- Sistemin yapısı gereği atalet momentinin hesaplanması güç olabilir ve bu durumlarda deneysel yöntemler geliştirilmiştir.
- Yavaşlama yöntemi, sistem sürekli çalışma halindeyken motor devreden çıkartılıp, sistemin sürtünme ve yük momentinin etkisiyle yavaşlamasıdır.
- Yavaşlama grafiğinden teğet çekerek açısal hızdaki değişimi türev yoluyla bulup, güç formülü P = M × ω'den momenti ederek J değeri bulunur.
- 06:28Sürme Yöntemleri
- Mekanik sistemler doğrusal sistemler ve döner sistemler olarak iki ana grupta tanımlanır.
- Doğrudan sürme yönteminde elektrik motoru yüke direkt olarak bağlanır, motor hiza ile yük hızı aynı olur ve toplam atalet motor eylemsizlik ve yük eylemsizliklerinin toplamına eşittir.
- Aktarım elemanları üzerinden döner hareketlerde, çevrim oranının birden farklı olduğu sistemlerde yük kat aletinin motor miline olan etkisi çevrim oranının karesidir.
- 08:04Atalet Momentinin Hareket Kontrolündeki Önemi
- Kontrolde kararlılığı bozan ve salınımlara sebep olan en önemli etken, enerji biriktiren elemanların sisteme olan etkisidir.
- Motor momenti hesaplanırken sürekli hali için gerekli olan sürtünme momentinin yarısı yanı sıra atalet momentinin oluşturduğu tepki momenti de dikkate alınmalıdır.
- İki sistemin moment uyumunun sağlanması durumunda maksimum güç transferi elde edilebilir, yük ataleti ve motor ataleti arasındaki oranın 5'ten büyük olması gerekir.
- 08:55Güç ve Moment İlişkisi
- Mekanik güç P = mω (F çarpı v) formülüyle hesaplanır ve sistem gücü ne kadar büyük olursa olsun, çıkış momentinin yük momentinden küçük olduğu durumlarda güç aktarılamamaktadır.
- Pozitif ivmelenme ve hızlanma için motor momentinin yük momentinden büyük olması gerekir.
- Traktör ve yarış arabası örneğinde, güç farklarına rağmen traktör her zaman yarış arabasına arkadan bağlı oldukları veya yan yana yarıştıkları durumlarda yarış arabası traktörü geçecektir.
- 09:46Hız Profilleri
- Pozisyonlamada kullanılan hız, ivme ve moment gibi değişkenler sürücü tarafından değişik hareket profillerine göre kontrol edilir.
- Üçgen hız profilinde sistem belirli bir ivmeyle hızlanır, belirli bir hıza ulaştıktan sonra aynı ivmeyle yavaşlar ve durur; kısa mesafeler ve yüksek hızların gerekli olduğu uygulamalarda yaygın olarak kullanılır.
- Trapez hız profilinde sistem önce belirli bir ivmeyle hızlanır, ardından sabit hızda devam eder ve yine aynı ivmeyle yavaşlar.
- Eğri hız profilinde sistem önce sabit hıza farklı ivmelerle hızlanır, bir süre sabit hızla hareket ettikten sonra simetrik şekilde yavaşlar; yük ataleti çok büyük olduğu durumlarda zorunlu olarak kullanılır.