RELÜKTANS TÜRÜ İVMELENDİRİCİ DEVRE MODELİ İÇİN LAGRANGE TANIMLAMASI VE SONLU ELEMAN ANALİZLERİ

LAGRANGIAN DESCRIPTION AND FINITE ELEMENT ANALYSIS OF RELUCTANCE ACCELERATOR CIRCUIT MODEL

Özet

Relüktans türü ivmelendirici devre modeli için uygun bir Lagrange tanımı sunulmuştur. Magnetostatik sonlu eleman analizi yapan genel amaçlı programların, sunulan model üzerinde ne kadar etkin bir şekilde kullanılabileceği gösterilmiştir. Bir sistemin elektrik devre modeli, sistemi oluşturan parçaların davranışlarını, mekanik parçaların elektriksel eşdeğerleri de dahil olmak üzere akım, gerilim, güç ve enerji dağılımı gibi karşılıklarıyla kolay algılanabilir bir şekilde ortaya sermektedir. Bu tür tahrik sistemleri durağan çalışma şartlarında oldukça basit dinamiğe sahip olmakla birlikte geçiş durumlarında oldukça komplex davranış gösterirler ve çalışma dinamiklerinin anlaşılmaları güçtür. Çalışma, böyle bir yaklaşımın tam bir elektromanyetik alt yapıya sahip olmayan araştırmacılara doymuş veya doymamış relüktans tipi doğrusal veya dairesel hareket eden motor veya elektrikli tahrik sistemlerinin ve dinamik yapılarının daha iyi anlaşılabilmesi için yapılmıştır. Önerilen model ve dinamik davranışlarının sonlu eleman analizleri ile çözümü, bir relüktans ivmelendirici düzeneği gerçeklenip kondansatör boşaltmalı bir devre ile sürülerek doğrulanmıştır.

Abstract

Lagrangian description of electrical circuit model of a reluctance type accelerator systemis introduced. The effectiveness of the general purpose magnetostatic finite elementanalysis (FEA) tools on the introduced model is demonstrated. Electrical equivalentcircuit model of the system lays out many properties of the system in terms of voltage,current, power or energy distributions of electrical components, and also electricalequivalent of the mechanical components, in an easily perceivable form. These type ofactuators are simple mechanisms when they are in steady state. However, when they arein transient, their dynamics may become very complex. The aim of the study is to showhow this approach allows many researchers without the full electromagneticbackground, to model and understand the dynamics of the reluctance type linear orrotary motor or actuators whether they are saturated or not. To exhibit the validity ofthe proposed model and solution of dynamic behaviors with FEA, it is verified on a basiccapacitor discharge type driver circuit including the electromagnetic accelerator coiland projectile.