Atalet Oranlarının Yansıtılması

Ağustos 29, 2014, by Gordon Ritchie

Bölüm I

Bir yük doğrudan motor tarafından tahrik ediliyorsa, yansıtılan ataletle ilgili sonu gelmeyen tartışmalar başlar. Genel kanı, doğrudan tahrikli yüklerin doğaları gereği yansıtılmış bir ataletlerinin olmadığıdır. Bazıları, yeterince tork ve hız mevcutsa, yük doğrudan tahrik edilirken yük ataletinin motor ataletine oranının dikkate alınmasına gerek olmadığını rahatlıkla iddia edebilmektedirler. u tür bir iddiada bulunmak oldukça zor aslında.
Ben daha ziyade yükü bir bütün olarak düşünmek gerektiğine inanıyorum. Yükün hareketteki dinamik değişikliklere nasıl bir tepki vereceğini anlayabilmek için öncelikle yükün yapısını anlamak gerekir. Bunu göstermek için, aynı atalete ancak farklı yapılara sahip olan üç farklı yük kullanacağım. Bunlar motora doğrudan bağlı olduklarından, yansıtılan bir atalet olmadığı öne sürülebilir. Anlam karışıklıklarına yol açmamak için, yük ataletinin motor ataletine oranını açıklamak için Atalet Oranı terimini kullanacağım.
Bu hafta, atalet oranını dikkate almaya gerek olmadığı fikrinin nasıl ortaya çıktığına değineceğiz. Önümüzdeki haftalarda ise bu iddianın neden doğru olmadığına bakacağız.
İlk örneğinde, 50:1 atalet oranına sahip, yani yük ataletinin motor ataletinden 50 kat fazla olduğu bir yük kullanacağım. Buna ait denklem JL/JM = 50 veya 50:1 bir oran olur.

Atalet Tablosu (çark)

Çıkıntılı bir yük doğrudan motora bağlanırsa, motor durunca yük de durur. Motorun yükü yavaşlatmaya yetecek kadar torku olduğu müddetçe, ayarlama süresi neredeyse hiç bulunmayacaktır. Bu, yüküm adeta motorun bir parçası gibi olduğu bir durumdur. Yük motorun bir parçası olduğunda ise, yansıtılan atalet oranı JL/JM = 0 veya 0:1 olacaktır. Hiç yük yok, sadece motor var gibi görünüyor.
Görebileceğimiz gibi, ataleti başlı başına yok saymak yerine bu şekilde bir açıklama yapmak daha mantıklı. Peki doğrudan bağlanmış yüklerinizin hepsi bu kadar basit ve öngörülebilir miydi? Değilse, doğrudan bağlantılı yüklerle ilgili ne tür tecrübeler yaşadınız? Her seferinde çıkıntılı bir yüke bağlanma şansınız olduysa bundan sonrasını okumanıza gerek yok. Aksi takdirde Bölüm II'den okumaya devam edebilirsiniz.


Bölüm II

Şimdi de, uyumlu bir bağlantıyı ve bunun ataleti nasıl etkilediğini inceleyelim. Aynı yükü alır ancak bu sefer uyumlu bir bağlantıyla (bu örneğimizde yay) motora bağlarsak, dinamik performans önemli ölçüde düşecektir. Motor devir almaya başlayınca, yük hareket etmeden önce yayın kapanması gerekecektir. Motor durduğunda ise, yay tamamen yük altına girene kadar yük dönmeye devam edecektir. Bu gerçekleşince, yaydaki enerji yükü ters yönde hızlandırmaya başlar ve Newton'un üçüncü hareket kanunu gereği motoru ters yönde döndürmeye başlar.

 Atalet Tablosu (yay)

Bu yön değişimleri, tüm enerji kaybolana ve yük tamamen durana kadar devam edecektir. Bu tip bir yüke bağlanmanız söz konusu olmuşsa, kazançların azaltılması gerektiğini fark etmiş olabilirsiniz. Unutmayın; yön değişimlerinin enerji tamamen kaybedilene kadar devam edeceğini söylemiştim. Kazançlar çok fazlaysa, enerjiyi yeniden sisteme yönlendirirsiniz. Bu da sistemin aşırı gürültülü hale geldiği noktayı ifade eder.

Bu örnekte, atalet oranı gerçekten de yansıtılmış atalettir. (JL/JM = 50 veya 50:1). Bu noktada da, yüksek bir atalet oranına sahip uyumlu bir yüke asla bağlanamayız gibi görünüyor. Pek çok uygulama, mekanik bileşenlerdeki uyumsuzluk sorunu nedeniyle gerektiği gibi tamamlanamamaktadır.

Bölüm III'te, yarı uyumlu bir yükü inceleyeceğiz.

Bölüm III

Bu yazı dizimizi en başından beri okuduysanız, düşük uyumluluğa sahip doğrudan bağlanmış bir yük ile yüksek uyumluluğa sahip bir yük hakkında konuştuğumuzu hatırlayacaksınız. Şimdi de, kısmen uyumlu bir yükün farklılıklarından bahsedeceğiz.

Yükün yarısı motora doğrudan bağlanmışken, diğer yarısı bir yay aracılığıyla bağlanmıştır. Motor devir almaya (hızlanmaya) başlayınca, yükün doğrudan bağlanmış yarısı hızlanmaya, yay ise kapanmaya başlar. Motor durunca, yükün doğrudan bağlanmış yarısı da motorla birlikte durur, yayla bağlanmış yarısı ise yavaşlamaya devam eder. Yük dönmeye devam ettikçe yayı da ters yönde kapatmaya başlar. Serbest kalan enerji motor ve yükün diğer yarısı tarafından karşılanır. Sistem bu noktada oldukça farklı görünür.

The reflected inertia is (½JL)/(JM + ½JL) < 1:1. Yansıtılan atalet veya atalet oranı değerlendirilirken, bileşenlerin mekanik yapısını bilmek son derece önemlidir. Yarı uyumlu yük örneğinde gördüğümüz gibi, atalet oranı esasında çok düşüktür. Bu sistemi atalet oranı sorunu olmayan doğrudan bağlanmış yükleri temel alarak planlayıp, satın alıp kursaydık, muhtemelen pek de mutlu bir müşteriyle karşılaşmayacaktık.

Ayrık Atalet Yükü

Hangi sistem olursa olsun, atalet oranını veya yansıtılan ataleti değerlendirirken yükün her bir bileşenini dikkate almak son derece önemlidir. Uyumluluk sorunları mı yaşıyorsunuz? Bunun gibi doğrudan bağlanmış uyumlu yükünüz mü var veya böyle birini mi tanıyorsunuz? Bize görüşlerinizi bildirin ve size yardımcı olmaya çalışalım!

comments powered by Disqus