ASENKRON MOTORUN BOŞTA ÇALIŞMA VERİMİNİN ARTTIRILMASI VE DSP TABANLI UYGULAMASI

Benzer belgeler
ASENKRON MOTOR ASENKRON (İNDÜKSİYON) MOTOR. Genel

ASENKRON (İNDÜKSİYON)

Üç Fazlı Sincap Kafesli bir Asenkron Motorun Matlab/Simulink Ortamında Dolaylı Vektör Kontrol Benzetimi

ELEKTRİK MOTORLARI VE SÜRÜCÜLER

KARAMANOĞLU MEHMETBEY ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ASENKRON MOTORLARA YOL VERME METODLARI

ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTOR ÇALIŞMA PRENSİBİ

Eleco 2014 Elektrik Elektronik Bilgisayar ve Biyomedikal Mühendisliği Sempozyumu, Kasım 2014, Bursa

ANKARA ÜNİVERSİTESİ GAMA MESLEK YÜKSEKOKULU ELEKTRİK VE ENERJİ BÖLÜMÜ ALTERNATİF ENERJİ KAYNAKLARI TEKNOLOJİSİ ELEKTRİK MAKİNALARI 1.

DENGESİZ GERİLİMLER ALTINDA ASENKRON MOTORLAR. KISIM 1: PERFORMANS ANALİZİ

ENDÜSTRİYEL BİR TESİSTE DİNAMİK KOMPANZASYON UYGULAMASI

00322 ELECTRICAL MACHINES-II Midterm Exam

326 ELEKTRİK MAKİNALARI LABORATUVARI II ÜÇ-FAZ SİNCAP KAFESLİ ASENKRON (İNDÜKSİYON) MOTOR DENEY

CER MOTORLARININ ENERJİ VERİMLİLİĞİNDE MOTOR TORK UNUN ETKİSİ

ANAHTARLI RELÜKTANS MOTORUN SAYISAL HIZ KONTROLÜ

Elektromekanik Kumanda Sistemleri / Ders Notları

PERFORMANCE EVALUATION OF AN INDUCTION MOTOR BY USING FINITE ELEMENT METHOD

Üç Fazlı Asenkron Motor Tasarımı ve FFT Analizi Three Phase Induction Motor Design and FFT Analysis

Doğru Akım (DC) Makinaları

Sürekli Mıknatıslı Senkron Motorun Sayısal İşaret İşlemcisi ile Histerezis Akım Denetleyicili Alan Yönlendirme Kontrolünün Gerçekleştirilmesi

DENEY-4 ASENKRON MOTORUN KISA DEVRE (KİLİTLİ ROTOR) DENEYİ

GENİŞ SPEKTRUMLU HARMONİK FİLTRE PERFORMANSI DEĞERLENDİRMESİ

Asenkron Makineler (2/3)

Electric Vehicles- 4 EVs V s 4

İngiliz Bilim Müzesinde gösterimde olan orijinal AC Tesla İndüksiyon Motorlarından biri.

ÖZGEÇMİŞ. Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl Lisans. Görev Ünvanı Alan Görev Yeri Yıl Arş. Gör.

SOFT STARTER VE FREKANS KONVERTÖR İNVERTÖRLER

Güç elektroniği elektrik mühendisliğinde enerji ve elektronik bilim dalları arasında bir bilim dalıdır.

Asenkron Motorun Klasik Denetimli PWM İnverter İle Mikroişlemci Tabanlı Hız Kontrolü

RÜZGAR TÜRBİNLERİNİN KANAT AÇILARININ YAPAY SİNİR AĞI TABANLI DENETİMİ

ASENKRON MOTORLARIN KISA TANITIMI. Bu bölümde kısaca motorlar ve kullanılan terimler tanıtılacaktır.

