TR2021019429A2 - Akti̇f ses ve ti̇treşi̇m azaltici bi̇r si̇stem - Google Patents

Akti̇f ses ve ti̇treşi̇m azaltici bi̇r si̇stem

Info

Publication number
TR2021019429A2
TR2021019429A2 TR2021/019429A TR2021019429A TR2021019429A2 TR 2021019429 A2 TR2021019429 A2 TR 2021019429A2 TR 2021/019429 A TR2021/019429 A TR 2021/019429A TR 2021019429 A TR2021019429 A TR 2021019429A TR 2021019429 A2 TR2021019429 A2 TR 2021019429A2
Authority
TR
Turkey
Prior art keywords
piezoceramic
signal
active sound
transformer
sheets
Prior art date
Application number
TR2021/019429A
Other languages
English (en)
Inventor
Öz Serhat
Original Assignee
Detsa Trafo Kazan Imalati Ve Celik Konstrueksiyon Sanayi Ticaret Anonim Sirketi
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Detsa Trafo Kazan Imalati Ve Celik Konstrueksiyon Sanayi Ticaret Anonim Sirketi filed Critical Detsa Trafo Kazan Imalati Ve Celik Konstrueksiyon Sanayi Ticaret Anonim Sirketi
Priority to TR2021/019429A priority Critical patent/TR2021019429A2/tr
Publication of TR2021019429A2 publication Critical patent/TR2021019429A2/tr
Priority to PCT/TR2022/050198 priority patent/WO2023107028A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1787—General system configurations
    • G10K11/17873—General system configurations using a reference signal without an error signal, e.g. pure feedforward
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/005—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion using electro- or magnetostrictive actuation means
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/175—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound
    • G10K11/178—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase
    • G10K11/1781—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions
    • G10K11/17821—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using interference effects; Masking sound by electro-acoustically regenerating the original acoustic waves in anti-phase characterised by the analysis of input or output signals, e.g. frequency range, modes, transfer functions characterised by the analysis of the input signals only
    • G10K11/17825—Error signals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/33—Arrangements for noise damping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2224/00—Materials; Material properties
    • F16F2224/02—Materials; Material properties solids
    • F16F2224/0283—Materials; Material properties solids piezoelectric; electro- or magnetostrictive
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/121—Rotating machines, e.g. engines, turbines, motors; Periodic or quasi-periodic signals in general
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/10—Applications
    • G10K2210/129—Vibration, e.g. instead of, or in addition to, acoustic noise
    • G10K2210/1291—Anti-Vibration-Control, e.g. reducing vibrations in panels or beams
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K2210/00—Details of active noise control [ANC] covered by G10K11/178 but not provided for in any of its subgroups
    • G10K2210/30—Means
    • G10K2210/321—Physical
    • G10K2210/3212—Actuator details, e.g. composition or microstructure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

Buluş, trafolardan yayılan çevresel gürültünün azaltılması amacıyla aktif ses/titreşim kontrolünü esas alan ve böylece düşük çevresel gürültü düzeyine sahip bir sessiz trafo sistemi (100) ile ilgilidir.

