ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLAR (A.S.M) 1. GİRİŞ Asenkron motorlar genellikle bir fazlı ve üç fazlı olarak imal edilen endüstride en çok kullanılan alternatif akım motorlarıdır. Asenkron motorların yüksek güçlü olanları üç fazlı olarak imal edilirler. Endüstrideki fan ve pompa sistemleri, binalardaki asansörlerin motorları, evlerdeki vantilatörler, buzdolabı motorları v.b. birçok uygulamada a.s.m'lar kullanılırlar. Doğru akım motorları ile kıyaslandıklarında daha az maliyetle üretilmeleri, daha az bakıma ihtiyaç duymaları, patlayıcı ve yanıcı madde bulunan ortamlarda kullanılabilmeleri gibi sebeplerden doğru akım motorlarından daha fazla kullanım alanına sahiptirler. Asenkron motorların yapısı birçok parçadan oluşmakla beraber (gövde, ayak, motor mili, kapaklar, pervane , v.b) çalışma prensibi 2 ana kısımla açıklanabilir. Bu kısımlar duran kısım olan stator ve dönen kısım olan rotordur. Asenkron motorlar rotorlarının tipine göre sincap kafesli a.s.m ve bilezikli a.s.m olarak iki türlü isimlendirilirler. 2. YAPISI Stator : Asenkron motorun statoru duran kısımdır ve üç faz dengeli gerilim stator sargılarına uygulanır. Üzerlerinde oluk bulunan birer yüzleri yalıtılmış ince silisyumlu sacların birleştirilmesiyle stator nüvesi oluşturulur ve bu stator nüvesi demir ya da çelikten motor gövdesine monte edilir. Stator nüvesi üzerindeki oluklara stator sargıları uygun
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
ÜÇ FAZLI ASENKRON MOTORLAR (A.S.M)
1. GİRİŞ
Asenkron motorlar genellikle bir fazlı ve üç fazlı olarak imal edilen endüstride en çok
kullanılan alternatif akım motorlarıdır. Asenkron motorların yüksek güçlü olanları üç fazlı
olarak imal edilirler. Endüstrideki fan ve pompa sistemleri, binalardaki asansörlerin motorları,
evlerdeki vantilatörler, buzdolabı motorları v.b. birçok uygulamada a.s.m'lar kullanılırlar.
Doğru akım motorları ile kıyaslandıklarında daha az maliyetle üretilmeleri, daha az bakıma
ihtiyaç duymaları, patlayıcı ve yanıcı madde bulunan ortamlarda kullanılabilmeleri gibi
sebeplerden doğru akım motorlarından daha fazla kullanım alanına sahiptirler.
Asenkron motorların yapısı birçok parçadan oluşmakla beraber (gövde, ayak, motor
mili, kapaklar, pervane , v.b) çalışma prensibi 2 ana kısımla açıklanabilir. Bu kısımlar duran
kısım olan stator ve dönen kısım olan rotordur.
Asenkron motorlar rotorlarının tipine göre sincap kafesli a.s.m ve bilezikli a.s.m olarak
iki türlü isimlendirilirler.
2. YAPISI
Stator : Asenkron motorun statoru duran kısımdır ve üç faz dengeli gerilim stator sargılarına
uygulanır. Üzerlerinde oluk bulunan birer yüzleri yalıtılmış ince silisyumlu sacların
birleştirilmesiyle stator nüvesi oluşturulur ve bu stator nüvesi demir ya da çelikten motor
gövdesine monte edilir. Stator nüvesi üzerindeki oluklara stator sargıları uygun şekilde
yerleştirilerek gerekli bobin bağlantıları yapılır ve son olarak motor dışındaki klemens
kutusuna statordan 6 adet bağlantı ucu çıkarılır. Çıkarılan bu 6 uç vasıtasıyla stator sargıları
yıldız veya üçgen bağlanarak üç fazlı gerilim uygulanır.
Şekil.1 Asenkron motorların stator yapısı
Şekil.2 Stator sargılarından klemens kutusuna çıkan uçların yıldız(a) ve üçgen(b) bağlanması
Rotor : Üzerlerinde oluklar bulunan birer yüzleri yalıtılmış ince silisyumlu sacların
birleştirilmesinden rotor nüvesi oluşturulur ve rotor miline monte edilir. İki türlü rotor tipi
vardır. Bunlardan birincisi rotordaki kanallara alüminyumdan ya da bakırdan çubuklar
yerleştirilerek her iki taraftan kısadevre edilmesiyle oluşturulan rotordur. Bu rotor tipinden
yapılan a.s.m'a kısadevre çukuklu a.s.m veya sincap kafesli a.s.m denir.
Diğer rotor tipinde oluklara aynı statorda olduğu gibi bobinler yerleştirilip birer uçları
rotor milinin üzerindeki bileziklerle irtibatlandırılmıştır. Bu tip rotorlardan yapılan a.s.m'lere
de sargılı rotorlu a.s.m veya bilezikli a.s.m denir. Bu tip rotorlarda rotor mili üzerindeki
bileziklere basan kömürler bulunur. Bilezikli a.s.m.'nin rotor devresine dışarıdan ilave direnç
eklemesi yapmak mümkündür.
