Senkron Motorda V Eğrilerinin Belirlenmesi Ve Tepkin Güç Ayarının İncelenmesi
Senkron Motorda V Eğrilerinin Belirlenmesi ve Tepkin Güç Ayarının İncelenmesi
Deneyin Yapılışı ve Amacı: Bu deneyin amacı senkron motorda V eğrilerinin belirlenmesi ve tepkin güç ayarının incelenmesidir. Sırasıyla boşta çalışmada, 4A, 5,5A ve 7A lik yük akımlarında bu yük akımları sabit tutularak senkron motorda tepkin güç ayarı ve yükleme biçimleri incelendi ve sonuç olarak endüvi akımı ile uyarma akımı arasındaki ilişki yani V eğrileri belirlendi.
Deney montajında da görüldüğü gibi senkron motor bir doğru akım generatörüne ortak milde bağlandı. Böylece senkron motorun, doğru akım generatöründe endüvi akımı ve uyarma akımı If’e bağlı olarak üretilen döndürme momenti ile yüklendi. Deney düzeneğinde kullanılan makinelerin plaka değerleri aşağıdaki gibidir:
Senkron Motor:
4,6 kVA, 190V, 14A, 3kW, 1500d/d, cosj=0,8
Uyarma generatörü:
0,3kW, 115V, 2,6 A, 1500d/d
Doğru akım generatörü:
2kW, 220V, 9,1 A, 1500d/d
Endüvi akımı ise yük direnci ile ayarlandı. Senkron motorun uyarması da motora ortak milde bağlı olan uyarma generatörü tarafından sağlandı.
Bu üç fazlı sistemde güç Aron montajı yardımıyla ölçüldü. Ölçülen a1 ve a2 değerleri ile sisteme ait j değeri aşağıdaki formül yardımı ile hesaplandı:
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image002.gif[/IMG]
Burada a1 büyük olan sapma olarak alındı.
Aktif gücün hesaplanması için;
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image004.gif[/IMG] formülü kullanıldı. Burada Umax=220V, Imax=5A, amax=1000 ve kI=5 olarak alınmıştır. Buradan hesaplanan P1 ve P2 güçlerinin toplamı toplam aktif gücü verdi ki bu değerden de [IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image006.gif[/IMG] fomülü kullanılarak reaktif güç hesaplandı.
Senkron motora asenkron yol verilirken uyarma sargısı neden bir dirençle kısa devre edilir? Senkron makinenin uyarma sargısı çok sarımlıdır. Bu nedenle asenkron kalkış süresince bu sargıda yüksek değerli bir gerilim endüklenir ve bu gerilim de sargıya zarar verebilir. Bu sorunu önlemek için uyarma sargısı karkış süresince kendi direncinin 5 ile 10 katı arasında bir değere sahip olan bir dirençle kısa devre edilir.
Senkron motora asenkron kalkışı anlatınız. Asenkron yol verme söndürüm sargılı ve/veya kütlesel kutuplu senkron motorlarda kullanılır. Motor sadece asenkron motor moment etkisi ile ivmelenir. Motor, uyarma sargısı uyarılmadan doğrudan şebekeye bağlanır ve asenkron motordaki gibi kısa devre söndürüm sargıları üzerinden yol alır. Senkronlanıncaya kadar belli bir kayma değerinde asenkron motor olarak çalışır. Çıkık kutuplu senkron motorlarda kalkış süresince kütlesel kutup yüzeylerinden akan girdap akımlarının yarattığı asenkron momentten de yararlanılır. Böylece kalkış momenti attırılabilir veya motora yalnız bu momentle kalkış yaptırılabilir. Girdap akımlarının yarattığı moment,motoru tek başına ivmelendirmek için yeterli olmayabilir. Sonuç olarak asenkron kalkış için önemli olan, rotorda söndürüm etkisinin yaratılabilmesidir.
Asenkron motorda kullanılan yol verme yöntemleri senkron motorun asenkron kalkışında da kullanılabilir. Bu yöntemlerden en kullanışlısı, düşük kalkış akımı ile yüksek kalkış momentinin elde edildiği transformatörle yol vermedir. Diğer bir asenkron yol verme yöntemi de, küçük ve orta büyüklükteki düşük hızlı senkron motorlarda kullanılan kısmi sargılı kalkıştır. Bu yöntemde, kalkışta stator sargısının yalnız bir kısmı kullanılır. Böylece kalkıştaki kaçak reaktans, tüm sargı kullanıldığındakine göre arttırılmış olur ve kalkış akımı küçülür. Döndürme momenti ise, tüm sargı kullanıldığındaki değerinin yaklaşık olarak %45 ..70’i kadardır.
Çıkık kutuplu senkron makinelerde manyetik simetrisizlik nedeniyle, asenkron işletmede endüvi akımının genliği maksimum ve minimum değerleri arasında salınır. Ayrıca, uyarma sargısı bir direnç üzerinden kısa devre edilmiş bütün senkron makinelerde, asenkron işletmede, uyarma sargısının tek fazlı oluşu, yani elektriksel simetrisizliği nedeniyle stator elektriksel büyüklüklerinde (1-2s), döndürme momentinde ise 2f frekansında salınan üst titreşimler vardır.
Akım yer eğrisini kulanarak senkron motorda tepkin güç ayarını anlatınız. Üreteç yön sistemine göre yapılan incelemeye göre;
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image008.gif[/IMG][IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image010.gif[/IMG] ve [IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image012.gif[/IMG]
Endüvi akımı I1, boşta çalışma akımı I1o ile kısa devre akımı Ik1’in vektörel toplamına eşittir.
