1 ASENKRON MOTORLARA YOL...
Transcript of 1 ASENKRON MOTORLARA YOL...
Üç Fazlı Asenkron Motorlara Yol Verme Yöntemleri
• Kısa devre rotorlu asenkron motorlar sekonderi kısa devre edilmiş transformatöre
benzediklerinden kalkış anında normal akımlarının 4-6 katı akım çekerler.
• Rotor hızlanıp normal hızına ulaştıktan sonra akım azalarak normal seviyesine düşer.
• Akımın normale dönme süresi birkaç saniye olduğundan asenkron motorların bu yol alma
akımları kendi sargılarına fazla zarar vermez.
2
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
• Özellikle büyük güçlü asenkron motorlara direk
olarak yol verildiğinde çekecekleri yüksek kalkış
akımı enerji iletim hatlarında düşen gerilimin
artmasına sebep olur.
• Küçük güçlü asenkron motorların çekecekleri
kalkış akımları ihmal edilebilecek değerlerde
olacağı için enerji iletim hatlarında kayda değer bir
gerilim düşümüne sebep olmazlar.
3
Asenkron motorun ilk kalkınma
anındaki eşdeğer devresi
Asenkron Motorlarda Yol Alma Akımı
• Asenkron motorlar yol alma sırasında büyük akım çekerler. Bu akıma yol alma akımı veya kalkış
akımı denir.
• Motor milindeki mekanik yükü temsil eden direnç
𝑹𝒚 = 𝑹𝟐(𝟏 − 𝒔)/𝒔
• Motorun devreden çektiği faz akımı
𝑰𝒔 =𝑼𝒇
(𝑹𝒔+𝑹𝟐𝒔)𝟐+𝑿𝒆
𝟐(𝑨)
Rs Xs R2
Uf
Is
Ry=R2(1-s)/s
Xr'
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
• Asenkron motora enerji verildiği anda rotor devri
𝒏𝒓 = 𝟎 olduğundan kayma 𝒔 = 𝟏 ‘e eşit olur.
Dolayısıyla eşdeğer devrede mekanik gücü
karşılayan yük direncinin değeri 𝑹𝒚 = 𝟎 olur.
4
• Asenkron motorun ilk kalkınmadaki şebekeden çektiği faz akımı;
𝑰𝒔𝒌𝒂𝒍𝒌ış =𝑼𝒇
(𝑹𝒔+𝑹𝟐)𝟐+𝑿𝒆𝟐(𝑨) olur.
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Rs Xs R2
Uf
Is
Ry=R2(1-s)/s
Xr'
• Kaymanın hıza göre değişimi
𝟎 ≤ 𝒏𝒓< 𝑺𝒆𝒏𝒌𝒓𝒐𝒏 𝑯𝚤𝒛 ⟹ 𝟎 < 𝒔 ≤ 𝟏
• Yüklü veya boş çalışmada s kayması 0 ile 1 arasında değişecektir. Motor hızlandıkça kayma sıfıra
doğru azalırken yavaşladıkça 1’e doğru yükselir.
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
5
Direk Yol Verme
• 3 fazlı asenkron motorlar üç fazlı sistemlerden beslenirler ve sargıları bağlantı şekline göre 220
yada 380V’luk gerilime göre sarılırlar.
• Asenkron motor (ASM) tam yük altında Üçgen çalışacak biçimde imal edilmişse stator sargıları
380V’a göre sarılmıştır.
• Asenkron motor tam yük altında Yıldız çalışacak biçimde imal edilmişse stator sargıları 220V’a
göre sarılmıştır.
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
Üç fazlı Asenkron motor direk Yol verme
Kumanda ve Güç Şeması
• ASM kalkınma anında sekonderi kısa devre edilmiş bir
trafo gibi çalışır. Dolayısıyla rotor devresinden ve buna
bağlı olarak stator devresinden kalkınma anında tam
yük akımının 4–6 katı kadar bir akım çekilir.
• 5HP ve daha küçük güçlü asenkron motorlara direk
olarak yol verilebilir.
6
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
• Yıldız – Üçgen Yol Verme
• Stator Ön Direnciyle Yol Verme
• Oto Trafosu İle Yol Verme
• Rotor Sargılarına Ön Direnç Bağlayarak Yol Verme
• Soft Starter (Yumuşak Başlatıcı) İle Yol Verme
ASM’lerin kalkınma anında çektiği yüksek akımın belli bir değerde tutulabilmesi amacıyla
bazı yol verme metotları kullanılmaktadır.
