ASENKRON MOTOR - tbmyoelektrik.klu.edu.trtbmyoelektrik.klu.edu.tr/dosyalar/birimler/tbmyoelektrik/dosyalar/... · 6 ASENKRON MOTOR PARAMETRELERİNİNHESAPLANMASI BoşÇalışmaDeneyi

ASENKRON MOTOR

PARAMETRELERİNİN

HESAPLANMASI

1

2

ASENKRON MOTOR PARAMETRELERİNİN HESAPLANMASI

DC Deney

Asenkron Motor Parametrelerinin Hesaplanması

• Asenkron motorların eşdeğer devrelerinde bulunana eşdeğer parametrelerin bulunabilmesi

için bazı deneyler yapılmalıdır.

• Bunun için asenkron motorun DC, Boşta Çalışma ve Kilitli Rotor Deneyleri yapılır.

DC Deney

Deneyin Yapılışı

Öncelikle motor tam yükünde anma sıcaklığına ulaşıncaya kadar çalıştırılır.

Daha sonra sargı uçlarından herhangi ikisine yıldız veya üçgen bağlı olma durumu göz

önünde bulundurularak ayarlı DC kaynaktan gerilim uygulanır.

Sargılardan geçen akım anma değerine ulaştığında uygulanan gerilim ve akım değeri

kaydedilerek sargıların bağlantı durumuna göre bir faz direnç değeri hesaplanır.

AC direnç değeri bulunan DC direnç değerinin 1,2-1,5 katı kadardır.

ELP-13204 Elektrik Makineleri II Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

Asenkron Motorun Yıldız ve Üçgen Bağlı Durumuna Göre Deney Bağlantı

Şekilleri

Üçgen bağlantı için DC faz direnci

𝑹𝑻 =𝑼𝑫𝑪

𝑰𝑫𝑪=

𝑹𝑺𝑫𝑪.𝟐𝑹𝑺𝑫𝑪

𝑹𝑺𝑫𝑪+𝟐𝑹𝑺𝑫𝑪=

𝟐

𝟑𝑹𝑺𝑫𝑪 𝑹𝑺𝑫𝑪 =

𝟑

𝟐𝑹𝑻

Yıldız bağlantı için DC faz direnci

𝑹𝑻 =𝑼𝑫𝑪

𝑰𝑫𝑪= 𝑹𝑺𝑫𝑪 + 𝑹𝑺𝑫𝑪 = 𝟐𝑹𝑺𝑫𝑪 𝑹𝑺𝑫𝑪 =

𝑹𝑻

𝟐

3

DC

Kaynak

RS

RS RSRS RS

RS

V

A

DC

KaynakV

A


DC Deney


Boş Çalışma Deneyi

Deneyin yapılışı

Asenkron motor anma gerilim değerinde yüksüz olarak çalıştırılır.

Motor çalışırken şebekeden çekilen faz akımı, faz gerilimi ile şebekeden çekilen toplam güç

wattmetre ile ölçülür.

Şebekeden çekilen toplam güç; rotor bakır kayıpları çok küçük olup ihmal edileceğinden

stator bakır kayıpları, demir kayıpları ve mekanik kayıpların (sürtünme ve rüzgar)

toplamını verir.

𝑷𝒃 = 𝑷𝒔𝒄𝒖𝟎 + 𝑷𝒇𝒆 + 𝑷𝑭&𝑾

Asenkron motorun boş çalışma deneyi ile demir kayıpları direnci(Rc) ve manyetik devre

reaktansı(Xm) hesaplanabilir.

4




Asenkron motorlar, stator – rotor arasındaki hava boşluğu relüktansı (manyetik direnç)

büyük olduğundan boşta çalışırlarken yüksek akım çekerler.