Asenkron Motor Analizi

3 FAZLI ASENKRON MOTORLAR

ANKARA ÜNİVERSİTESİ GAMA MESLEK YÜKSEKOKULU ELEKTRİK VE ENERJİ BÖLÜMÜ ALTERNATİF ENERJİ KAYNAKLARI TEKNOLOJİSİ

ELEKTRİKSEL EYLEYİCİLER

PWM Doğrultucular. AA/DA güç dönüşümü - mikroelektronik devrelerin güç kaynaklarında, - elektrikli ev aletlerinde,

IE4 VERİM SEVİYESİ İÇİN SENKRON MOTOR TEKNOLOJİSİ

Ders 04. Elektronik Devre Tasarımı. Güç Elektroniği 1. Ders Notları Ege Üniversitesi Öğretim Üyesi Yrd.Doç.Dr. Mehmet Necdet YILDIZ a aittir.

SENKRON MAKİNA DENEYLERİ

ASENKRON MAKİNELER. Asenkron Motorlara Giriş

ANKARA ÜNİVERSİTESİ GAMA MESLEK YÜKSEKOKULU ELEKTRİK VE ENERJİ BÖLÜMÜ ALTERNATİF ENERJİ KAYNAKLARI TEKNOLOJİSİ

ASENKRON MOTORLARA YOL VERME

MOTORLAR. İbrahim Kolancı Enerji Yöneticisi

Çok sayıda motor şekilde gibi sadece bir durumunda başlatma kontrol merkezi ile otomatik olarak çalıştırılabilir.

Seri Köprü Doğrultuculu Sığaç Özuyartımlı Asenkron/Senkron Generatör

AC-DC Dönüştürücülerin Genel Özellikleri

3 Fazlı Motorların Güçlerinin PLC ile Kontrolü. Doç. Dr. Ramazan BAYINDIR

Fatih Alpaslan KAZAN 1, Osman BİLGİN 2. 1 Elektrik Programı. Ilgın Meslek Yüksekokulu Selçuk Üniversitesi, Ilgın, KONYA

Anma güçleri 3 kw tan büyük olan motorların üç fazlı şebekelere bağlanabilmeleri için üç fazlı olmaları gerekir.

ÜÇ-FAZ SENKRON MAKİNANIN SENKRONİZASYON İŞLEMİ VE MOTOR OLARAK ÇALIŞTIRILMASI DENEY

SIEMENS MICROMASTER 430 ve FAN UYGULAMA ÖRNEKLERİ

3. ELEKTRİK MOTORLARI

1. YARIYIL / SEMESTER 1 2. YARIYIL / SEMESTER 2

Bölüm 1 Güç Elektroniği Sistemleri

Elektrikli Araçlar İçin Çift Çevrim Destekli DA Motor Kontrol Uygulaması

2. Bölüm: Rüzgar Enerjisi Dönüşüm Sistemleri ve Yapıları

TÜRKİYE VE DÜNYADA ELEKTRİK MOTORLARI ENERJİ TÜKETİMİ VE İLGİLİ TEKNİK MEVZUAT. Güvenir Kaan ESEN Elektrik Y. Mühendisi

Elektrik Makinaları I SENKRON MAKİNALAR

Şekil1. Geri besleme eleman türleri

ASENKRON (İNDÜKSİYON)

ELEKTRİK MAKİNELERİ (MEP 112) (ELP211) Yazar: Yrd. Doç. Dr. Mustafa Turan S1

Tek Fazlı Tam Dalga Doğrultucularda Farklı Yük Durumlarındaki Harmoniklerin İncelenmesi

Ders 07. Elektronik Devre Tasarımı. Güç Elektroniği 1. Ders Notları Ege Üniversitesi Öğretim Üyesi Yrd.Doç.Dr. Mehmet Necdet YILDIZ a aittir.

ELEKTRİK MOTOR SÜRÜCÜLERİ: PWM AC KIYICILAR

AC/DC DÖNÜŞTÜRÜCÜLER (Doğrultucular)

Bilezikli Asenkron Motora Yol Verilmesi

L3 Otomasyon Laboratuvarı

3 Fazlı Açma-Kapama Kontrollü AC Voltaj Kontrolcü. (yıldız bağlı rezistif yükte);

DENGESİZ GÜÇ AKIŞI ANALİZLERİ İÇİN SABİT HIZLI ASENKRON GENERATÖRLÜ RÜZGAR TÜRBİNİ MODELİ BÖLÜM 1: GENERATÖR MODELİ

Yrd. Doç. Dr. Mustafa NİL

Haftanın Amacı: Asenkron motorun hız ayar ve frenleme tekniklerinin kavranmasıdır.

