Measuring system of the relationships between energy, power, moment, number of turns, efficiency, current and voltage in motors

Motorlarda enerji, güç, moment, devir sayısı, verim, akım, gerilim ilişkilerini ölçme düzeneği

Abstract

In this work measuring system developed to determine the relationship between greatnesses like power, energy, current, voltage and fuel those are given to motors and power, work, rotatingmoment and number of turns those are taken from this motor, with characteristic diagrams. It can also be used in the simulation of relationship between vehicle and road. In the system; a breake mechanism with pendelum, wich produces voltage proportional to the applied brake moment; a current source mechanism that produces current proportional to the number of turns; a fly wheel that can be regulated and a tur measuring apparatus are connected to an axle in series. A wattmeter which is connected to the mentioned current and voltage shows the power supplied by the motor. An electricity meter which is connected to the-wattmeter measures the work made by the motor. The motor, that will be measured, is made to stand on a pendulum base. The oscillation axis of the pendulum base is congruent with the axis of the motor's axle. The motor's axle moves the axle of the above mentioned fly wheel, with a gearbox. The power, fuel, oxygen etc., wich is given to the motor, is determined by flow discharge measuring apparatus in fuel oil motors. In electric motors, on the other hand, the applied current, voltage, power and energy are determined by electrical measuring apparatuses. Below the pendulum base, a pendulum ball, whose distance and mass can be regulated, is attached. The turning angle of the pendulum base is resulted as a function of the rotating moment, applied by the motor to the axle at the time of the action. A voltage mechanism, attached to the pendulum base, produces a voltage proportional to the rotating moment of the motor. The mentioned electrical meassuring apparatusses are connected to the recorder. As changing various astive inputs, it is possible to determine the behavior of the other greatnesses. On the other hand, it is also possible to relaise road- vehicle- driving simulation mechanism. If analogy is-provied a) between vehicle's mass and the rotating inertia moment of the fly wheel; b) between the pulling force applied to the vehicle and the rotating moment applied to the system by motor, c) between the resistant forces formed against the movement of the vehicle and the brake moment realised in the brake mechanism; an analogy is realised between the translation movement showed by vehicle and rotation movement showed by fly wheel. The measuring mechanism, which is realised in this work, can be used to determine the technical properties of all kinds of motors, for example, the motors of second-nand cars. On the other hand, as a simulater, this system can be used in drivers education or it etn be used in determining the relationship between acceleration- speed- power- time- energy which is showed by a definite vehicle in a definite route.

Özet

Bu çalışmada, motorlara verilen güç, enerji, akım, gerilim, yakıt ve onlardan alınan güç, iş, döndürme momenti, devir sayısı gibi büyüklüklerin aralarındaki ilişkileri karakteristik diyagramlarıyla saptamaya yarayan ve taşıt-yol ilişkilerinin simülasyonunda kullanılabilen bir ölçme düzeneği geliştirilmiştir. Düzenekte, uygulanan fren momenüyle orantılı gerilim üreten sarkaçlı bir fren düzeneği, devir sayısıyla orantılı akım üreten bir akım kaynağı düzeneği, ayarlanabilir bir volan ve bir tür ölçme cihazı seri olarak bir mile bağlanmıştır. Anılan akım ve gerilim kaynağının bağlandığı bir vatmetre, motorun vermiş olduğu gücü göstermektedir. Bunların bağlandığı bir elektrik sayacı da motorun yaptığı işin ölçümünü yapmaktadır. Ölçülecek motor, bu sarkaç kaideye oturtulmaktadır, bu sarkaç kaidenin salınım ekseni, motor milinin ekseniyle çakışmaktadır. Motor mili bir aktarma organıyla yukarda anılan volan milini tahrik etmektedir. Motora verilen güç yakıt, oksijen v.s.. akaryakıt motorunda debi ölçme cibazlarıyla saptanmaktadır. Elektrik motorlarında ise uygulanan akım, gerilim, güç ve enerji, elektrikli ölçü aletleriyle saptanmaktadır. Motorun sarkaç kaidesinin altına, milden uzaklığı ve kütlesi ayarlanabilen bir sarkaç topu takılmıştır. Tahrik esnasında sarkaç kaidenin gösterdiği dönüş açısı, motorun mile uyguladığı döndürme momentinin fonksiyonudur. Sarkaç kaideye takılan bir gerilim düzeneği, motorun döndürme momentiyle orantılı bir gerilim üretmektedir. Anılan elektriksel ölçme aletlerinin verileri bir yazıcı aygıta bağlanmıştır. Motorda etkin çeşitli girdileri değiştirerek, diğer büyüklüklerin nasıl bir davranış gösterdiği bu düzenekle saptanabilir. Ayni zamanda yol-taşıt-sürüş simülasyonu da bu düzenekle gerçekleştirilebilir. Bunun için taşıt kütlesi ile volanın dönüş atalet momenti arasında; araca uygulanan çekiş kuvveti ile motorun sisteme uyguladığı döndürme momenti arasında ve taşıt hareketine karşı oluşan direnç kuvvetleri ile fren düzeneğinde gerçekleştirilen fren momenti arasında analoji sağlanırsa taşıtın gösterdiği translasyon hareketi ile volanın gösterdiği rotasyon hareketi arasında bir analoji gerçekleşir. Bu çalışmada gerçekleştirilen bu ölçüm düzeneği, her türlü motorun, örneğin kullanılmış arabaların motorlarının teknik özelliklerinin tesbitinde kullanılabilir. Diğer taraftan, simulator olarak, sürücü eğitiminde veya belli bir aracın belli bir yükle belli bir güzergahta göstermiş olduğu ivme-hız- yol- güç- zaman- enerji ilişkilerin simülasyonla saptanmasında kullanılabilir.