Yıldız – Üçgen Yol Verme
• Yıldız – üçgen yol verilen motorlarda amaç, motorun stator sargılarının üçgen bağlantıda
maruz kalacağı gerilim değerinin etkisinden dolayı aşırı akım ve güç çekilmesinin ilk kalkınma
anında önüne geçilmesidir.
Yıldız
Bağlantıda
Üçgen
Bağlantıda
Sargı Gerilimi 1/√3 1
Sargı Akımı 1/√3 1
Hat Akımı 1/3 1
Güç 1/3 1
Kalkınma Torku 1/3 1
Yıldız ve Üçgen Bağlantı durumlarına göre akım, gerilim, güç ve moment ifadeleri 7
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Yıldız – Üçgen Yol Verme
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
Asenkron Motorların Yıldız Bağlantıları
• Yıldız bağlantıda; sargıların çıkış uçları (X-Y-Z) bakır lamalar ile kısa devre edilir.
• Sargıların giriş uçlarına (U-V-W) şebeke gerilimi uygulanır.
8
Asenkron motorun yıldız sargı ve klemens bağlantısı
R S T
U V W
X Y Z
R
S
U
W
XZ
Y
V
T
URS=Uh=380VUR=Uf=220V
Ih
If
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Yıldız – Üçgen Yol Verme
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
9
• Motora uygulanan hat gerilimi 𝑼𝒉 = 𝟑𝟖𝟎𝑽’tur. Motorun statorundaki her bir sargıya uygulanan
gerilim; hat geriliminin 𝟑 'te biri kadardır.
Faz gerilimi 𝑼𝒇 =𝑼𝒉
𝟑= 𝟐𝟐𝟎 𝑽 Hat gerilimi 𝑼𝑯 = 𝟑.𝑼𝒇
• Yıldız bağlantıda faz sargıları 220V’luk gerilimde çalışacak şeklide imal edilmiştir.
𝑰𝒉 = 𝑰𝒇 (Hat akımları faz akımlarına eşittir)
𝑼𝑯 = 𝑼𝑹𝑺 = 𝑼𝑺𝑻 = 𝑼𝑻𝑹 = 𝟑𝟖𝟎𝑽
𝑼𝒇 = 𝑼𝑹 = 𝑼𝑺 = 𝑼𝑻 = 𝟐𝟐𝟎𝑽
𝑰𝑯 = 𝑰𝑹 = 𝑰𝑺 = 𝑰𝑻
Üç fazlı AC motor klemens kutusu Yıldız bağlantı şekli
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Yıldız – Üçgen Yol Verme
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
Asenkron Motorların Üçgen Bağlantıları
• Üçgen bağlantıda; her bir motor faz sargısı giriş ucu diğer faz sargısının çıkış ucuna bağlanır.
• Üçgen bağlantıda motorun statorundaki her bir sargıya 380V uygulanır. Bu gerilim, sargının normal
çalışma gerilimidir.
𝑼𝒉 = 𝑼𝒇 = 𝟑𝟖𝟎𝑽
Asenkron motorun üçgen sargı ve klemens bağlantısı10
R S T
U V W
X Y Z
R
SY
W
V
ZU
X
T
URS=Uh=380V UR=Uf=380V
Ih
IfIf
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Yıldız – Üçgen Yol Verme
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
11
Motorun statorundaki her bir sargıdan geçen akım (𝑰𝒇) hat akımının (𝑰𝒉) 𝟑 'te biri kadardır.
Faz akımı 𝑰𝒇 =𝑰𝒉
𝟑
Hat akımı 𝑰𝑯 = 𝟑. 𝑰𝒇
𝑼𝑯 = 𝑼𝑹𝑺 = 𝑼𝑺𝑻 = 𝑼𝑻𝑹 = 𝟑𝟖𝟎𝑽
𝑼𝒇 = 𝑼𝑹 = 𝑼𝑺 = 𝑼𝑻 = 𝟑𝟖𝟎𝑽
𝑰𝑯 = 𝑰𝑹𝑺 = 𝑰𝑺𝑻 = 𝑰𝑻𝑹
Üçgen bağlantı klemens kutusu
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Yıldız – Üçgen Yol Verme
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
12
Asenkron Motorun Yıldız – Üçgen Yol Verilmesine İlişkin Kumanda ve Güç Devresi
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Yıldız – Üçgen Yol Verme
• Bir asenkron motorun üçgen çalışma gerilimi, şebeke gerilimine eşitse (380Δ) rahatlıkla Yıldız -
Üçgen yol verilebilir.