5

A

V

M

cos

R S T N

W

3

Oto Trafosu




ASM Boş Çalışma Deney Bağlantı Şeması ve Boşta Çalışma Eşdeğer Devresi

Rs Xs

Rc

Ub

Im

Es =Er'Xm

Ic

Ib Ir'

Iu

Rr'/s

Xr'

• Asenkron motorun boş çalışmadaki

Stator bakır kayıpları 𝑷𝒔𝒄𝒖 = 𝟑. 𝑰𝒃𝟐. 𝑹𝒔

Boştaki giriş gücünden (𝑷𝒃 = 𝟑. 𝑰𝒃𝟐. 𝑹𝒃) stator bakır kayıpları çıkarılırsa toplam mekanik ve

demir kayıpları elde edilir.

Mekanik ve Demir Kayıpları 𝑷𝒇𝒘𝒇𝒆 = 𝑷𝒃 − 𝑷𝒔𝒄𝒖

• Asenkron motor bir faz parametreleri,

Boş Çalışma Direnci (Rb) 𝑹𝒃 =𝑷𝒃

𝟑𝑰𝒃𝟐

Boş Çalışma Empedansı (Zb) 𝒁𝒃 =𝑼𝒃

𝟑.𝑰𝒃= 𝑹𝒃 + 𝒋(𝑿𝒃 + 𝑿𝒎)

Boş Çalışma Reaktansı (Xb) 𝑿𝒃 = 𝒁𝒃𝟐 − 𝑹𝒃

𝟐 = 𝑿𝒔 + 𝑿𝒎

6




7

Kısa Devre (Kilitli Rotor) Deneyi

Deneyin Yapılışı:

Asenkron motor sargıları anma sıcaklığına erişine kadar çalıştırıldıktan sonra motorun rotoru

özel bir mekanizma ile sabitleştirilerek dönmemesi sağlanır.

Devreye üç fazlı ayarlı bir gerilim uygulanır ve devreden geçen akım anma değerine

gelinceye kadar gerilim artırılır. Bu durumda şebekeden çekilen güç motorun stator ve rotor

bakır kayıpları ile nüve kayıplarının toplamını verir.

Herhangi bir dönme hareketi olmadığından sürtünme ve mekanik kayıplar söz konusu

değildir.

Asenkron motorun kilitli rotor deneyi ile rotor faz direnci (Rr) ile rotor kaçak reaktansı (Xr)

elde edilir. Manyetik devreden geçen akım çok küçük olduğundan nüve kayıpları ihmal

edilirse kaynaktan çekilen güç; stator ve rotor bakır kayıplarının toplamını verir.

𝑷𝒌 = 𝑷𝒔𝒄𝒖 + 𝑷𝒓𝒄𝒖 (Demir kayıpları ihmal)


Kısa Devre Deneyi


Kısa devre deneyinde rotor durduğu için kayma 𝒔 = 𝟏 olur. Bu durumda yük direnci 𝑹𝒚 = 𝟎

olur ve eşdeğer devre aşağıdaki gibi sadeleştirilerek çizilebilir.

8

A

V

M

cos

R S T N

W

3

Oto Trafosu

Pk

Ik

UkFren

Mekanizması


Kısa Devre Deneyi


ASM Kısa Devre Deney Bağlantı Şeması ve Kısa Çalışma Eşdeğer Devresi

Rs Xs

Uk

Ik

R2/s

Xr'

Asenkron motorun kısa devre deneyi bir faz eşdeğer devresi

Rs Xs R2

s=1Uk

Ik

Ry=R2(1-s)/sRy=0

Xr'

9


Kısa Devre Deneyi


Asenkron motorun kilitli rotor deneyi bir faz eşdeğer devresi

Re Xe

Uk

Ik

Kısa devre kayıp gücü 𝑷𝒌 = 𝑷𝒔𝒄𝒖 + 𝑷𝒓𝒄𝒖𝑷𝒌 = 𝑰𝒔

𝟐. 𝑹𝒍𝒓 = 𝑰𝒔𝟐(𝑹𝒔 + 𝑹𝒓)