Senkron makinede tepkin güç ayarı uyarma akımı ile yapılır. Senkron motorun ÜYS’ye göre çizilmiş akım yer eğrisinde de görülebileceği gibi endüvi akımının geometrik yeri, akımın etkin bileşeni sabit tutulmak koşuluyla uyarma akımının büyüklüğüne bağlı olarak motor çalışma bölgesinde herhangi bir yerde bulunabilir. Böylelikle uyarma akımı azaltılıp çoğaltılarak, yani endüvi akımının tepkin bileşeninin büyüklüğü değiştirilerek motorun şebekeden aldığı veya şebekeye verdiği tepkin gücün büyüklüğü değiştirilebilir.büyük uyarma akımı değerlerinde motor endüktif yüklenir ve şebekeye tepkin güç verir. Azalan uyarma akımı değerlerinde önce şebekeye verdiği tepkin güç azalır, sonra da ohmik çalışmaya geçer. Uyarma akımı azaltılmaya devam edilirse, motor kapasitif yüklenerek şebekeden tepkin güç alır.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image014.gif[/IMG]
Üç fazlı sistemlerde güç ölçümü nasıl yapılır? Üç fazlı sistemlerde güç üç ayrı yöntemle ölçülebilir:
Bir vatmetre metoduyapay sıfır noktalı bir vatmetre metoduiki vatmetre metodu (Aron montajı) Bir vatmetre metodu:
Bu en basit ölçüm metodudur. Burasa sistemin sismetrik yüklenmiş olduğu kabul edilir. Akım bobini üç fazdan birinde ve gerilim bobini de fazla nötr arasında bulunur. Bu yöntemle ölçülen gücün 3 katı toplam gücü verir.
Yapay sıfır noktalı, bir vatmetre metodu:
Sıfır noktası dışarı çıkartılacak gibi değil ise, bu amaçla hazırlanmış sıfır noktası direnci ile yapay olarak bu nokta oluşturulur. Vatmetrenin gerilim bobini aralarına üç direnç sokulmasıyla üç fazla birleştirilir. Burada r ve s dirençleri birbirine eşit ve ayrıca vatmetrenin gerilim bobini ile w direncinin toplamına eşit olmalıdırlar:
r=s=v+w
Bu bağlamada ölçülen gücün üç katı toplam gücü verir. Bu nedenle sadece simetrik yük durumunda kullanılır.
Yapay sıfır noktası oluşturularak üç fazlı sistemde güç ölçümü
İki vatmetre metodu – Aron montajı:
İki vatmetrenin akım bobinleri herhangi iki faza seri olarak bağlanır ve gerilim bobinleri de akım bobinlerinin bulundukları faz ile serbest kalan üçüncü faz arasına bağlanır. Böyle bir bağlamada sistemin toplam gücü vatmetrelerin gösterdikleri sapmaların isaretleri ile hesaplanmak suretiyle toplamına eşittir.
Toplam güç=W1 +W2
Güç Faktörünün Hesaplanması:
Üç fazlı sistemlerde üç fazın akımları ve faz kaymaları farklı olabilir. Bu şekilde her bir faz için yapılacak ölçülerle her fazın güç faktörü hesaplanır. Fakat önemli olan toplam sistemin güç faktörünün hesaplanmasıdır, ki bu da sistemin aktif gücünün görünür gücüne olan oranından hesaplanır.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image016.gif[/IMG]
Şekildeki aron bağlantısında akım ve gerilimlerin ortalamasından gidilerek sistemin güç faktörü,
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image018.gif[/IMG] olarak bulunur.
Güç faktörü yalnızca vatmetrelerin sapmalarından da elde edilebilir.
[IMG]file:///C:/DOCUME%7E1/Yasin/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image002.gif[/IMG] Burada a1 iki vatmetreye ait sapmalardan büyük olanı göstermektedir.
Aron montajı
Senkron motorda asenkron kalkış momenti söndürüm sargısının yapım malzemesine bağlı olarak nasıl değiştirilebilir? Senkron makinaya yol vermek için kutup ayaklarına amortisör çubukları yerleştirilir. Bunlar kutup tekerleği çevresi boyunca her iki yanda kısa devre edilerek iki adet kapalı kısa devre halkası oluşturulur. Saç paketli kutup ayaklarında kullanılan kısa devre çubukları dikdörtgen veya yuvarlak kesitli olabilir ve kutup ayağı yüzeyine yakın yerleştirilirler. Manyetik doymayı önlemek için ise amortisör oluklarından kutup yüzeyine doğru yarıklar açılır.
Bakırdan yapılan bu çubukları kısa devre eden yan halkalar bakır veya pirinçten yapılır. Kısa süreli de olsa zaman zaman bu çubukların oluşturduğu amortisör sarhgısı daha büyük akımlarla yüklenir. Bunun sonucu olarak sargı düzensiz bir ısınma zorlanmasına uğrar ve değişik parçaların sıcaklık dereceleri arasında büyük farklar oluştuğundan ısı gerilimleri meydana gelerek mekanik kuvvet etkilerine yol açar. Kısaca, kalkış momentini arttırmak için söndürüm kafesinin pirinç veya tunç gibi bakırdan daha kuvvetli alaşımlarla yapılmalıdır. Kalkış momentinin düşük olmasının zararlı olmayacağı durumlarda ise söndürüm kafesi bakırdan yapılabilir.
