Asenkron Motor Kayıp Hesabı

Yazımızda sanayide önemli bir rol üstlenen, endüksiyon motor olarak da adlandırılan asenkron motorların çalışmaya başlama anında çektikleri akımdan, yol verme yöntemlerinden ve meydana gelen enerji kayıplarından bahsedeceğiz.

A- A+

15.08.2021 tarihli yazı 11864 kez okunmuştur.

Asenkron Motor Enerji Kaybı Rotor Nüve Tork Moment Yıldız-Üçgen

Asenkron motorlar çalışmaya başlarken şebekeden normal akımlarının çok daha fazlasını fazlasını çekerler. Bu durum çeşitli olumsuzluklara sebep olduğu için birçok yöntemle önlenmeye çalışılır. Dolayısıyla bir asenkron motorun çalışmaya başlama anında iki önemli amaç vardır:

► Yüksek kalkış akımını düşürmek
► Yüksek kalkış momentine ulaşmak.

Bilindiği gibi, rotor direnci kalkış momentini belirler. Eğer rotor direnci küçükse; yüksek kalkış akımı, düşük kalkış torku fakat uygun çalışma koşulları karşımıza çıkar. Sincap kafesli motor da sadece düşük başlangıç yükleriyle çalışabilir. Eğer rotor direnci birtakım yollarla artırılırsa, maksimum torkun oluştuğu hızda ve kaymada değişikler meydana gelir. Bu amaç doğrultusunda bilezikli (kayma halkalı) motorlarda uygulandığı gibi rotor devresine direnç eklenir.

►İlginizi Çekebilir: Elektrik Motoru Tasarmında Devrim

Hareketsiz bir rotora güç uygulandığı zaman rotor sargıları ve stator sargıları arasında trafo hareketi (elektriksel gücün elektromanyetik indüksiyonla aktarılması) meydana gelir ve rotor iletkenleri kısa devre olur. Dolayısıyla aşırı miktarda akım akmaya başlar. Bu yüksek başlangıç akımını azaltmak için uygulanan başlangıç gerilimi azaltılırsa, başlangıç torku da etkilenir.

Asenkron Motora Yol Verme Yöntemleri

3 çeşit yöntem kullanılır:

► Direkt yol verme
► Oto trafosu ile yol verme
► Yıldız-üçgen yol verme

Direkt yol verme küçük güçlü motorlarda kullanılır. Kalkış akımı yüksek olduğu için diğer tüketicilere giden enerjileri engelleyebilir. Oto trafosuyla yol verme yönteminde, stator gerilimini ve dolayısıyla başlangıç akımını azaltmak için bir oto transformatör kullanılır. Başlangıç torku, gerilim azalmasıyla ciddi bir şekilde düşer. Bu nedenle gerilim, başlangıç akımında gerekli azalmayı sağlayacak kadar azaltılır. Motor çalışır duruma geldiği zaman anahtar, beslemeyi doğrudan motora bağlayan konuma getirilir. Yıldız üçgen yol verme yönteminde ise stator faz sargısına olan bağlantılar yıldız bağlantılıdır. Yıldız bağlantıda normal gerilim %58 oranında düşerek 220 V olur. Motor çalıştıktan sonra ise sargılar üçgen bağlantıya dönüştürülür. Bu yöntem oto transformatör yönteminden daha az maliyetlidir.

Kayıp Hesaplama

Bir asenkron motorda aşağıdaki kayıplar söz konusudur:

►Stator ve rotorda nüve kayıpları
►Stator ve rotor bakır kayıpları
►Sürtünme ve hava sürtünme kayıpları

►İlginizi Çekebilir: Asenkron Motorlar | 1.Bölüm

Nüve kaybı, ana ve kaçak akılardan kaynaklanmaktadır. Gerilim sabit kabul edildiğinden çekirdek kaybı da sabit olarak tahmin edilebilir. Doğru akımla stator direnci ölçülebilir. Histeresiz ve fuko (eddy) akım kayıpları iletkenlerdeki direnci artırır. Dolayısıyla etkin dirence ulaşmak için ölçülen direncin 1.2 katı alınır.

Rotor bakır kaybı, stator bakır kaybını toplam ölçülen kayıptan çıkartarak veya I²R yöntemiyle bulunur. Yükten bağımsız olarak sürtünme ve hava sürtünme kaybı sabit olarak kabul edilebilir.

Verim = Rotor çıkışı / stator girişi
Çıktı = Giriş - Kayıplar

Kayıp Hesaplama Örneği

3 fazlı, 440 V, 50 Hz, 6 kutuplu bir asenkron motor sabit yük durumunda dakikada 960 turda 50 kW enerji harcıyor. Stator kaybını 1 kW, sürtünmelerin kaybını 1.5 kW alalım.

Bu bilgilerle motorun yüzde kaymasını, rotor bakır kaybını, rotor çıkışını ve motorun verimini bulalım.

Yüzde kayma:

Motorun senkron hızı = (50 x 120) / 6 = 6000/6 = 1000 rpm
Kayma = (Senkron hız - Gerçek hız) = 1000 - 960 = 40 rpm
Yüzde kayma = [(40/1000) × 100] =% 4 = 0.04