Description

TARIFNAME AKTIF SES VE TITRESIM AZALTICI BIR SISTEM Teknik Alan Bulus, trafolardan yayilan çevresel gürültünün azaltilmasi amaciyla aktiiC` ses/titresim kontrolünü esas alan ve böylece düsük çevresel gürültü düzeyine sahip bir sessiz trafo sistemi ile ilgilidir. Önceki Teknik Trafolarda ortaya çikan gürültü problemi, bu uygulamalarin akustik bakimindan en temel sorunlarindandir. Söz konusu gürültü trafo çekirdeklerinde olusan çesitli elektromanyetik kuvvetler sonucu olusmaktadir. Büyüksehirlerde trafolarin yerlesim alanlarina konumlandirilmasi da bu gürültü probleminin önemini arttirmaktadir.
Trafolardaki gürültü, bir titresim hareketinden dolayi olusur. Titresimin veya titresimin olusturdugu ses dalgalarin sönümlenmesi ile bu gürültünün önüne geçilebilmektedir. Titresimin sönümlenmesi için aktif ve pasif yöntemler gelistirilmistir. Pasifyöntemlerde konstrüksiyonun yapisal özellikleri degistirilirken, aktif yöntemde anlik olarak alinan girdilerin çesitli algoritmalarca islenmesiyle sistemin uyarilmasi ilkesine dayanir.
Aktif ses ve titresim kontrolü teknolojisi günümüzde önemi gitgide artmakta ve ihtiyaç alani genislemektedir. Bu ihtiyaç ve ilerlemenin temelinde piezoelektrik malzeme gibi akilli yapilar ve bu yapilarin olusturduklari sistemler yer almaktadir.
Piezoelektrik malzemeler genellikle titresimleri sönümlemek için eyleyici veya titresim genliklerini ve frekanslarini ölçmek için sensör olarak kullanilabilmektedir. Piezoelektrik malzeme tabanli akilli yapilar mühendisligin birçok alaninda kullanilmakta ve sürekli gelisme göstermektedir. Bu tarz çalismalar makine, insaat ve havacilik gibi birçok sektörde yer almakta ve problemlerin çözümünde özgün olarak katki saglamaktadir. Piezoelektrik gibi akilli malzeme tabanli kontrol çalismalari, makine mühendisliginde; robot kollarinda, esnek çubuklarda, insaat mühendisliginde; köprüler ve binalarda, havacilikta ise araç gövde ve kanatlarinda yaygin olarak görülebilmektedir.
Teknigin bilinen durumunda sayilan dezavantajlari avantaja çeviren düzeneklerin gelistirilmesi gerekmektedir.
Bulusun Kisa Açiklamasi Bulusun amaci, trafolardaki trafo çekirdeginden kaynaklanan gürültünün piezoelektirik yamalar ile karsi dalgalar üretilerek sönümlenmesi yöntemi ile azaltilmasidir. Bulus konusu sistemde kontrol, “Direkt Hiz Geri Beslemesi” yöntemi ile saglanmistir. Temel olarak veri toplama, geri besleme ve harici enerji aktarimi asamalarindan olusan sistemde mikro-elektro- mekanik (MEMS) ivmeölçer, analog devreler ve piezoseramik eyleyiciler kullanilmistir. Proje çiktilari olarak eyleyici-ivmeölçer çiftlerinin yapinin modal özelliklerindeki yarattigi degisimler ve gürültü ölçümleri degerlendirilmistir. Kontrol sistemi temel olarak anlik ölçüm alinmasi, alinan ölçümlerin kontrol algoritmalarinca islenmesi ve yapinin uygun sekilde uyarilmasi asamalarindan olusmaktadir. Ölçüm elemani olarak ivmeölçer, strain gauge veya çesitli ses ölçüm cihazlari kullanilabilmektedir. Kontrol algoritmalarina ise durum geri beslemesi veya PID yöntemleri örnek verilebilir. Son olarak sisteme enerji aktarimini saglayacak harici uyarici ekipmanlari, sistemin istenen sekilde manipüle edilmesini saglayacak ve topolojiye uygun olacak sekilde seçilmelidir.
Aktif kontrolde “eyleyiei` olarak tanimlanan, sisteme disaridan enerji aktarmayi mümkün kilan ekipmanlar kullanilir. Kullanilan harici ekipmanlar sistemin performansinin istendigi takdirde degistirilmesine olanak tanimaktadir.
Sekillerin açiklamasi Sekil 1. Trafo gövdesine sabitlenen parçalarin önden temsili görünümüdür.
Sekillerdeki Referanslarin Aciklanmasi Bulusun daha iyi anlasilabilmesi için sekillerdeki numaralarin karsiligi asagida verilmistir: 100 Sistem 1. Piezoseramik eyleyici 2. Ana kontrol merkezi 3. Ivmeölçer sensör Bulusun Detayli Açiklamasi Bulus; aktif` ses ve titresim azaltici bir sistem (100) olup özelligi; en az bir ivmeölçer sensör (3), en az bir ana kontrol merkezi (2) ve en az bir trafo gövdesine yapistirilan piezoseramik eyleci (1) içermesi ile ilgilidir.