Kaskat Bağlı Çok Seviyeli Eviriciden Beslenen Asenkron Motorun Kapalı Çevrim Hız Kontrolü

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

RÜZGAR ENERJİSİ. Anahtar sözcükler: Rüzgar Enerjisi, Rüzgar Türbini, Elektriksel Dönüşüm Sistemleri, Jeneratör.

ELEKTRİK MOTORLARINDA VE UYGULAMALARINDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ. Fatih BODUR

BÖLÜM 1. ASENKRON MOTORLAR

22. ÜNİTE SENKRON MOTORLAR

4.4. Gerilim Kararlılığının Temel Geçici Hal Durumu

Yükseltici DA Kıyıcılar, Gerilim beslemeli invertörler / 12. Hafta

P Cu0 = R I 0. Boş çalışma deneyinde ölçülen değerlerle aşağıdaki veriler elde edilebilir. P 0 = P Fe P Fe = P 0 P Cu Anma Dönüştürme Oranı

AC/DC DÖNÜŞTÜRÜCÜLER (Doğrultucular)

Doğru Akım (DC) Makinaları

ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTOR ÇALIŞMA PRENSİBİ

ELEKTRİK MAKİNALARI EĞİTİM SETİ

İÇİNDEKİLER. BÖLÜM-1-ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARIN YAPISI VE ÇALIġMA PRENSĠBĠ

ÜÇ SEVİYELİ UZAY VEKTÖR DARBE GENİŞLİK MODÜLASYONLU İNVERTER İLE SABİT MIKNATISLI SENKRON MOTORUN ALAN YÖNLENDİRMELİ KONTROLÜ

GÜÇ SİSTEM ANALİZLERİNİN ENERJİ VERİMLİLİĞE ETKİLERİ

ASENKRON MOTORLARDA MOMENT

ÜÇ FAZ ASENKRON MOTORDA FAZ DİRENÇLERİNİ ÖLÇME

Alçak Gerilimde Aktif Filtre ile Akım Harmoniklerinin Etkisinin Azaltılması

Gerilim beslemeli invertörler, akım beslemeli invertörler / 13. Hafta. Sekil-7.7 de endüktif yükte çalışan PWM invertör görülmektedir.

ELEKTRİK ENERJİ SİSTEMLERİNDE OLUŞAN HARMONİKLERİN FİLTRELENMESİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE SİMÜLASYONU

ÜÇ FAZLI ALTI SEVİYELİ PWM İNVERTER İLE BESLENEN ASENKRON MOTORUN MATLAB/SİMULİNK UYGULAMASI. Hüseyin GÜZELCİK 1,

ELEKTRİK MAKİNELERİ (MEP 112 (ELP211) ) Yazar: Yrd. Doç. Dr. Mustafa Turan S1

SÜRÜCÜLÜ SİSTEMLERDE ENERJİ KALİTESİ PROBLEMLERİNİN İNCELENMESİ

YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI RÜZGAR ENERJİSİ SİSTEMLERİ Eğitim Merkezi Projesi

1. YARIYIL / SEMESTER 1 2. YARIYIL / SEMESTER 2

ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLAR

ELECO '2012 Elektrik - Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Sempozyumu, 29 Kasım - 01 Aralık 2012, Bursa

Ders 08. Elektronik Devre Tasarımı. Güç Elektroniği 1. Ders Notları Ege Üniversitesi Öğretim Üyesi Yrd.Doç.Dr. Mehmet Necdet YILDIZ a aittir.

