Üniversal Elektrik Motorunun Zorlanmış Titreşimlerinin Sayısal Modelinin Kurulması

Abstract

Elektrik motorları günümüzde neredeyse her türlü cihaz ve makinalarda vazgeçilmez olarak kullanılan mekanik güç sağlayıcı elemanlardır. Dolayısı ile elektrik motorlarının kalitesi, güvenirliği ve ömrü bu motorları kullanan makinelerin kalitesini doğrudan etkilemektedir. Bu bağlamda elektrik motorlarının titreşim ve gürültü anlamındaki özellikleri ön plana çıkmaktadır. Bu çalışmanın temel amacı, elektrik motoru dinamiğinde etkili olan mekanik ve elektriksel kaynaklı zorlanmış titreşimleri tahmin edebilecek güvenilir bir model ortaya koymaktır. Bu kapsamda motorun herbir parçasının ayrı ayrı sonlu eleman modeli oluşturulmuş ve bunlar deneysel modal analiz ile güncellenmiştir. Daha sonra motor elemanların güncellenmiş bu esnek modelleri MSC ADAMS programında monte edilmiştir. Herbir aşamada yine deneysel modal analiz ile modelin doğruluğu hem kontrol edilmiş hem de gerekli güncellemeler yapılmıştır. Motorun serbest titreşim modeli elde edildikten sonra, motor üzerinde kuvvet üreten etkilerin modelleri elde edilmiştir. Bunlar kabaca mekanik ve elektriksel olarak sistemi uyaran bileşenlerdir. Bu etkilerin modele eklenerek zorlanmış titreşim modeli elde edimiş, incelenmiş ve tasarlanan test düzeneği baz alınarak gerekli düzenleme ve düzeltmeler yapılmıştır.Nowadays, electric motors are the most common machines which are used almost all machine in order to provide mechanical power. So, quality, reliability and life span of electric motors directly influence machines where the electric motors are used. As a result, vibration and acoustic properties of electric motors take over in order to decrease total noise and vibration problems in the machines. The aim of this study is modelling a reliable numerical model of a universal electric motor in order to investigate the effects of the mechanical and electrical forces on the dynamics of the electric motor. In this context, every parts of the electric motor are modelled as a FE model and these models are validated by experimental modal analysis. After this study, all of these models are assembled in the MSC ADAMS. So, free vibration numerical model of the electric motor is created. One step further of free vibration model is to compose a forced vibration model which contains dynamic forces created by both electrical and mechanical manner. A test rig is designed in order to validate this numerical model. Effects of dynamic forces are investigated and forced vibration numerical model is improved on the basis of experimental data.