Bulus konusu sistem (100); - Piezoseramik eyleyicilerin (1) trafo kazaninin saclarina baglanmasi, - Saclara yerlestirilen ivmeölçerler sensörlerden (3) anlik ivme ile oranli analog sinyali elde edilmesi, - Elde edilen analog ivme sinyalinin türev devresine iletilmesi, - Türev devresine giren sinyalden dogru gerilim ön beslemesi kaldirilarak 90°-180° faz farki tanistirilmasi, - Türev devresi çikti sinyali toplayici yükselteç devresine iletilmesi, - Toplayici yükselteç devresi çikti sinyalinin yüksek gerilim amIisine (piezo sürücüsü) iletilmesi, - Piezo sürücüsünde sinyal piezoseramik eyleyiciye (1) beslenmesi ve - Dalganin 90-180° kaydirilmis halinin piezoseramik eyleyilecerde (1) üretilerek geri verilmesi islem adimlarini içermektedir.
Bulusun amaci, trafolardaki trafo çekirdeginden kaynaklanan gürültünün piezoserarnik eyleyiciler (1) ile karsi dalgalar üretilerek sönümlenmesi yöntemi ile azaltilmasidir. Bulus konusu sistemde kontrol, “Direkt Hiz Geri Beslemesi, yöntemi ile saglanmistir. Temel olarak veri toplama, geri besleme ve harici enerji aktarimi asamalarindan olusan sistemde mikro- elektro-mekanik (MEMS) ivmeölçer sensör (3) , ana kontrol merkezi (2) ve piezoseramik eyleyiciler (1) kullanilmistir. Proje çiktilari olarak eyleyici-ivmeölçer çiftlerinin yapinin modal özellklerindeki yarattigi degisimler ve gürültü ölçümleri degerlendirilmistir.
Kontrol sistemi temel olarak anlik ölçüm alinmasi, alinan ölçümlerin kontrol algoritmalarinca islenmesi ve yapinin uygun sekilde uyarilmasi asamalarindan olusur. Ölçüm elemani olarak ivmeölçer (3) strain gauge veya çesitli ses ölçüm cihazlari kullanilabilmektedir. Aktif kontrolde “eyleyici” olarak tanimlanan, sisteme disaridan enerji aktarmayi mümkün kilan ekipmanlar kullanilmaktadir. Kullanilan harici ekipmanlar sistemin performansinin istendigi takdirde degistirilmesine olanak tanimaktadir. Aktif kontrol yöntemlerinde sistem cevabi yine sistemden alinan anlik ölçümlere bagili olmaktadir.
Trafolardaki trafo çekirdeginden kaynaklanan gürültünün piezoelektrik yamalar (1) ile karsi dalgalar üretilerek sönümlenmesi bulus konusu sistem (100) ile saglanmaktadir, Piezoelektrik seramiklere (1) verilen elektrik alan sonucunda alinan cevap mevcut frekansi sönümleyecek bir karsi ses dalgasi üretmektedir. Tasarlanan sistemde kontrol, “Direkt Hiz Geri Beslemesi, yöntemi ile saglanmaktadir. Temel olarak veri toplama, geri besleme ve harici enerji aktarimi asamalarindan olusan sistemde MEMS ivmeölçer (3), ana kontrol merkezi (2) ve piezoseramik eyleyiciler (1) kullanilmistir. Ivme ölçerden (3) alinan degere göre dalganin 90 derece kaydirilmis hali eyleyicilerde üretilerek geri verilmektedir.
Trafo modeline göre ivmeölçer sensör (3) ve piezo eyleyici (1) sayilari ve konumlari degiskenlik göstermektedir. Ivme ölçerler (3) ve piezo eyleyiciler (1) bir arada sistemde yerlestirilmistir. Konumlar, yapinin olusan titresim genliklerinin maksimum oldugu noktalardadir.
Uygulanacak kontrol sisteminde sensör olarak ivmeölçer (3) kullanilmistir. Bu cihaz üretilecek geri besleme sinyalinin de kaynagi islevini görmektedir.
Kurulan sistemde aktif titresim kontrolü yöntemi olarak “Direkt Hiz Geri Beslemesi” seçilmistir. Bu yöntemin sistem üzerindeki fiziksel karsiligi yapiya ek sönüm etkisi yaratmasidir.
Bulusun sanavive uvgulanmasi Bulus, sanayide kullanilabilen olup özelligi; trafo gövdesinde gelistirilen sistem ( 100) aktif ses ve titresim azaltici bir sistem (100) olup sanayiye uygulanabilir niteliktedir.
Bulus yukaridaki örnek uygulamalar ile sinirli olmayip, teknikte uzman bir kisi kolaylikla bulusun farkli uygulamalarini ortaya koyabilir. Bunlar bulusun istemler ile talep edilen koruma kapsaminda degerlendirilmelidir.

