Digital Kumpas uzerine tersine muhendislik - 3

Lingo lingo şişeler...

Kumpası çözdüm.

3 fazlı asenkron motorda 3 sargı grubu vardır ve bunlara 120 derece faz farklı 3 gerilim uygulanır. Bunun sonucunda statorsa döner bir alan oluşur. Eğer rotor sökülüp yerine bir bobin yerleştirilirse bu bobinde AC bir gerilim endüklenir. Endüklenen gerilimin fazlardan herhangi birisi ile yaptığı elektriksel açı bobinin stator içindeki mekanik açısı orantılıdır.

Eğer statora cok kutuplu sargı sarıldı ise bu durumda endüklenen voltajın faz acısı 1/p kutup oranında olacaktır.

Eğer bobinin mekanik açısı değiştirilirse endüklenen gerilim hala sinüsel formdadır fakat açısı  değişir.

Eğer motor gövdesi kesilip düzlemsel hale getirilirse bu kez lineer motor elde edilir. rotor olarak kullandığımız bobinimizin konumu değiştirilirse gene endükelenen gerilimin faz açısı değişir. Artık bobinimiz lineer pozisyonla orantılı faz açısına sahiptir.

Eğer bu kısmı anladıysanız kumpası da anladınız demektir.

Motor illaki mağnetik prensiple tasarlanacak diye şart yok. Sargıların yerine kapasitör levhası koyarsak  bu kez 3 fazlı kapasitif bir motor elde ederiz ve döner bir elektrik alanımız olur. Bu alan içine kapasitör koyarsak bu kez kapasitörde gerilim endüklenir.

Bu motoru kesip düzlemsel hale getirirsek bu kez lineer bir kapasitif motorumuz olur. Rotor yerine konan kapasitör lineer motor üzerinde hareket ettirilirse bu kez kapasitörde endüklenen voltajın faz açısı kayar.

Bu durumda endüklenen voltajın genliğine falan bakmak gerekmez doğrudan faz acısı okunursa rotor olarak kullanılan kapasitor levhasının hangi pozisyonda olduğu anlaşılır.

Peki  kumpasımızda 3 fazlı sinüsel gerilimler yok buna ne diyeceksin diye soru gelebilir.

Evet fırçasız DC motorları hatırlarsanız bu motorlar AC senkron motor ve brushless DC motor olarak ikiye ayrılır.

AC senkron motorlar sinüsel gerilimlerle sürülürken Brushless DC motorlar trapezoidal gerilimle sürülür ve her ikisinde de döner alan oluşur.

Bu durumda kumpasın çalışma prensibi ana hatlarıyla belli oldu.

Benim elimdeki kumpaslar 4 tam kutba sahip. Yani 8 çift kutuba sahip. Hatırlarsanız 4 sinyalin inverti ile diğer 4 sinyal elde ediliyor demiştim.

Kutup sayısını ne kadar artırırsak o kadar küçük posizyonu hatasız ölçebiliriz. Fakat önümüzdeki en büyük engel kapasitörlerin PCB şeklinde imalatıdır.

Yaptırmakta olduğumuz PCB ler elektronik devre açısından mükemmel olsalar da kumpas yapabilmek için üreticinin çok titiz çalışması taze asitler kullanması gerekir. PCB yi zemine tam paralel yatırması pozlamayı mükemmel yapması gerekir. Ancak bu titizlikte çalışılırsa 1 um gibi küçük çözünürlüklere inilebilir. PCB üzerindeki bakır yüzeylerin kenarlarının girintili çıkıntılı olması hatalara neden olacaktır.

İşin özeti kumpas, lineer hareketli resolverin (inductasyn) kapasitif  çalışan türüdür. Farklı olarak 2 faz yerine 4 faz kullanmaktadır.

Allahım sana şükürler olsun.

Artık kendi kumpaslarımızı daha doğrusu lineer cetvellerimizi üretebiliriz.

Neden toplama elektrodunun sağında ve solunda 4'er elektrod işleme alınmıyor?

Sebebi çok basit. Eğer kumpasımız lineer değil de silindirik yapıda olsaydı tüm elektrodların hepsi de ölçüme dahil edilebilirdi. Fakat silindirik yapı kesilip düzeltirlirse kesilen yerin sağına ve soluna ekleme yapıp buralara da sinyal uygulamalıyız. Aksi takdirde bu kısımlarda döner alan (yürüyen alan) bozulacaktır.

Kumpas aşkına aldığım 16 kanal Digital/Analog sinyal yakalayabilen analizer cihazı ile kumpasın 8 elektroduna uygulanan digital sinyallerle toplama elektrodundaki analog sinyalin görüntüsü aşağıdadır.

KumpasAll

Tersine mühendislik çalışması sonucunda elde ettiğim bilgilerden yola çıkarak tasarladığım kumpasın daha doğrusu lineer cetvelin videosunu aşağıdaki linkten izleyebilirsiniz.

https://www.youtube.com/watch?v=6SZvPeMruLU

 

Bu yazı 2- Arm ve Asm kategorisine gönderilmiş. Kalıcı bağlantıyı yer imlerinize ekleyin.