Kısa devre eşdeğer direnci 𝑹𝒆 =𝑷𝒌

𝟑𝑰𝒌𝟐

Kısa devre eşdeğer empedansı 𝒁𝒆 =𝑼𝒌

𝑰𝒌

𝒁𝒆 = 𝑹𝒆 + 𝒋𝑿𝒆

Kısa devre eşdeğer reaktansı 𝑿𝒆 = 𝑿𝒔 + 𝑿𝒓′

Rotor devresi direnci 𝑹𝒆 = 𝑹𝒔 + 𝑹𝒓′

𝑹𝒓′ = 𝑹𝒆 − 𝑹𝒔

Kısa devre güç katsayısı 𝒄𝒐𝒔𝝋𝒌 =𝑷𝒌

𝟑.𝑼𝒌𝑰𝒌

10

Asenkron motorun kilitli rotor

deneyi bir faz eşdeğer devresi

Re Xe

Uk

Ik


Kısa Devre Deneyi


11

Rs Xs

Rc

Uf

Im

Es =Er'Xm

Ic

Is Ir'

Iu

Rr'/s

Xr'

Kısa Devre Deneyi

• Rotor faz direnci (Rr) ve rotor kaçak reaktansı (Xr) elde edilir.

• Çekilen güç (Pk), stator bakır kayıpları (Pscu), rotor bakır kayıpları (Prcu) ve demir kayıpları

(Pfe) toplamıdır. Dönme olmadığından sürtünme ve rüzgar kayıpları (PF&W) meydana gelmez.

Manyetik devre akım küçük olduğundan demir kayıpları ihmal edilir.

𝑷𝒌 = 𝑷𝒔𝒄𝒖 + 𝑷𝒓𝒄𝒖

Asenkron Motor Eşdeğer

Parametrelerinin Hesaplanması

DC Deney

• Stator etkin faz direnci (Rs) nin bulunması için yapılır.

• Yıldız ve üçgen bağlantıda gerçekleştirilir.


• Demir kayıpları direnci (Rc), Stator Kaçak Reaktansı

(Xs) ve Manyetik devre Reaktansı (Xm) ‘nı bulmak için

yapılır.

• Çekilen boş çalışma gücü (Po), rotor bakır kayıpları çok

küçük olduğundan ihmal edilirse, demir kayıpları

(Pfe),stator bakır kayıpları (Pscu) ve sürtünme ve rüzgar

kayıplarının toplamıdır.

𝑷𝒃 = 𝑷𝒇𝒆 + 𝑷𝒔𝒄𝒖𝟎 + 𝑷𝑭&𝑾



12

Verilenler

Pk=380W

Ik=18A

Uk=127V

Rs=0,8Ω

Re Xe

Uk

Ik

Asenkron motor kısa devre deneyi bir faz

eşdeğer devresi

Örnek1: Üç fazlı asenkron motorun kısa devre deneyinde faz başına gücü wattmetreden

380W, kısa devre akımı 18A, kısa devre gerilimi 127V ve yapılan DC deneyinde stator etkin faz direnci

0,8Ω olarak elde ediliyor. Yıldız bağlı olan bu motorun kısa devre eşdeğer empedansını, direncini,

statora aktarılmış rotor direncini ve statora aktarılmış rotor kaçak reaktansını bulunuz.

Stator etkin faz direnci AC direncidir.

𝑹𝒔𝑨𝑪 = 𝑹𝒔 = 𝟎, 𝟖𝛀

Bir faz kısa devre gerilimi 𝑼𝒌 =𝟏𝟐𝟕

𝟑= 𝟕𝟑, 𝟑𝟐𝟑𝑽

(Yıldız bağlantı)

Eşdeğer empedansı 𝒁𝒆 =𝑼𝒌

𝑰𝒌=

𝟕𝟑,𝟑𝟐𝟑

𝟏𝟖= 𝟒, 𝟎𝟕𝟒𝛀

Eşdeğer direnci 𝑹𝒆 =𝑷𝒌

𝑰𝒌𝟐 =

𝟑𝟖𝟎

𝟏𝟖𝟐= 𝟏, 𝟏𝟕𝟑𝛀

ASENKRON MOTOR PARAMETRELERİNİN HESAPLANMASI – Örnek1


Stator etkin faz direnci AC direncidir.

