Gerilim dengesizliklerinin asenkron motor performansına etkisinin incelenmesi

Abstract

Üç fazlı asenkron makineler genlikleri eşit ve aralarında 1200 faz farkı olan gerilimler altında çalışmak üzere tasarlanıp imal edilirler. Ancak birçok pratik sebepten ötürü şebeke gerilimi genelde dengesizdir. Şebekelerde izin verilebilir dengesizlik miktarı muhtelif, ulusal, uluslararası ve endüstriyel standartlarca limitler altına alınmıştır. Şebekede istenmeyen ve önceden belirlenemeyen şekilde ortaya çıkan bu dengesizlikler asenkron motorların ısınmasına, veriminin düşmesine, titreşimli çalışmasına ve ömrünün azalmasına neden olur. Gerilim dengesizliği altındaki asenkron motorun veriminin azalması ciddi bir problemdir. Bu problemi çözmek için asenkron motorun çıkış gücünü gerilim dengesizliği değerine bağlı olarak derate etmek pratik, ucuz ve etkili bir metottur. Bu sayede asenkron motorun verimi yükseltilmiş olur.Tezin ilk üç bölümünde deretasyon, asenkron motorun çalışma şekli, yapısı ve gerilim dengesizliği tanımlarından bahsedilmiştir. Belirli dengesizlik değerinde analitik ve dinamik olarak analizler yapılarak sonuçlar mukayese edilmiştir. Anma gücünde olmayan asenkron makinenin verimi de gerilim dengesizliğinden etkilenir. Bu problem tezde incelenmiş ve çeşitli yüklerde makinenin deretasyonu yapılmıştır. Simulasyon sonuçları belirli bir yüklenmeden sonra makinenin çıkış gücünün azaltılmasının verimin azalmasına neden olduğunu göstermiştir. Bu değerden sonra deratasyon yapmanın pratik bir faydası olmadığı tespit edilmiştir.

A balanced three-phase voltage implies a situation in which the voltages are identical in magnitude and 1200 out of phase between any two voltage phasors. Induction machines are designed and manufactured according to this situation. However, network voltage is usually unbalanced depending on many practical reasons. Allowable amount of unbalance in the network, was limited by the national, international and industrial standards. Induction motors are negatively effected by this undesirable and undetectable voltage unbalance. Operation of induction motors on unbalanced voltage can cause such serious ill effects as overheating, vibration and reduction in the efficiency. Reduction in the efficiency of induction motor under voltage unbalance is a serious problem. To solve this problem, induction motor output power is derated, depending on the value of the voltage unbalance. Derating is practical, inexpensive and effective method. In this way, the induction motor efficiency can be increased.In the first three sections of the thesis, derating, the structure and operation of the induction motors and the definitions of voltage unbalance are discussed. For certain unbalance values static and dynamic analysises have been compared to validate the results. Voltage unbalance may effect the induction machines that are not fully loaded. This problem examined in the thesis and the machine was deretad for the various load levels. Simulation results have shown that after a certain load, efficiency reduced depend on output power value of the machine. After this value derating has no benefits over the efficiency of the machine.