Claims (2)

ISTEMLER
1. Aktif ses ve titresim azaltici bir sistem (100) olup özelligi; en az bir ivmeölçer sensör (3), en az bir ana kontrol merkezi (2) ve en az bir trafo gövdesine yapistirilan piezoseramik eyleci (1) içermesi ile karakterize edilmesidir.
2. Aktif ses ve titresim azaltici bir sistem (100) olup özelligi; Piezoseramik eyleyicilerin (l) trafo kazaninin saclarma baglanmasi, Saclara yerlestirilen ivmeölçerlerden (3) anlik ivme ile oranli analog sinyali elde edilmesi, Elde edilen analog ivme sinyalinin türev devresine iletilmesi, Türev devresine giren sinyalden dogru gerilim ön beslemesi kaldirilarak 90°-180° faz farki tanistirilmasi, Türev devresi çikti sinyali toplayici yükselteç devresine iletilmesi, Toplayici yükselteç devresi çikti sinyalinin yüksek gerilim amfisine (piezo sürücüsü) iletilmesi, Piezo sürücüsünde sinyal piezoseramik eyleyieiye (1) beslenmesi ve Dalganin 90-180° kaydirilmis halinin piezoseramik eyleyilecerde üretilerek geri verilmesi islem adimlarini içeren sistem (100) ile karakterize edilmesidir.
TR2021/019429A 2021-12-08 2021-12-08 Akti̇f ses ve ti̇treşi̇m azaltici bi̇r si̇stem TR2021019429A2 (tr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TR2021/019429A TR2021019429A2 (tr) 2021-12-08 2021-12-08 Akti̇f ses ve ti̇treşi̇m azaltici bi̇r si̇stem
PCT/TR2022/050198 WO2023107028A1 (en) 2021-12-08 2022-03-04 An active noise and vibration reduction system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TR2021/019429A TR2021019429A2 (tr) 2021-12-08 2021-12-08 Akti̇f ses ve ti̇treşi̇m azaltici bi̇r si̇stem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TR2021019429A2 true TR2021019429A2 (tr) 2021-12-21

Family

ID=85114182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TR2021/019429A TR2021019429A2 (tr) 2021-12-08 2021-12-08 Akti̇f ses ve ti̇treşi̇m azaltici bi̇r si̇stem

Country Status (2)

Country Link
TR (1) TR2021019429A2 (tr)
WO (1) WO2023107028A1 (tr)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0661073A (ja) * 1992-08-03 1994-03-04 Chubu Electric Power Co Inc 電力用変圧器の騒音低減装置
DE69429111T2 (de) * 1993-09-09 2002-07-11 Nct Group Inc Globaler beruhigungsanordnung für stationäre induktionsgeräte
KR20140126165A (ko) * 2013-04-22 2014-10-30 현대중공업 주식회사 변압기 국부 진동 저감 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023107028A1 (en) 2023-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Huynh et al. Advances and challenges in impedance-based structural health monitoring
Pota et al. Multivariable transfer functions for a slewing piezoelectric laminate beam
Clark et al. Design approaches for shaping polyvinylidene fluoride sensors in active structural acoustic control (ASAC)
Rew et al. Multi-modal vibration control using adaptive positive position feedback
Ji et al. Novel approach of self-sensing actuation for active vibration control
Zheng Finite element simulation of wireless structural vibration control with photostrictive actuators
Purekar et al. Interrogation of beam and plate structures using phased array concepts
Alberts et al. Experimental verification of transfer functions for a slewing piezoelectric laminate beam
TR2021019429A2 (tr) Akti̇f ses ve ti̇treşi̇m azaltici bi̇r si̇stem
Chomette et al. Cracks detection using active modal damping and piezoelectric components
Stojić et al. Detection of damage to reinforced-concrete structures using piezoelectric smart aggregates
Muhammad Comparisons of proportional and active-force controls on vibration of a flexible link manipulator using a piezoelectric actuator through calculations and experiments
Audrain et al. The use of PVDF strain sensing in active control of structural intensity in beams
JP3561344B2 (ja) サーボ型速度・変位センサ
Spier et al. Effect of vibration control on the frequencies of a cantilever beam with non-collocated piezo sensor and actuator
Zhao et al. Extending velocity sensor bandwidth by compensating temperature dependency based on BP neural network
Filipek et al. Active and passive structural acoustic control of the smart beam
Santhosh Design of an adaptive soft calibration circuit for LVDT
Meetei et al. Jestr r
Sanchez-Rojas Piezoelectric Transducers
Vipperman Simultaneous qualitative health monitoring and adaptive piezoelectric sensoriactuation
Choe et al. Ultrasonic Distance Measurement Method by Using the Envelope Model of Received Signal Based on System Dynamic Model of Ultrasonic Transducers
Kant et al. Modeling and control of low frequency dynamics of a smart system
Qiu et al. Acceleration sensor-based first resonance vibration suppression of a double-clamped piezoelectric beam
Kwon et al. A study on a new method for flexoelectric coefficient estimation of the flexoelectric unimorph sensing element