• Yıldız - üçgen şalter veya kontaktör - zaman rölesi ile yapılarak uygulanabilir.
• En ekonomik kalkış akımını düşürme yöntemi olduğundan küçük güçlü motorlarda çok kullanılır.
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
13
Asenkron Motorun Yıldız – Üçgen Yol Verilmesine İlişkin Kumanda ve Güç Devresi
R S T
M Y
ASM
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Yıldız – Üçgen Yol Verme
• Yıldız üçgen yol vermede eğer yük momenti motorun yıldız bağlama durumundaki motor
momentine eşit veya küçükse kavramaya gerek kalmadan motor kusursuz bir şekilde yol alarak
üçgene geçer.
• Asenkron motor önce yıldız bağlanarak düşük gerilimle yol verilir.
• Motor normal devrine ulaşınca üçgen bağlanarak çalışmasına devam eder.
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
14
• Üçgen çalışan ve çalışma gerilimi 380V olan asenkron motora yıldız yol verildiğinde uygulanan
gerilim normal gerilimin %58’i kadar olur. Normal bağlantıda 𝑰𝒔 olan sargı akımı yıldız bağlantıda
𝑰𝒔
𝟑= 𝟎, 𝟓𝟖. 𝑰𝒔 olur.
• Yıldız bağlantıda şebekeden çekilen akım, sargıdan geçen akıma eşit olduğundan 𝑰𝒉 = 𝑰𝒔/ 𝟑olur. Motor üçgen bağlantıda çalıştırıldığında sargılara şebeke gerilimi uygulanır. Şebekeden
çekilen hat akımı ise 𝑰𝒉 = 𝟑. 𝑰𝒔 olur.
• Motorun Y çalışmada çekeceği hat akımı Δ çalışmada çekeceği hat akımına oranlarsak;
𝑰𝒉𝒀
𝑰𝒉∆=
Τ𝑰𝒇 𝟑
𝑰𝒔. 𝟑=
𝟏
𝟑
• Bir asenkron motor yıldız çalıştırıldığında, üçgen çalıştırıldığında çekeceği akımın 1/3’ü kadar
akım çeker.
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Yıldız – Üçgen Yol Verme
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
15
Yıldız-Üçgen Yol vermede dikkat edilmesi gerekenler şu şekildedir.
• Yıldız-üçgen yol verme, yüksek kalkınma akımlarını önlemek için kullanılmaktadır.
• Yıldız bağlantı durumunda devir sayısı yaklaşık nominal devir sayısına çıkıncaya kadar
beklenir ve üçgen bağlantıya geçerken bağlantı değiştirme süresinin kısa olmasına dikkat
edilir.
• Eğer bağlantı değiştirme süresi kısa olmazsa, devir tekrar düşeceğinden üçgene geçiş anında
darbe akımları oluşur.
Yıldızdan üçgene geçiş için iki şart aranmalıdır.
Yük momenti motor momentine eşit olmalıdır.
Yıldız bağlamada motorun devri nominal devre yakın olmalıdır.
• Eğer yıldız çalışma süresi kısa olursa; motor nominal devrine ulaşamamış olduğundan
üçgene geçişte ani akım yükselmeleri olur. Motor akımı sınırlanmamış olur. Bu akım da
kontaktör kontaklarında hasarlara yol açar.
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Yıldız – Üçgen Yol Verme
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
16
• Eğer yıldız çalışma süresi uzun olursa; bu durumda motor yaklaşık 1/3 değerinde bir momentle
yükü karşılama durumunda bırakılır. Eğer yük momenti bu momentin üstünde ise motor aşırı
yüklenmiş olur.
• Yıldız bağlanma süresinin belirlenmesinde, motor üçgen bağlı olarak direk çalıştırılır ve devreye
bağlanan ampermetre yardımıyla kalkış akımının ne kadar sürede normal değerine düştüğü tespit
edilir. Bu süre yıldızdan üçgene geçiş süresi olarak belirlenir. Yıldız üçgen yol vermede en ideal
yol verme süresi en çok 10 saniye civarındadır.
