Çift uyartımlı küresel motorun manyetik, yapısal analizleri ve uygulaması

Abstract

Today spherical motor which multi degree of freedom motion ability is needed in robotic systems, medical, automotive industry, industrial applications. In this thesis, the permanent magnet double excited spherical motor which has three dimensional motion ability and works 24 VDC, was designed, analyzed and controlled. The double excited spherical motor consists two main parts stator and rotor. Stator has 12 coils and rotor has 4 permanent magnet. The spherical motor was analyzed for all situations of motion abilities with ANSYS Maxwell electromagnetics software based on finite element method. In addition, structural analyzes were performed with ANSYS Mechanical software. Drive circuit of double excited spherical motor is controlled by STM32F107VCT6 microcontroller based on the ARM technology.

Günümüzde robotik sistemlerde, tıp alanında, otomotiv sektöründe ve endüstriyel uygulamalarda çok serbestlik dereceli hareket yapabilen küresel motorlara ihtiyaç vardır. Bu tez çalışmasında 24 VDC ile beslenen üç boyutlu hareket edebilen bir sabit mıknatıslı çift uyartımlı küresel motorun analizi, tasarımı ve uygulaması yapılmıştır. Çift uyartımlı küresel motor, stator ve rotor olmak üzere iki ana parçadan oluşmakatadır. Statorda 12 adet sargı, rotorda ise 4 adet sabit mıknatıs mevcuttur. Küresel motorun hareket kabiliyetlerine göre tüm durumlar için sonlu elemanlar yöntemiyle çözüm yapan ANSYS Maxwell yazılımıyla elektromanyetik analizleri yapılmıştır. Ayrıca ANSYS Mechanical yazılımıyla yapısal analizleri yapılmıştır. Çift uyartımlı küresel motora ait sürücü devresi, ARM teknolojisine dayalı STM32F107VCT6 mikrokontrolörü ile kontrol edilmiştir.