Asenkron motorların frekans çeviricileriyle yapılan hız kontrolünde harmoniklerin etkisinin incelenmesi

Abstract

ÖZET ASENKRON MOTORLARIN FREKANS ÇEVİRİCİLERİYLE YAPILAN fflZ KONTROLUNDA HARMONİKLERİN ETKİSİNİN İNCELENMESİ Ayhan ÖZGÜR Elektrik Mühendisliği, Yüksek Lisans Tezi Sanayii uygulamalarında kullanılan doğru akım motorlarının yerini büyük ölçüde asenkron motorlar almıştır. Üretim, işletme ve bakım maüyetlerinin doğru akım motorlarına oranla çok daha düşük olan bu motorların kullanım alanları giderek artmiştır. Sincap kafesli asenkron motorun stator gerilimini değiştirerek ve stator gerilimi ve frekansını aynı anda değiştirerek yapılan hız kontrolü incelenmiştir. Çelik rotorlu asenkron motorun hız kontrol yöntemleri incelenmiş ve sanayiide kullanılan başlıca frekans çevirici çeşitleri incelenmiştir. Üç fazlı, gerilim kontrollü, gerilim beslemeli inverterlerde sanayii uygulamalarında sıkça rastlanan Sinusoidal PWM, Modülasyon fonksiyonu PWM tekniği, Vektör kontrol PWM tekniği ve Optimal PWM tekniği incelenmiştir. Tüm ayarlanabilir hız kontrol cihazları belirli derecede harmonikler üretirler. Harmonikler, temel frekansın katlan olan akım ve gerilimlerdir. Alternatif akımı doğru akıma veya doğru akımı alternatif akıma çeviren her cihaz bir harmonik kaynağıdır. Harmoniklerin oluşumu, karakteristikleri ve asenkron motorlara etkileri incelenmiştir. PWM yöntemlerini değerlendirmede inverter çıkış akımlarının frekans yelpazesi önemli bir değerlendirme kriteridir. Çıkış akımının frekans içeriğinin, anahtarlama frekansı ve yüklenme koşullan gibi, inverterin çalışma koşullarından büyük ölçüde etkilendiğinden, başka bir değerlendirme büyüklüğü - Harmonik Distorsiyon belirleme Faktörü (HDDF) esas alınarak üç farklı PWM yöntemi incelenerek Harmonik İlaveli PWM (HIPWM) yönteminin daha iyi karakteristiklere sahip olduğu gösterilmiştir. Anahtar kelimeler: Harmonik, asenkron motor, inverter, modülasyon JÜRÎ: 1. Yrd.Döç.Dr. Hadi SARUL (Danışman) Kabul Tarihi: 13.11.2000 2. ProfDr. Remzi GÜLGÜN Sayfa Sayısı : 77 3. Doç.Dr. Selim AKYOKUŞ vu

ABSTRACT THE EFFECTS OF THE HARMONICS ON ADJUSTABLE SPEED INVERTER FED INDUCTION MOTORS Ayhan özgür Electrical Engineering, M.S. Thesis The induction machines took place of DC machines, used in many industrial applications in the past few decades. Compared with DC motors, the lowness of their production and maintenance costs, increased the usage of the induction motors. Speed control of a squirrel cage induction motor by (1) adjusting the supply voltage and by (2) adjusting the supply voltage and frequency simultaneously is reviewed. Speed control techniqnes of a steel rotor induction motor and some adjustable speed drives, used in industrial applications are described. An overview of modulating function techniques, voltage space-vector techniques, optimal techniques and feedback and quasi-feedback techniques for PWM control of voltage-controlled, voltage-source inverters used in industry is presented. Ali adjustable speed drives produce in some degree harmonics. Harmonics are currents and voltages that are muitiples of the fundamental frequency. Any device that converts ac to dc or dc to ac is a harmonic source. The characteristics of the harmonics and their harmful effects on induction motors is examined. Frequency spectra of inverter output currents are one of the important factors in evaluating the PWM methods. These spectra are, however, influenced by the operating conditions of the inverter such as swithing frequency and load parameters. The harmonic distortion determining factor (HDDF) is considered to be a common quality index in evaluating three different PWM methods. It is shown that the harmonic inj ected sinusoidal PWM (HISPWM) method has the best characteristics. Keywords: Harmonics, induction motors, inverters, modulation JURY: 1. Yrd.Döç.Dr. Hadi SARUL (Supervisor) Date: 13.11.2000 2. Prof.Dr. Remzi GÜLGÜN Page: 77 3. Doç.Dr. Selim AKYOKUŞ vm