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Yıldız – Üçgen Yol Verme
Yıldız ve Üçgen Bağlantı durumlarına göre akım, gerilim, güç ve moment ifadeleri
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
Yıldız
Bağlantıda
Üçgen
Bağlantıda
Sargı Gerilimi 1/√3 1
Sargı Akımı 1/√3 1
Hat Akımı 1/3 1
Güç 1/3 1
Kalkınma Torku 1/3 1
17
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Stator Ön Direnci İle Yol Verme
Stator Ön Direnci İle Yol Verme
• Stator sargılarının kalkınma anında yüksek gerilime maruz kalmasını önlemek için ayarlı veya
kademeli ön dirençler kullanılır.
• Kullanılacak olan dirençler sadece gerilim bölücü olarak iş görürler. Ayarlı olanlar reosta veya
statik direnç (yarı iletken kontrollü direnç) olabilir.
• Kademeli olanlarda ise kademe sayısı istenilen sayıda olabilmektedir.
Asenkron Motorun Stator Ön Direnci İle Yol
Verilmesine İlişkin Güç Devresi
R S T
M
M2
M1R1
R2
ASM
M2
M1R1
M2
M1R1
R2 R2
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
18
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Oto Trafosu İle Yol Verme
Oto Trafosu İle Yol Verme
• Asenkron motorun stator sargılarına düşük gerilim uygulamanın bir diğer yöntemi de sargıları üç
fazlı ayarlı bir güç kaynağından beslemektir.
• Ayarlı güç kaynağı yardımıyla istenilen değerde kademesiz gerilim ayarı yapmak mümkündür.
Ancak uygulanacak gerilim değeri belli değerlerin altına düşerse motorun üreteceği moment yük
momentini yenemeyeceğinden motor kalkınamaz.
• Motorun stator sargılarına uygulanan düşük gerilim nedeniyle asenkron motor kalkınma anında
düşük akım çeker, anma hızına çıktığında motora uygulanan gerilim yavaş yavaş arttırılır. Bu
durumda normal gerilim altında kalkınması durumunda aşırı akımın sebep olacağı zararlar
giderilmiş olur.
• Asenkron motorun ürettiği moment stator sargılarına uygulanan gerilimin karesiyle orantılı
olduğundan düşük gerilimlerde üretilen moment da azalacaktır. Bu durum göz önünde
bulundurularak gerilim ayarı yapılmalıdır.
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
Oto trafosu ile akımı kesmeden motora yol verme şeması 19
R S T
A C
D B
AA
MASM
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Oto Trafosu İle Yol Verme
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
20
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Rotor Sargılarına Ön Direnç Bağlayarak Yol Verme
Rotor Sargılarına Ön Direnç Bağlayarak Yol Verme
• ASM’ların kalkınma anında aşırı akım çekmesinin nedeni hız sıfır iken rotorda indüklenen
gerilimin yüksek olması ve bu gerilim değerinin çok küçük bir rotor empedansı üzerinden kısa
devre edilmesidir.
• Rotor devresine dış devreden bağlanacak dış dirençler yardımıyla rotorun toplam empedansı
arttırılacağından rotor devresinden geçen akım azalacak ve rotor geriliminin kısa devre olması
önlenecektir.
• Harici direncin değeri arttıkça motorun ürettiği kalkınma momenti artmakta ancak anma hızında
çalışırken kayması da artmaktadır. Bundan dolayı motorun kalkınma anında rotor direnci büyük,
anma hızında çalışırken rotor direnci küçük yapılarak kayma en aza indirilir.
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
Rotor Sargılarına Ön Direnç
Bağlayarak Yol Verme Güç Şeması
21
R S T
M
Bilezikli
ASM
M2
M1
R2
R1M1 M1
M2 R2 M2 R2
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Rotor Sargılarına Ön Direnç Bağlayarak Yol Verme
• Rotor devresine çok büyük değerli direnç bağlanırsa yada rotor
sargı uçları açık devre yapılırsa açık devre yapılan rotor
devresinden akım geçmeyeceğinden motorun kalkınması mümkün
olmayacaktır.
• Rotor akımının sıfır olması durumunda rotor moment üretmez,
dolayısıyla rotor devresine bağlanacak harici direnç motoru
kalkındıracak kadar moment üretilebilen değerde olmalıdır.