Şekil.3 Asenkron motorların rotor yapısı
3. ÇALIŞMA PRENSİBİ
Asenkron motorların çalışması transformatörlerin çalışmasına benzer. Asenkron
motorların stator sargısını transformatörlerin primer sargısına, rotor devresini ise
transformatörün kısadevre edilmiş sekonder sargısına benzetebiliriz.
Asenkron motorun stator sargısına aralarında 120 şer derece faz farkı bulunan üç fazlı
gerilim uygulandığında stator sargılarında bir döner alan meydana gelir. Bu döner alanın
hızına stator döner alan hızı denir(ns). Statordaki üç fazlı döner alan rotordaki kısadevre
çubuklarında veya sargılarda gerilim endüklenmesine sebep olur. Bu durumda rotor etrafında
da aynı statordaki döner alana benzeyen bir alan oluşur. Bu iki alanın birbirini etkilemesiyle
rotor dönmeye başlar. Rotorun dönüş hızı (nr) motorlar için her zaman stator döner alan
hızından daha küçüktür. Stator döner alan hızı ile rotorun dönüş hızının aynı olmamasından
dolayı bu motorlar asenkron (senkron olmayan) motor olarak isimlendirilmiştir. Asenkron
motorun stator döner alanı rotorda gerilim indüklediği için bu motorlara aynı zamanda
indüksiyon motorları da denilmektedir.
Asenkron motorun statorundaki döner alanın oluşumunu şekil.4 ve şekil.5 üzerinden
inceleyelim;
Şekil.4 Üç fazlı alternatif gerilim
Şekil.5 Statorda döner alanın oluşumu
Şekil.6 Üç fazlı el tipi sargı (şekil.5'deki dairesel yapının 12 oluklu ve açılmış hali)
Şekil.4'deki üç fazlı dengeli gerilim dalgasının (a) anında R ve T fazının pozitif, S
fazının negatif olduğu görülmektedir. Şekil.5'de (a) anındaki durum sağ el kuralına göre
belirlenmiş ve kutup dağılımı çizilmiştir. Şekil.4'deki b-c-d-e-f anları için de şekil.5'de
kutuplar çizildiğinde bir periyotta 1 devirlik döner alan oluştuğu görülür.
Şekil.5'deki gerilim dalgasının frekansının 50 Hz olduğunu düşünürsek bu saniyede 50
periyot anlamına gelir. Şekil.5 için bir periyotta 1 devirlik döner alan oluştuğuna göre 50 Hz
frekans için saniyede 50 devirlik döner alan, dolayısıyla dakikada 60x50 = 3000 d/dk döner
alan hızı oluşur. Burada stator döner alan hızının (ns) kutup sayısına ve frekansa( f s) bağlı
olduğu açıkça görülmektedir. Stator döner alan hızı pratik olarak aşağıdaki numaralı formül
ile hesaplanır.
ns=120 f s
2 P
Burada, ( f ¿¿ s )¿ stator sargılarına uygulanan gerilimin frekansı, (2 P) kutup sayısıdır.
Asenkron motorlar hiçbir zaman senkron hızda çalışamaz. Çünkü motor senkron hızda
dönerse rotor çubuklarında gerilim endüklenmez. Bu durumda rotorda dönme momenti
meydana gelmez. Dönme momenti meydana gelmediği zaman rotor dönmez (motor milinden
mekanik güç elde alınmaz). Bundan dolayı asenkron motorların rotorları senkron hızdan bir
miktar düşük devirde döner.
Asenkron motorlarda stator döner alan hızının rotorun dönüş hızından daha büyük
olduğu belirtilmiştir. Stator döner alan hızı (ns) ile rotorun dönüş hızı (nr) arasındaki farkın
stator döner alan hızına oranına kayma(s) denir. Yüzde olarak aşağıdaki gibi hesaplanır.
s=ns−nr
ns
x100
Motor durgun iken kayma değeri 1, motor senkron hızda dönerken kayma değeri sıfır
olur. Motor senkron hızdan daha yüksek hızlarda çalışıyorsa kayma değeri negatif olur.
Normal çalışmada bir asenkron motorun kayması %1 ile %5 arasında değişir.
Kayma ve senkron devir sayısı verildiğinde motorun rotor hızı aşağıdaki şekilde
hesaplanır.
nr=(1−s )ns
Rotorda endüklenen gerilimin frekansı aşağıdaki şekilde hesaplanır.
f r=s f s
ÖRNEK: Üç fazlı iki kutuplu bir asenkron motor 50 Hz’lik frekansa sahip bir şebekede
çalışmaktadır. Motorun tam yükteki hızı 2850 d/d dır. Bu motorun yüzde cinsinden kaymasını