𝑹𝒔𝑨𝑪 = 𝑹𝒔 = 𝟎, 𝟖𝛀

Statora aktarılmış rotor direnci

𝑹𝒓′ = 𝑹𝒆 − 𝑹𝒔 = 𝟏, 𝟏𝟕𝟑 − 𝟎, 𝟖 = 𝟎, 𝟑𝟕𝟑𝜴

Statora aktarılmış rotor kaçak reaktansı

𝑿𝒆 = 𝒁𝒆𝟐 − 𝑹𝒆

𝟐 = 𝟒, 𝟎𝟕𝟒𝟐 − 𝟏, 𝟏𝟕𝟑𝟐 ⟹ 𝑿𝒆 = 𝟑, 𝟗𝟎𝟏𝛀

Stator ve rotor kaçak reaktansı

𝑿𝒔 = 𝑿𝒓′ =

𝑿𝒆

𝟐=

𝟑,𝟗𝟎𝟏

𝟐= 𝟏, 𝟗𝟓𝟏𝛀

13

Rs Xs R2

s=1Uk

Ik

Ry=R2(1-s)/sRy=0

Xr'



Örnek2: 380V, 50Hz, 4 kutuplu yıldız bağlı üç fazlı asenkron motorun anma rotor hızı

1465d/d’ dır. Stator sargı uçlarından ölçülen DC direnç değeri RDC=2,4Ω, rüzgar ve sürtünme

kayıpları PF&W=42W’tır. Boş çalışma ve kilitli rotor deneylerine ait deney şeması ve deneyden alınan

değerler aşağıdaki verilmiştir. Bu motora ait bir faz eşdeğer parametrelerini bulunuz. (Boş çalışmada

stator bakır kayıplarını ihmal ediniz.)

Boş çalışma

deneyi

Kilitli Rotor

Deneyi

Giriş Gücü(Pin) 570W 129,6W

Hat akımı(Ih) 1,96A 3,84A

Hat Gerilimi(Uh) 380V 33,76V

14



15

DC Deney

Stator faz direnci 𝑹𝒔𝑫𝑪 =𝟐,𝟒

𝟐= 𝟏, 𝟐𝛀

Stator etkin faz direnci 𝑹𝒔𝑨𝑪 = 𝟏, 𝟑. 𝑹𝒔𝑫𝑪 = 𝟏, 𝟓𝟔𝛀


Faz başına güç 𝑷𝒃 =𝟓𝟕𝟎

𝟑= 𝟏𝟗𝟎𝑾

Faz başına sürt. ve rüz. kaybı 𝑷𝑭&𝑾 =𝟒𝟐

𝟑= 𝟏𝟒𝑾

Demir kayıpları 𝑷𝒇𝒆 = 𝑷𝒃 − 𝑷𝑭&𝑾 = 𝟏𝟗𝟎 − 𝟏𝟒 = 𝟏𝟕𝟔𝑾

Faz gerilimi 𝑼𝒃 =𝟑𝟖𝟎

𝟑= 𝟐𝟐𝟎𝑽 (Yıldız bağlantı)