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
22
Soft – Starter (Yumuşak Başlatıcı) İle Yol Verme
• Asenkron motorlara yol vermenin diğer bir şekli de mikroişlemci tabanlı kontrol sistemleri ile
donatılmış yumuşak yol vericilerdir. Yumuşak yol verme – yumuşak durdurma ünitesi, kalkış
akımını belirgin miktarda sınırlarken, yol verme momentini kontrol etmede ve yumuşak
durdurmada kullanılır.
• Yumuşak kalkışlı (soft-starter) asenkron motorlar sağlam, güvenilir, standart ve ucuz olmaları
nedeniyle oldukça geniş olarak kullanılırlar.
• Motordaki moment(tork)-akım ilişkisinin zamana bağlı olarak yavaş yavaş ayarlanması
neticesinde motorun devreye girmesi, şebekede ve motorda herhangi bir anormal durum
oluşturmamaktadır.
• Motor yumuşak yol verici, yol verme süresince motorun güç aktarımında yük ve momenti geçici
olarak azaltmak için AC motorlar ile kullanılan bir aygıttır. Bu aygıt, motor ve mildeki mekanik
gerilmeyi hem de güç kablolarına ve elektrik dağıtım şebekesine eklenen elektrodinamik baskıyı
azaltarak sistemin ömrünü uzatır.
• Yumuşak yol vericiler, vuruntulu olmayan yumuşak kalkış ve duruş yapılması istenen pompalar,
kompresörler, yürüyen merdivenler, asansörler gibi uygulamalarda kullanılabilmektedir.
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Soft – Starter (Yumuşak Başlatıcı) İle Yol Verme
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
23
Soft starter ile yol verme prensip şeması
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Soft – Starter (Yumuşak Başlatıcı) İle Yol Verme
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
24
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Soft – Starter (Yumuşak Başlatıcı) İle Yol Verme
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
25Motor akımı - Tepe noktası indirilmiş
Motor momenti – Düşük yükleme
Motor gerilimi - Daha yumuşak yol verme
1. Direk yolverme
2. Yıldız-Üçgen yolverme
3. Yumuşak yolverici (Soft starter) ile yol verme
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Yol Verme Yöntemlerinin Karşılaştırılması
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
26
Direk Yol Verme
• Orta güçlerden düşük güçlere kadar üç fazlı ASM’lerde
• Motor bağlantıları için üç iletken
• Yüksek yol alma akımı
• Yüksek tepe akımı
• Gerilim düşüşü
• Tek bir basit yol verme aygıtı
Yıldız-Üçgen Yol Verme
• Yüksek güçlerden düşük güçlere kadar üç fazlı ASM’lerde
• Motor bağlantıları için altı iletken
• Nominal momentin 1/3’ü kadar olan düşük yol alma momenti
• Yıldızdan üçgene geçiş sırasındaki pik akım nedeniyle yüksek şebeke yüklemesi
• Yıldızdan üçgene geçiş sırasındaki moment dalgalanması nedeniyle yüksek mekanik gerinim
• İki yada üç yol verme aygıtı, daha fazla bakım.
Yumuşak yolverme
• Yüksek güçlerden düşük güçlere kadar olan üç fazlı ASM’lerde
• Motor bağlantıları için üç iletken
• Değişebilen yol alma momenti
• Pik akım yok
• Pik moment yok
• İhmal edilebilir voltaj düşüşü
• Bir tek basit yol verme aygıtı
• İsteğe bağlı olarak ayarlanmış yumuşak durdurma, koruma fonksiyonları vs.
• Sıfır bakım
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLARA YOL VERME YÖNTEMLERİ
Yol Verme Yöntemlerinin Karşılaştırılması
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
27
Üç Fazlı Asenkron Motor Hız Kontrol Yöntemleri
• Geçmiş yıllarda kontrol olanaklarının daha basit olması nedeni ile değişken hızlı tahrik
uygulamalarında doğru akım motorları yaygın olarak kullanılmıştır. Ancak kontrol ve güç
elektroniğindeki gelişmeler sonucu günümüzde asenkron motorun hız kontrol
olanakları, doğru motorunun olanaklarına ulaşmıştır.
• Asenkron motorlarda senkron hız frekansla doğru, kutup sayısı ile ters orantılıdır.