Transkript:

ASENKRON MOTORUN BOŞTA ÇALIŞMA VERİMİNİN ARTTIRILMASI VE DSP TABANLI UYGULAMASI The Increase the no-load-operation Efficiency of Induction Motor and Application based DSP Yasemin Önal 1, Metin Kesler 2 1 Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bilecik Ş.E. Üniversitesi yasemin.onal@bilecik.edu.tr 2 Bilgisayar Mühendisliği Bilecik Ş.E. Üniversitesi metin.kesler@bilecik.edu.tr Özet Bu çalışmada, üç fazlı asenkron motorların boşta çalışma verimlerini arttırmak için dijital sinyal işlemci (DSP) tabanlı bir uygulama geliştirilmiştir. Asenkron motorlar nominal yükün altında veya boşta çalışırken gerektiğinden fazla güç tüketmektedir. Gerilim kontrol denetleyicisinde faz kaynak arasında her bir faza ters paralel bağlanmış 2 tane tristör kullanılmakta ve 3- fazlı gerilim kıyıcı/denetleyici kartında tristörlerin alfa tetikleme açısının ( ) değeri DSP den dijital port aracılığı ile elde edilmektedir. Boşta çalışma durumunda DSP ile tristörlerin iletime geçme süreleri geciktirilerek asenkron motorun azaltılmakta ve böylece motorun harcadığı güç azaltılmaktadır. Önerilen denetim yöntemi sayesinde boşta çektiği güç azaltılarak yaklaşık % 30 civarında enerji verimliliği sağlanmaktadır. Testler 1.1kW lık 3 fazlı sincap kafesli asenkron motor kullanılarak yapılmıştır. Önerilen yöntemin deneysel çalışması yapılarak sonuçlar tablo halinde verilmiştir. Elde edilen sonuçlar; DSP tabanlı n kontrol yöntemi kullanarak asenkron motorun boşta çalışma veriminin arttırılabildiğini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: DSP, Asenkron Motor, Verim, Gerilim Kontrolü. Abstract In this study, a method based digital signal processor (DSP) has been suggested to increase the no-loadoperation efficiency of three-phase induction motor. The total power consumption from source of induction motors operating under the nominal load power is equal to the power consumption operating at nominal load. Two thristor has been used connected in pareler to the opposite to each phase between phase and source voltage in voltage control controller and the value of trigger angle of thyristor in 3 phase voltage chopper / controller card has been obtained by digital port from DSP. The voltage of induction motor has been reduced by delayed turn on time of thyristor with DSP in no-load operation and thus the power consumption of motor has been reduced. Due to the suggested control method, Energy efficiency of about 30% is provided by no-load operation power consumption is decreased. The tests have been performed by using 1.1kW 3-phase squirrel cage induction motor. Experimental study of the suggested method have been performed and the results are given. The results show that the no-load operation efficiency of induction motor can be increased by controlling the voltage by DSP. Key Words: DSP, Induction Motor, Efficiency, Voltage Control. 1. Giriş Elektriksel kontrol sistemleri günümüz endüstriyel alanlarda yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. DA motorların hız kontrol mekanizmalarının basitliği, mekaniksel karakteristikleri ve genel endüstriyel kullanımlara oldukça uygun olmasından dolayı çok uzun bir zaman uygulamaların çoğunluğunda kullanılmaktadır. DA motorların mekanizmalarının fırçalar ve komütatörler arasında frekans uyumsuzluğu meydana getirmesinden ve bunun sonucu olarak tamir edilmelerini zorlaştıran mekanik aşınma oluşturmasından dolayı DA motorların yerini asenkron motorlar almaktadır[1]. Asenkron motorlar üreticiler tarafından belirlenen nominal gerilim ve frekansında tam yükte çalıştırıldıklarında en az kayıpla çalışacak şekilde tasarlanmaktadırlar. Genellikle motorlar karşılayacakları en büyük yüke göre seçildiklerinden, çalışma periyodunun büyük bir kısmında çok düşük verimlerde çalışmakta ve büyük bir enerji tüketimine sebep olmaktadırlar. Ayrıca, güç katsayıları da çok düşük olduğundan şebekeyi olumsuz etkileyerek hatlarda ilave kayıplara neden olmaktadırlar. Bu tip uygulamalar için enerji optimizasyonu çok önemlidir [2]. Gerilim kontrolü ile enerji optimizasyonu uygulanan n azaltılması ile yapılmaktadır. İyi olarak nitelendirilen enerji tasarrufu düzenlemelerinde n ve güç faktörünün azaltılması yöntemleri kullanılmaktadır. Fakat sistem dinamikleri kısıtlı olmaktadır [3-4]. Statik yol vericiye dayalı A.C. gerilim denetleyicisinin geleneksel yol vericilere göre yumuşak hızlanma, kolay 103