Verilenler

Yıldız Bağlantılı

U=380V

f=50Hz

2P=4

nr=1465d/d

RDC=2,4

PF&W=42W



Faz akımı 𝑰𝒃 = 𝟏, 𝟗𝟔𝑨

Demir (Nüve) kayıpları direnci 𝑹𝒄 =𝑼𝒃𝟐

𝑷𝒇𝒆=

𝟐𝟐𝟎𝟐

𝟏𝟕𝟔= 𝟐𝟕𝟓𝛀

Faz başına görünür güç 𝑺𝒃 = 𝑼𝒃. 𝑰𝒃 = 𝟐𝟐𝟎. 𝟏, 𝟗𝟔 = 𝟒𝟑𝟏, 𝟐𝑽𝑨

Güç katsayısı 𝒄𝒐𝒔𝝋𝒃 =𝑷𝒃

𝑺𝒃=

𝟏𝟗𝟎

𝟒𝟑𝟏,𝟐= 𝟎, 𝟒𝟒𝟏 geri güç katsayısı

𝝋𝒃 = 𝟔𝟑, 𝟖𝟑𝟐°

Mıknatıslama akımı 𝑰𝒎 = 𝑰𝒃. 𝐬𝐢𝐧𝝋𝒃

𝑰𝒎 = 𝟏, 𝟗𝟔. 𝟎, 𝟖𝟗𝟔 = 𝟏, 𝟕𝟓𝟔𝑨

Manyetik devre reaktansı 𝑿𝒎 =𝑼𝒃

𝑰𝒎=

𝟐𝟐𝟎

𝟏,𝟕𝟓𝟔= 𝟏𝟐𝟓, 𝟐𝟖𝟓𝛀

16



Rs Xs

Rc

Ub

Im

Es =Er'Xm

Ic

Ib Ir'

Iu

Rr'/s

Xr'

Kısa Devre (Kilitli Rotor) Deneyi

Bir faz kısa devre gerilimi 𝑼𝒌 =𝟑𝟑,𝟕𝟔

𝟑= 𝟏𝟗, 𝟒𝟗𝟏𝑽 (Yıldız bağlantı)

Faz başına güç 𝑷𝒌 =𝟏𝟐𝟗,𝟔

𝟑= 𝟒𝟑, 𝟐𝑾

Kilitli rotor faz akımı 𝑰𝒌 = 𝟑, 𝟖𝟒𝑨


𝑰𝒌=

𝟏𝟗,𝟒𝟗𝟏

𝟑,𝟖𝟒= 𝟓, 𝟎𝟕𝟔𝛀


𝑰𝒌𝟐 =

𝟒𝟑,𝟐

𝟑,𝟖𝟒𝟐= 𝟐, 𝟗𝟑𝛀

Stator etkin faz direnci AC direncidir. 𝑹𝒔𝑨𝑪 = 𝑹𝒔 = 𝟏, 𝟓𝟔𝛀

Statora aktarılmış rotor direnci 𝑹𝒓′ = 𝑹𝒆 − 𝑹𝒔 = 𝟐, 𝟗𝟑 − 𝟏, 𝟓𝟔 = 𝟏, 𝟐𝟕𝛀

Statora aktarılmış rotor kaçak reaktansı 𝑿𝒆 = 𝒁𝒆𝟐 − 𝑹𝒆

𝟐 = 𝟓, 𝟎𝟕𝟔𝟐 − 𝟐, 𝟗𝟑𝟐

𝑿𝒆 = 𝟒, 𝟏𝟒𝟓𝛀

Stator ve rotor kaçak reaktansı 𝑿𝒔 = 𝑿𝒓′ =

𝑿𝒆

𝟐=

𝟒,𝟏𝟒𝟓

𝟐= 𝟐, 𝟎𝟕𝟑𝛀

17

Re Xe

Uk

Ik



18

Örnek3: Üç fazlı 5HP, 50Hz, 380V, 8 kutuplu asenkron motorun boş çalışma, tam yük ve kısa

devre deneylerinden elde edilen sonuçlar aşağıdaki gibidir.

Boş çalışma deneyi: Uo=115V Po=300W Io=10A

Yüklü çalışma deneyi: U=115V P=4710W I=27,3A nr=810d/d

Kilitli rotor deneyi: Uk=26V Pk=570W Ik=32A

Yıldız bağlı olan motorun DC deneyinde iki sargı ucundan elde edilen stator direnci 0,128Ω’dur.