𝒏𝒔 =𝟏𝟐𝟎.𝒇
𝟐𝑷fs; Stator sargılarına uygulanan gerilimin frekansı (Hz)
2P; Motorun toplam kutup sayısı
• Asenkron motorun kayması 𝒔 =𝒏𝒔−𝒏𝒓
𝒏𝒔
• Rotor hızı 𝒏𝒓 = 𝟏 − 𝒔 . 𝒏𝒔 (𝒅/𝒅)
• Rotor hızı senkron hız, frekans ve kutup sayısı cinsinden
𝒏𝒓 =𝟏𝟐𝟎.𝒇
𝟐𝑷. 𝟏 − 𝒔 (𝒅/𝒅)
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTOR HIZ KONTROL YÖNTEMLERİ
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
28
• Rotor hızı senkron hız, frekans ve kutup sayısı cinsinden
𝒏𝒓 =𝟏𝟐𝟎.𝒇
𝟐𝑷. 𝟏 − 𝒔 (𝒅/𝒅)
• Asenkron motorun hızına etki eden parametreler şunlardır.
• Stator frekansı (fs) Hız sınırları içerisinde hız kontrolü
• Motor kutup sayısı (2P) Kademeli hız kontrolü
• Rotor kayması (s) Sadece belli bir bölgede sınırlı hız kontrolü
Stator gerilimini değiştirerek
Rotor direncini değiştirerek
Rotor direncine harici kaynaktan gerilim uygulayarak
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTOR HIZ KONTROL YÖNTEMLERİ
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
29
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTOR HIZ KONTROL YÖNTEMLERİ
Stator Frekansı Değiştirmek
• Sincap kafesli motorların hız kontrolünde en elverişli yöntem, statora değişken frekans
uygulamasıdır.
• Stator frekansının değiştirilmesi ile stator manyetik alanı ve buna bağlı olarak rotor hızı istenilen
değere getirilebilir.
• Asenkron motorun hız kontrolünü frekans değişimi ile sağlarken frekans arttıkça elde edilen
maksimum moment düşer.
• Üretilen momentin sabit tutulabilmesi için değişen frekansa bağlı olarak gerilim de değiştirilmelidir.
• Normal çalışma koşullarındaki 𝑼/𝒇𝒔 değeri değişik frekans değerleri için sabit tutulmalıdır.
• Motor hızı döner alanın hızına bağlı olduğundan hız kontrolü motora uygulanan alternatif akımın
hızını değiştirmek suretiyle yapılabilir. Değişken frekans normal olarak inverter ile sağlanabilir.
• Çoğu makinede olduğu gibi asenkron motorlarda da en uygun verim değerini elde edebilmek için
doyum noktasına yakın akı yoğunluğunda çalışacak şeklide tasarlanmıştır.
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
30
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTOR HIZ KONTROL YÖNTEMLERİ
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
Motor Kutup Sayısını Değiştirerek
• Motorun kutup sayısı ancak motor stator sargıları arasında yapılan uygun bağlantı değişikliği ile
elde edilir.
• Bir grup üç fazlı sargıdan ikinci bağlantı şekli değiştirilerek 2:1 oranında kutup değişimi elde edilir.
31
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTOR HIZ KONTROL YÖNTEMLERİ
FAZLARBAĞLANTI
ADIFAZLAR
BAĞLANTI
ADIFAZLAR
BAĞLANTI
ADI
R S T Paralel Yıldız R S T Seri Üçgen R S T Seri Yıldız
Düşük T1 T2 T3T4-T5-T6
Açık devreT4 T5 T6
T1-T2-T3
Kısa devreT1 T2 T3
T4-T5-T6
Açık devre
Yüksek T4 T5 T6T1-T2-T3
Kısa devreT1 T2 T3
T4-T5-T6
Açık devreT4 T5 T6
T1-T2-T3
Kısa devre
Sincap kafesli bir asenkron motorda tek sargıdan iki
farklı kutup elde edilmesi
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
32
Tek sargılı iki devirli (Dahlender
bağlantılı) bir asenkron motora düşük
devirde yol verme
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTOR HIZ KONTROL YÖNTEMLERİ
Sincap kafesli asenkron motorda
tek sargıdan iki farklı sayıda kutup
elde edilmesi
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
33
Rotor Kaymasını Değiştirerek
Rotor hızını etkileyen üçüncü etki de rotor kaymasını değiştirmektir. Rotor kaymasının
değiştirilmesi için üç yöntem bulunmaktadır.