akım kontrolü, hat ne açık devre geçiş ve düşük yük durumunda enerji optimizasyonu gibi daha fazla avantajı bulunmaktadır [5]. Günümüz endüstrisinde, asenkron motorların hız, moment veya konum denetiminde yüksek hızlı ve doğruluklu işlem başarımının elde edilmesinde ve daha karmaşık denetim yöntemlerinin uygulanmasında sayısal sinyal işleyiciler önemli yer tutmaktadır. Güç elektroniği ve sürücü düzeneklerinde kullanılan yarı iletken anahtarların daha hızlı ve daha karmaşık denetimleri, sürekli gelişen mikroişlemci teknolojisiyle daha kolay yapılabilmektedir. Bu işaret işleyiciler DSP olarak tanımlanmaktadır [6]. Bu çalışmada kapsamında her türlü evirici,çevirici ve gelişmiş ileri düzey motor denetimi için üretilmiş olan ezdspf28335dsk kullanılmaktadır. Bu DSP ile bilgisayarın USB portu üzerinden TI firmasının CCS2000 (Code Composer Studio 2000) ara yüz yazılımı üzerinden programlanarak asenkron motorun boşta daha verimli çalışması denetlenmektedir. 2. Asenkron Motorun Çalışma Prensibi Asenkron motorlarda üretilen elektromanyetik momenti eşitlik 1 de verilmektedir: em K.ImIr (1) olarak verilmektedir. Burada K motor sabiti, m mıknatıslanma ve r rotor nı vermektedir. Gerilim manyetik akı ilişkisi eşitlik2 de verilmektedir [2]: Vm k1 s m (2) Burada s stator açısal frekansı, m hava boşluğu akısıdır. Asenkron motorlar genellikle sabit gerilim ve frekans için üretilmektedirler. Motorların kontrol edilmesinde kullanılan klasik yol V/Hz oranını yaklaşık olarak sabit tutmaktır. Böyle yapılmasıyla, nüve kayıpları ve mıknatıslanma nın indüklediği stator bakır kaybı sabit tutulmaktadır, bu yüzden düşük yükte motor verimi keskin bir şekilde azalmaktadır. Belirli bir hız ve yük momenti için, stator frekansı arttırılırsa stator azaltılabilmektedir. Bu nüve kayıplarını ve stator bakır kaybını azaltmaktadır fakat rotor bakır kaybını arttırmaktadır. Gerilim ve ana akı aşırı azaltılırsa nüve kayıpları çok düşmektedir fakat rotor kayıpları ve rotor nın endüklediği stator bakır kayıpları aşırı şekilde artmaktadır. Her yük ve hız için motor kayıplarının minimum olduğu bir akı seviyesi vardır [7]. Motor nominal yükün altında çalıştığında kayma azalacağı için rotor azalacaktır. değişmediğinden mıknatıslanma aynı normal yükteki değerinde kalarak aşırı bir mıknatıslanma oluşacaktır. Bunun sonucunda güç katsayısı azalacak, kayıplar artacağı için verim düşecektir. Bu nedenle nominal yükün altında çalışan bir asenkron motorun kayıplarını azaltmak için hava aralığındaki manyetik akının değerini düşürmek dolayısıyla motorun ni düşürmek gerekmektedir. Fakat gerilim yük momenti için gerekli akıyı oluşturacak değerin altına düşürülmemelidir. Aksi durumda motor duracaktır. Deneysel çalışmada Şekil1'de verilen 3 fazlı AA gerilim kıyıcı tekniği ile çalışan Şekil 2 de resmi verilen dspic mikro denetleyici tabanlı 3-fazlı gerilim kıyıcı/denetleyici kartı kullanılmıştır. 3-fazlı gerilim kıyıcı kartı A-B-C fazlarından alınan referans sinyaller yardımıyla kaynak ile senkron sıfır geçiş sinyalleri üretmekte ve tristör tetikleme sinyallerinin süre ve zamanı belirlenmektedir [8]. DSP ortamında geliştirilen denetim algoritması asenkron motor nominal yükün altında çalışırken motora uygulanan gerilim, Şekil 2' de verilen 3-fazlı gerilim kıyıcı kartı kullanarak azaltılmaktadır. Motor boşta çalışırken motora uygulanan gerilim azaltıldığında çekilen akım azalacağından motorun çektiği güç azaltılmaktadır. Motor nominal yükte çalışmaya başladığı anda motora uygulanan gerilim arttırılarak motor nominal çalışmasına dönmektedir. Böylece asenkron motorun boşta çalışması sırasında çektiği güç minimuma indirilmektedir. tristörler motor sargıları Şekil. 1. 3-Fazlı AA gerilim denetleyicisi bağlantısı. Şekil. 2. 3-fazlı gerilim kıyıcı/denetleyici kartı fotoğrafı. 104