Stator etkin faz direncini, stator boştaki bakır kaybını, stator demir ile sürtünme ve rüzgar

kayıplarını, stator tam yük bakır kayıplarını, tam yükte toplam kayıplarını ve motor verimini bulunuz.

DC Deney

• Stator etkin faz direnci DC deneyde elde edilen faz direncinin 1,2 ile 1,5 katıdır.

• Yıldız bağlı devrede faz direnci elde edilen direncin yarısıdır. Daha sonra elde edilen faz direnci 1,3

ile çarpılarak stator etkin faz direnci hesaplanır.

Stator faz direnci 𝑹𝒔𝑫𝑪 =𝟎,𝟏𝟐𝟖

𝟐= 𝟎, 𝟎𝟔𝟒𝛀

Stator etkin faz direnci 𝑹𝒔𝑨𝑪 = 𝟏, 𝟑. 𝑹𝒔𝑫𝑪 = 𝟏, 𝟑. 𝟎, 𝟎𝟔𝟒 = 𝟎, 𝟎𝟖𝟑𝛀



Boş çalışma deneyi

Boş çalışma bakır kayıpları 𝑷𝟎𝒄𝒖 = 𝟑. 𝑰𝟎𝟐. 𝑹𝒔 = 𝟑. 𝟏𝟎𝟐. 𝟎, 𝟎𝟖𝟑 = 𝟐𝟒, 𝟗𝑾

Motor yüksüz (boşta) çalışırken çekilen güç, stator bakır kayıpları, demir kayıpları ile

sürtünme-rüzgar kayıplarının toplamını verir.

𝑷𝒐 = 𝑷𝒃𝒔𝒄𝒖 + 𝑷𝒇𝒆 + 𝑷𝑭&𝑾 = 𝟑𝟎𝟎𝑾

Demir kayıpları ile sürtünme-rüzgar kayıplarının toplamı, boş çalışma gücünden boş

çalışma stator bakır kayıplarının çıkartılması ile elde edilir.

𝑷𝒇𝒆 + 𝑷𝑭&𝑾 = 𝑷𝒐 − 𝑷𝒃𝒔𝒖 = 𝟑𝟎𝟎 − 𝟐𝟒, 𝟗 = 𝟐𝟕𝟓, 𝟏𝑾

19



Kilitli rotor deneyi

Yıldız bağlı olan motorun bir faz kısa devre gerilimi

𝑼𝒌 =𝟐𝟔

𝟑= 𝟏𝟓, 𝟎𝟏𝟏𝑽

Eşdeğer empedansı

𝒁𝒆 =𝑼𝒌

𝑰𝒌=

𝟏𝟓,𝟎𝟏𝟏

𝟑𝟐= 𝟎, 𝟒𝟔𝟗𝜴

Kilitli rotor deneyinde elde edilen güç toplam 3 faz kısa devre gücüdür. Bir faz kısa devre

gücü toplam gücün üçe bölünmesi ile elde edilir.

𝑩𝒊𝒓 𝒇𝒂𝒛 𝒌ı𝒔𝒂 𝒅𝒆𝒗𝒓𝒆 𝒈ü𝒄ü =𝟓𝟕𝟎

𝟑= 𝟏𝟗𝟎𝑾


𝑰𝒌𝟐 =

𝟏𝟗𝟎

𝟑𝟐𝟐= 𝟎, 𝟏𝟖𝟔𝛀

20

Re Xe

Uk

Ik



Yüklü çalışma

Yük altında çalışan motorun toplam stator ve rotor kayıpları

𝑷𝒄𝒖 = 𝟑. 𝑰𝒔𝟐. 𝑹𝒆 = 𝟑. 𝟐𝟕, 𝟑𝟐. 𝟎, 𝟏𝟖𝟔 = 𝟒𝟏𝟓, 𝟖𝟕𝟐𝑾

Motorun toplam kayıpları 𝑷𝑻𝑲 = 𝑷𝟎 + 𝑷𝒄𝒖 = 𝟑𝟎𝟎 + 𝟒𝟏𝟓, 𝟖𝟕𝟐 = 𝟕𝟏𝟓, 𝟖𝟕𝟐𝑾

• Yüklü çalışmada motorun şebeken çektiği güç motora verilen güçtür.