Stator gerilimini değiştirmek
Rotor direncini değiştirmek
Rotor direncine harici kaynaktan gerilim uygulamak
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTOR HIZ KONTROL YÖNTEMLERİ
Stator gerilimini değiştirmek
• Asenkron motorun hızının kontrol edilmesinin en basit
ve en ucuz yoludur.
• Sabit frekans değerinde stator gerilim değiştirilerek
rotor hızı sıfır ile anma değerleri arasında kontrol
edilebilir.
• Motorda indüklenen moment gerilimin karesi ile
değiştiğinden düşük gerilimlerde elde edilen moment
değeri düşük olmaktadır.Sincap kafesli bir asenkron motorun farklı
stator gerilimlerindeki moment – hız
karakteristikleriELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
34
Rotor direncini değiştirerek
• Rotor gücü kontrol edilerek kaymanın değişmesi ve buna bağlı olarak da rotor hızının
değiştirilmesi amaçlanır.
• Rotoru sargılı asenkron motorların rotor sargı uçları dışarı çıkarıldığından rotor sargı uçlarına
harici dirençler eklenerek motorun yüksek kalkınma momenti ile kalkınması sağlanır.
• Harici direnç değeri azaldıkça motorun ürettiği momenti maksimum olduğu hız değeri de artarak
anma değerine yaklaşır.
Üretilen moment direnç
değerlerine göre
R1 < R2 < R3 < R4
Kararlı Çalışma Hızları
n1 < n2 < n3 < n4
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTOR HIZ KONTROL YÖNTEMLERİ
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
35
Rotor direncine harici kaynaktan gerilim uygulamak
Rotor direncine harici kaynaktan gerilim uygulayarak
• Rotorda indüklenen gerilim tekrar kaynağa aktararak veya ikinci bir asenkron motor üzerinde
harcayarak rotor kayması değiştirileceğinden rotor hızı da kontrol edilmiş olur.
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTOR HIZ KONTROL YÖNTEMLERİ
ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR
36
Deneysel Çalışma 3
Deney Adı: Üç Fazlı Asenkron Motorlarda Yüklü Çalışma
• Motor 1,1kW – 1415d/d Manyetik Frenli ASM
Motor Manyetik Frenli ASM
PA =1,1kW
nr =1415d/d
Δ/Y 220/380V
4,6/2,7A
cosφ=0,80
37
Deneysel Çalışma 4
Deney Adı: Üç Fazlı Asenkron Motorlarda Hız Kontrolü
• Motor 1kW - 1400d/d Bilezikli ASM
• Motor 0,75kW – 1370d/d Sincap Kafesli ASM
• Motor 0,37kW – 2800d/d Sincap Kafesli ASM
• Motor 1,1kW – 1415d/d Manyetik Frenli ASM
Motor1 Bilezikli ASM
PA =1kW
nr =1400d/d
Δ/Y 220/380V
5/2,9A
cosφ=0,80
Motor2 Sincap Kafesli
ASM
PA =0,75kW
nr =1370d/d
Δ/Y 220/380V
3,6/2,1A
cosφ=0,75
Motor3 Sincap Kafesli
ASM
PA =0,37kW
nr =2800d/d
Δ/Y 220/380V
1,9/1,1A
cosφ=0,75
Motor4 Manyetik Frenli
ASM
PA =1,1kW
nr =1415d/d
Δ/Y 220/380V
4,6/2,7A
cosφ=0,80
38
KAYNAKLAR
• SAÇKAN, A. Hamdi; Elektrik Makineleri III
• ALTUNSAÇLI, Adem; ALACALI, Mahmut; Elektrik Makineleri II
• ÇOLAK, İlhami; Asenkron Motorlar
• BAL, Güngör; Özel Elektrik Motorları
• ÇOLAK, İlhami; Senkron Motorlar
• CHAPMAN, Stephen J.; Electric Machinery Fundamentaly 4.Edition
• FITZGERALD, A. E.; KINGSLEY, Charles Jr.; UMANS, Stephen D.; Electric Machinery Sixth Edition
• PAREKH, Rakesh; AC Induction Motor Fundamentals; Microchip Technology Inc., Microchip AN887
• Three-phase Asynchronous Motors, Generalities and ABB proposals for the coordination of protective
devices
• www.wikipedia.org