3. A.A. Gerilim Denetim Yöntemi Gerilim kontrol denetleyicisinde faz kaynak ve yıldız bağlı asenkron motorun uygun fazı arasına her bir faza ters paralel bağlanmış 2 tane tristör kullanılmaktadır. 3-fazlı gerilim kıyıcı/denetleyici kartında tristörlerin alfa tetikleme açısının ( ) değerini DSP den dijital port aracılığı ile almaktadır[8]. tetikleme açısı uygun tristörün iletime başlaması için faz nin sıfır geçişleri arasındaki açı olarak tanımlanmaktadır. faz açısı faz ve faz arasındaki açı olarak tanımlanmaktadır. Bu açı 0 90 arasındadır. gecikme açısı bir sonraki tristörün iletime başlaması için faz nın sıfır geçişleri arasındaki açı olarak tanımlanmaktadır [9]. Şekil 3 de 40 ve 75 için akım ve gerilim dalga şekli verilmiştir. Alfa tetikleme açısı sıfır da tüm şebeke motora uygulanır. Boşta çalışma durumunda DSP ile tristörlerin iletime geçme sürelerinin geciktirilmesiyle gerilim azaltılır ve motorun çektiği güç azaltılmış olur. Böylece her yük için motora uygulanan gerilim çeşitli denetleme sinyalleri kullanılarak optimal çalışma koşullarını sağlayacak değere getirilmektedir. V a I a Pozitif tristör palsi Deneysel çalışmada gerçekleştirilen devrenin bağlantı resmi Şekil 4 de ve kontrol şeması Şekil 5 de verilmektedir. Devrede, üç fazlı motorun stator akımlarından alınan analog sinyaller, işaret koşullandırıcı devreye gönderilmekte ve orada DSP nin algılayabileceği aralığa ölçeklenerek DSP nin analog girişlerine uygulanmaktadır. Analog girişlerden alınan akım verileri DSP ortamında denetim algoritmasında işlenmektedir. Motor nominal yükün altında çalıştığında akım değeri azalacağından akımdaki azalma bilgisi DSP tarafından algılanmaktadır. 3-fazlı ayarlı trafo manyetik yük 3-fazlı doğrultucu asenkron motor Şekil. 3. ve değerlerine sahip faz ve faz dalga şekli 4. Deneysel çalışma Asenkron motorun boşta çalışma verimini artırmak için yapılan deneysel çalışma, etiket değerleri; P=1,1kW, n=2, 220/380V ( /Y), 4,8/2,8A ( /Y), R s =4,92, R r =4,42, L sr =0.71H, L s =0.725H, L r =0.715H, B r =0.005Kgm 2 s 1, J m =0.00512Kgm 2 olan üç fazlı asenkron motor kullanılmıştır. Bu asenkron motora akuple elektromanyetik hız kesici (manyetik yük) kullanılmıştır. Elektromanyetik hız kesicinin etiket değerleri; U max =250V, P=1,1kW ve S3 dür. Elektromanyetik hız kesiciye 3-fazlı ayarlı trafo ve 3-fazlı köprü doğrultucu yardımıyla farklı D.A. gerilim değerleri (örneğin 50V,100V,200V,vs..) uygulanarak asenkron motor farklı yüklerde çalıştırılmaktadır. t(s) Şekil. 4. Devre bağlantı fotoğrafı DSP akımdaki azalmaya karşılık alfa tetikleme açısını geciktirerek 3-fazlı gerilim kıyıcı/denetleyici çıkışında daha düşük değerlere sahip gerilim oluşturmaktadır. Bu gerilim motora uygulanarak motor nı ve giriş gücünü minimum yapmakta ve motorun boşta çalışma verimini maksimum olduğu optimal çalışma noktasında çalışması sağlanmıştır. Fakat gerilim yük momenti için gerekli akıyı oluşturacak değerin altına düşürülmemektedir. Motorun optimal çalışma noktalarında çalıştırılması sadece boşta çalışma durumunda değil motorun yükünde herhangi bir azalma olduğunda da DSP tarafından gerçekleştirilmektedir. Deneysel çalışmada alınan değerler tabloya kaydedilerek boşta ve farklı yüklerdeki gerilim akım eğrileri çizilmiştir. Tablo 1 de verildiği gibi, motor boşta ve farklı yüklerde (farklı manyetik yük nde) çalıştığında, motora uygulanan gerilim DSP tarafından kademeli olarak düşürüldüğünde belli bir noktaya kadar akım azalırken verim artmakta ve bu noktadan itibaren akım tekrar artmaya başlamaktadır. Akımın tekrar arttığı gerilim değeri o yük için verimin maksimum olduğu optimal çalışma noktasıdır. 105

