ASENKRON (İNDÜKSİYON) Genel MOTOR Tek fazlı indüksiyon motoru Asenkron makinalar motor ve jeneratör olarak kullanılabilmekle birlikte, jeneratör olarak kullanım rüzgar santralleri haricinde yaygın değildir. Genellikle sanayide kullanılan asenkron makinalar sincap kafesli motorlardır. Hem tek faz, hem de 3 fazlı olarak kullanımı yaygındır. Bağlantı kutusu Kapasite Şaft Bilgi levhası 1
Statorun (sabit kısım) yapısı İnce tabakalardan oluşan ve yarıklara sahip demir nüve Bobinler yarıklara yerleştirilerek tek veya 3 fazlı sarımlar elde edilir. Sincap kafesli rotorun (hareketli kısım) yapısı İnce tabakalardan oluşan ve yarıklara sahip demir nüve Metal çubuklar yarıklara döküm suretiyle yerleştirilmiştir. İki halka çubukları kısa devre eder. Çubuklar gürültüyü azaltmak amacıyla eğimli olarak yerleştirilirler. 2
Tel sargı rotorun yapısı 3 fazlı sargılar yarıklara yerleştirilir. Sargılar wye (yıldız) veya üçgen şeklinde bağlanır. Her faz sargısının ucu şaftın üzerine yerleştirilmiş bir halkaya bağlanır. 3 fırça bu halkalara temas eder. Rotor sargıları değişken bir direnç üzerinden veya ayrı bir güç kaynağı vasıtası ile beslenir. Kesit görünüm 3 fazlı sargılar Halkalar Phase B Demir nüveli stator Phase A C - A + C + B + B - Yarıklar A - Sargılar Phase C Şaft 3
Statorun Yapısı Halka şekindeki nüve motorun kasasına bağlanır. Bobinler yarıklara yerleştirilir ve bu bölümler sıkıştırılarak kapatılır. Yüksek gerilim motorlarında kullanılan bobinler kurutulur ve yağ emdirilir. Demir nüveli stator 4
Statorun Yapısı Bobinler izole bakır iletken (enamel) kullanılarak imal edilirler. İzole bobinler statordaki yarıklara yerleştirilir. Bobinin her iki tarafı elektriksel olarak yaklaşık 180 o lik açı oluşturacak şekilde yerleştirilmiştir. Stator sargılarının yerleştirilmesi Bobin sonu Tape-wound coil insulation Bobinin yanal bölgeleri Bobin sonu Bobinin bağlantı uçları 5
Tel sargı rotor Sincap kafesli rotorun yapısı 6
3 fazlı motorların çalışma prensibi Stator 3 fazlı gerilimle beslenir ve sargılardan 3 fazlı simetrik akım geçer. 3 fazlı akım döner bir manyetik alanın oluşumunu sağlar. Manyetik alan senkron hızda döner. Alanın dönme hızı (n s ) şebeke frekansı (f) ve çift kutup sayısı (p) ile kontrol edilir. n s = f / p (1 saniyedeki devir sayısı) n s = (f * 60 )/ p (1 dakikadaki devir sayısı) Döner alan kısa devre edilmiş rotor iletkenlerinde gerilim meydana getirir. Elde edilen gerilim çubuklardan akım akmasına neden olur. 7
3 fazlı motorların çalışma prensibi Stator manyetik alanı ve rotor akımı arasındaki etkileşim motoru (rotoru) çeviren kuvveti üretir. (Kuvvet = B I L sin φ) Elde edilen gerilimin genliği döner alanın ve rotorun dönüş hızının farkına bağlıdır. Hız farkı rotorun durma konumunda yüksek akım çektiği durumda maksimum olur. Bu durumda rotor akımının frekansı 50 Hz dir. Demeraj sonrası rotor hızlandıkça aradaki fark azalır ve sonuçta: Rotorda endüklenen gerilimin frekansı azalır. Rotor akımının ve endüklenen gerilimin genliği azalır. 8
Kuvvet oluşumu Döner alan çubuklarda akım oluşturur. Oluşan kuvvet motoru döndürür. L rotorun uzunluğudur. 9
3 fazlı motorların çalışma prensibi Rotor hızıstatorun açısal döner açısal hızına eşit olduğunda oluşan gerilim, akım ve moment (tork) değerleri sıfır olur. Motor (rotor) hızı senkron açısal hızdan düşük olmalıdır. Hız farkına kayma (s) adı verilir s = (n s - n r ) / n s olup n s = f / p (devir/s) Rotor akımının frekansı: f r = s f Nominal çalışma şartları altında kayma 1% ile 5 % arasında gerçekleşir. 10
LARA YOL VERME YÖNTEMLERİ 1. Direkt yol verme: * Motorun sargılarına şebeke gerilimi bir anda tam değeriyle tatbik edilir. * Sadece küçük güçlerdeki motorlarda (max. 6BG) kullanılır. * Demeraj akımı yüksek değerlere çıkabilir. 11
LARA YOL VERME YÖNTEMLERİ 2. Yıldız-Üçgen Şalterle Yol verme: * Faz sargısının uçlarına nominal gerilimden 3 kat düşük gerilim tatbik edilir. * Motor demarajı bitirince nominal gerilim uygulanır. Önce yıldız bağlanır, sonra otomatik olarak veya el ile üçgen bağlantıya geçilir. * Başlangıç akımı ve momenti düşüktür. * Üçgene geçildikten sonra tam yük verilir. 12
LARA YOL VERME YÖNTEMLERİ 3. Stator reostası ile yol verme: * Faz sargılarına seri dirençler bağlayarak stator gerilimi düşürülür. * Motor hızlandıkça direnç değeri azaltılır, en sonunda tamamen devreden çıkartılır. * Motor sadece az yükle kalkış yapabilir. 13
LARA YOL VERME YÖNTEMLERİ 4. Ototransformatör ile yol verme: Şebeke gerilimi özel bir transformatörle düşürülür. Motor ancak yüksüz olarak kalkabilir. 14