AKTÜATÖRLER

0
164

18. Yüzyılın ikinci yarısında İngiltere’de başlayan ve Avrupa’nın birçok ülkesine sıçrayan ‘Sanayi Devrimi’ ve bilimin altın çağını yaşadığı bu dönemler, insanlık tarihinde köklü değişimlere sebep olmuştur. Teknolojik ilerlemeler buhar makineleriyle başlarken güvenli ve istikrarlı bir ekonominin oluşması ve sermaye birikimleri iş gücünün şekillenmesine de sebep oldu ve teknik gelişmelerle üretim yapıları da değişti. Bilimsel araştırmalar sayesinde üretim süreçleri kısaldı ve bilim, insan hayatına hizmet etmeye başladı. James Watt’ın buhar makinesini bulması, daha sonra buharlı tren ve gemilerin ortaya çıkması devrimin başlangıcıydı. İnsanlık, bilimin dur durak bilmeyen ilerleyişi sayesinde 19. yüzyılda petrol, doğalgaz ve elektrik enerjisi ile tanıştı. Elektrikli ve benzinli motorların geliştirilmesiyle otomobil, uçak ve benzeri araçlar insanlığın kullanımına sunuldu. İkinci sanayi devrimi olarak adlandırılan bu dönem insanlık tarihi için bir milat olarak nitelendiriliyor.

1960’lı yıllarda bilgisayar teknolojilerinin gelişmesi üçüncü sanayi devrimi olarak adlandırılırken son yıllarda robot teknolojisi yavaş yavaş insanlığın hizmetine sunulmaya başlandı. Kayıtsız kalmadığımız ve dördüncü sanayi devrimi olarak nitelendirilen bu süreçte robotik teknolojiler hayatımıza girmeye başladı. Öyle ki, üretim sistemlerinden sağlık sektörüne, ulaşımdan hizmet sektörüne kadar birçok alanda insan hayatına sağladıkları faydalar sayesinde yaşamın her alanında yer alacağı belirtiliyor.

Teknolojinin büyük bir hızla geliştiği bu dönemde, bir ayrıntı da dikkatimizi çekiyor. Her sanayi döneminde kendini gösteren ve insan hayatına sağladığı faydaların çeşitlenmesiyle önemi gittikçe artan aktüatörler. Gelin bilimin bizlere sunduğu ve insan gücünün erişemediği noktalarda insan aklıyla evrimleşen aktüatörleri yakından inceleyelim.

Aktüatörler, elektriksel veya mekanik enerjiye sahip büyüklükleri, belli amaçlara hizmet etmesi amacıyla dönel veya doğrusal fiziksel harekete dönüştürerek iş yapan herhangi bir sistemin son elemanlarıdır. Mekanik sistemlerde sıvı akışkanlar (hidrolik) veya gaz akışkanlar (pnömatik) ile belli bir basınç altında enerjilendirilmiş borular vasıtasıyla aktüatörlere hareket verilir. Hidrolik veya pnömatik tahrikli valfler ve vanalar, mekanik sistemlerdeki aktüatörlere örnek gösterilebilir. Elektriksel sistemlerdeki aktüatörler ise elektrik değişiminden faydalanarak hareket enerjisi sağlar.

Elektrik değişimleri, elektrik ile manyetizmanın ilişkisini ortaya koyan Hans Christian Oersted sayesinde artık elektromanyetizma olarak anılmaya başlandı ve Oersted’in ortaya koyduğu çalışmalar ile elektrikle çalışan aktuatörlerin yolculuğu başlamış oldu. Tarih 1821’i gösterdiğinde ise Faraday’ın gerçekleştirdiği çalışmalar sayesinde elektromanyetik enerji ile mekanik hareketlerin sağlanabileceği kanıtlanmış oldu.