Şekil. 5. 3-fazlı asenkron motorun boşta çalışma kontrol şeması Açı ( ) Tablo 1. Boşta ve farklı yüklerdeki stator akım değerleri boşta (0V) 50V 100V 150V 200V 250V 0 1,560 1,585 1,785 2,300 3,285 3,895 40 1,560 1,585 1,785 2,300 3,28 3,750 50 1,560 1,585 1,785 2,295 3,000 3,640 60 1,560 1,585 1,715 2,270 2,960 3,715 70 1,560 1,585 1,670 2,240 2,995 3,820 80 1,560 1,585 1,590 2,200 2,930 3,840 90 1,465 1,495 1,545 2,190 3,195 3,920 100 1,385 1,390 1,495 2,555 4,070-110 1,285 1,290 1,445 - - - 120 1,075 1,080 1,970 - - - 130 0,960 0,965 - - - - 140 0,760 1,415 - - - - Şekil 6 da farklı yüklerde tetikleme açıları ile akım değişim eğrileri verilmiştir. Eğrilerden, farklı tetikleme açılarında boşta çalışma nın tetikleme açısı büyüdükçe azaldığı görülmektedir. Buda boşta çalışan motora uygulanan n azaltılmasıyla elde edilmektedir. Şebekeden çekilen akım azaldığında motorun harcadığı güç azalmakta böylece asenkron motorun boşta çalışma verimi artmaktadır. stator akimi A 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 bosta çalisma V50 V100 V150 V200 V250 0 20 40 60 80 100 120 140 Tetikleme tetikleme açısı α açisi (derece) Şekil. 6. Farklı yüklerde tetikleme açısının akım üzerindeki etkisi 5. Sonuçlar Bu çalışmada, üç fazlı asenkron motorun boşta çalışma veriminin arttırılması için DSP tabanlı bir kontrol uygulaması gerçekleştirilmiştir. Boşta çalışan asenkron 106

motorlarda, uygulanan gerilim denetlenerek azaltılabileceği ve bununla da kaynaktan çekilen toplam gücün azaltılabileceği gösterilmiştir. Bu sayede enerji verimliliği önemli miktarda artmaktadır. Farklı yüklerde çalışan asenkron motora uygulanan n değeri belli bir değerin altına düşürüldüğünde akım yükselmekte ve verim düşmektedir. Makine bu noktada durma noktasına gelmektedir. Tetikleme açısı bu noktadaki değerin altına düşürülmemelidir. Motorun yük miktarı azaldıkça gerilim azalma oranı artmaktadır. Tüm yüklerde enerji verimi arttırılabilmektedir. Enerji verimi yük azaldıkça artmaktadır. Bu çalışma ile farklı zamanlarda farklı yüklerde çalışması gereken üç fazlı asenkron motorların yük miktarıyla orantılı olarak verimleri artırılabileceği gösterilmiştir. Asenkron motorların kolay denetimi ve işletme maliyetlerinin az olması nedeniyle çok tercih edilmektedir. Dolayısıyla bu motorların boşta çalışma süreleri nominal yük altında çalışma sürelerinden daha fazla olduğu işletmelerde, enerji verimliliğinin artırılması önem arz etmektedir. Bu kapsamda, bu çalışmada elde edilen birikim ve deneyimler kullanılarak, endüstride gerçek yük altında çalışan asenkron motorların enerji verimliliği test edilecek ve geliştirilen sistemin endüstriyel bir ürüne dönüştürülmesi planlanmaktadır. 6. Kaynaklar [1] Kai L., Xinglin C., Yan W., Analysis of Thyristor Controlled Induction Motors Based on VVCF, Electrical Machines and Systems ICEMS 2005 Proceedings of the Eighth International Conference on, 2005, 115-118. [2] Saraçoğlu B., Meşe E., Özdemir E., Duru T., Asenkron Motorların Optimal Enerji Denetimi, Elektrik-Elektronik-Bilgisayar Mühendisliği 9. Ulusal Kongresi, 2001, 1-4. [3] N. Mohan, Improvement in Energy Efficiency of Induction Motors by Means of Voltage Control, IEEE Trans. Power Apparatus Syst., vol. PAS-99, pp. 1466 1471, July/Aug. 1980. [4] T. M. Rowan and T. A. Lipo, A Quantitative Analysis of Induction Motor Performance Improvement by SCR Voltage Control, IEEE Trans. Ind. Applicat., vol. IA-19, pp. 545 553, July/Aug. 1983. [5] Sastry V. V., Prasad M. R., Sivakumar T. V., Optimal Soft Starting of Voltage-Controller-Fed IM Drive Based on Voltage Across Thyristor IEEE Transactions on Power Electronics, vol.12, no.6, November 1997. [6] Kesler S., "Elektrik Makinaları Denetim Sistemlerinde TMS320F2812 DSP Kullanımı", Akademik Bilişim 2008 Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, 30 Ocak - 1 Şubat 2008, 1-10. [7] Abrahamsen F., Blaabjerg F., Pedersen J.K., Grabowski P., Thogersen P., Petersen E.J., "On The Energy Optimized Control of Standard and High- Efficiency Induction Motors in CT and HVAC Applications", Industry Applications Conference, Thirty-Second IAS Annual Meeting, IAS '97. IEEE, Volume 1, 621-628, 1997. [8] Kesler M., Karabacak M., Özdemir E., Genel Amaçlı Tristör Sürücü Eğitim Setinin Tasarımı ve Uygulaması Otomasyon Dergisi, 2011, 298-304. [9] Baimel D., Rabinovici R., Ben Yakov S., Simulation of Thyristor Operated Induction Generator by Simulink, Psim and Plecs Electrical Machines ICEM 2008. 18th International Conference on, 2008, 1-6. 107