Alternatif elektrik altında mıknatısla etkileşime giren elektrik enerjisi, bir manyetik alan oluşturarak hareket enerjisine dönüşmekte ve bu sayede, hareket enerjisi faydalı iş sağlamaktadır. Alternatif gerilim altında hareket enerjisi üreten aktüatörler asenkron motor olarak nitelendirilirken, motor teknolojisi ilerleyen yıllarda evrimleşmesine devam etti ve farklı elektrik akımları (alternatif akım ve doğru akım) altında çeşitli modern elektrik motorları üretilmeye başlandı. Alternatif akım (AC) altında çalışan senkron motorlar ve asenkron motorlar, doğru akım (DC) ile çalışan fırçalı DC motorlar, fırçasız DC motorlar, step motorlar. Sağladığı birçok avantaj ve kullanım alanlarına uygunluğuyla diğer motor türlerinden sıyrılan fırçasız, bir başka ifadeyle “Brushless DC (BLDC)” motor olarak anılan bu motorların, insansı robotlarımızda tercih edilmesinin sebeplerini ve gelişim sürecini birlikte inceleyelim.

BLDC motorlar klasik DC motor türlerinden farklı bir yapıya sahiptir. Bu motor türü, fırça-kolektör sisteminden kurtularak standart DC motorların moment – devir karakteristiğini korumak amacıyla fırça – kolektör yapısının görevini elektronik kontrol denetçisine bırakan modern bir motor çeşididir. Bu sayede fırçalı DC motorlara göre bakım maliyetleri düşük olduğundan sürekli bakımın zor olacağı alanlarda kullanıma elverişlidir. Yine fırça – kolektör sisteminin bulunmaması sayesinde sürekli gerilim yönü değişimlerinde ark meydana getirmez. Birim enerji yoğunluklarının diğer motor türlerine göre daha iyi olması sebebiyle sağlık, uzay endüstrisi, ısıtma, soğutma ve havalandırma sistemlerinde, düzensiz şebeke gerilimlerinin bulunduğu alanlarda, bilgisayar donanımlarında, parlama ve yanma riski bulunan ortamlarda bilhassa robot teknolojisinde kullanılmaktadır.

Genel olarak BLDC motorlar; sargıların bulunduğu stator, sabit mıknatıslı rotor, konumlama sensörleri ve sürücü devreden oluşur.

 

Elektronik kontrol algoritmalarıyla yüksek verimler elde edilebilen BLDC motorlar, tasarımı sayesinde şu kazanımlara sahiptir;

  1. Fırçasız yapıları sayesinde sürtünme kaybı yoktur ve karbon tozu üretmez,
  2. Sessiz çalışma yeteneklerine sahiptir,
  3. Isınma karakteristikleri fırçalı DC motorlara göre daha azdır,
  4. Bakım maliyetlerinin düşük olmasıyla birlikte uzun ömürlüdür,
  5. Yüksek devirde problemsiz çalışabilir,
  6. Küçük ve dar alanlarda diğer motor türlerine göre daha fazla tork üretebilir,
  7. Herhangi bir mekanik kontak bulunmaması sebebiyle uygun yalıtımlarla su altı çalışmalarında kullanılabilir.

Bu sebeplerle, ürettiğimiz insansı robotların hareket kabiliyetlerindeki yüksek açısal doğruluk, tork kontrolü, konum kontrolü ve hız kontrolüne ihtiyacımızdan yola çıkarak aktüatör seçimimiz BLDC motorlar olmuştur. Bu seçim doğrultusunda insanlığın hizmetine sunmak üzere üretmiş olduğumuz insansı robotlarımızda hareket yeteneğini sağlamak için yerli ve milli, yüksek mühendislik ve teknoloji ürünü harmonik tahrik redüksiyonlu BLDC motorlarımızdan faydalanmaktayız.

 

Dokuz yıllık yerli ve milli mühendislik çalışmalarının sonucu olarak üretmiş olduğumuz harmonik tahrik redüksiyonlu BLDC motorlarımız, diğer BLDC motorların avantajlarına ek olarak; farklı hızlarda çalışma yeteneği, yüksek açısal doğrulukla ve modüler yapısı ile her türlü yüksek doğruluk gerektiren hassas işlerin altından kalkabilecek kabiliyete ve ihtiyacımız olan hareket yeteneğine sahip oldu.

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here