𝑷𝑽 = 𝟒𝟕𝟏𝟎𝑾

Motordan alınan güç (kW)

𝑷𝑨 = 𝑷𝑽 − 𝑷𝑻𝑲 = 𝟒𝟕𝟏𝟎 − 𝟕𝟏𝟓, 𝟖𝟕𝟐 = 𝟑𝟗𝟗𝟒, 𝟏𝟐𝟖𝑾𝑷𝑨(𝒌𝑾) = 𝟑, 𝟗𝟗𝟒𝟏𝟐𝟖𝒌𝑾

Motordan alınan güç (HP)

1HP=746W Elektriksel 1HP=736W (Mekanik)

𝑷𝑨(𝑯𝑷) =𝑷𝑨

𝟕𝟑𝟔=

𝟑𝟗𝟗𝟒,𝟏𝟐𝟖

𝟕𝟑𝟔= 𝟓, 𝟒𝟐𝟕𝑯𝑷

Motor verimi 𝜼 =𝑷𝑨

𝑷𝑽=

𝟑𝟗𝟗𝟒,𝟏𝟐𝟖

𝟒𝟕𝟏𝟎= 𝟎, 𝟖𝟒𝟖𝟎𝟏

Asenkron motor yük altında 𝜼 = %𝟖𝟒, 𝟖𝟎𝟏 verim ile çalışmaktadır 21



Örnek4: Üç fazlı 50HP, 440V, yıldız bağlı 6 kutuplu asenkron motorun boş çalışma, tam

yük ve kısa devre deneylerinden elde edilen sonuçlar aşağıdaki gibidir.

Boş çalışma deneyi: Uo=440V Po=1,16kW Io=16,3A

Yüklü çalışma deneyi: U=440V P=30,5kW I=43,5A

Kilitli rotor deneyi: Uk=52,5V Pk=2,1kW Ik=44,3A

Motorun milinden elde edilen gücü bulunuz.

Boş çalışma deneyi

Motor yüksüz (boşta) çalışırken çekilen güç, stator bakır kayıpları ihmal edilirse (DC deney

yapılmamış), demir kayıpları ile sürtünme-rüzgar kayıplarının toplamını verir.

𝑷𝒐 = 𝑷𝒇𝒆 + 𝑷𝑭&𝑾 = 𝟏, 𝟏𝟔𝒌𝑾 = 𝟏𝟏𝟔𝟎𝑾

22



Kilitli rotor deneyi

Yıldız bağlı olan motorun bir faz kısa devre gerilimi

𝑼𝒌 =𝟓𝟐,𝟓

𝟑= 𝟑𝟎, 𝟑𝟏𝟏𝑽


𝑰𝒌=

𝟑𝟎,𝟑𝟏𝟏

𝟒𝟒,𝟑= 𝟎, 𝟔𝟖𝟒𝜴

Kilitli rotor deneyinde elde edilen güç toplam 3 faz kısa devre gücüdür. Bir faz kısa devre

gücü toplam gücün üçe bölünmesi ile elde edilir.

𝑩𝒊𝒓 𝒇𝒂𝒛 𝒌ı𝒔𝒂 𝒅𝒆𝒗𝒓𝒆 𝒈ü𝒄ü =𝟐𝟏𝟎𝟎

𝟑= 𝟕𝟎𝟎𝑾


𝑰𝒌𝟐 =

𝟕𝟎𝟎

𝟒𝟒,𝟑𝟐= 𝟎, 𝟑𝟓𝟕𝛀

23



Yüklü çalışma

Yük altında çalışan motorun toplam stator ve rotor kayıpları

𝑷𝒄𝒖 = 𝟑. 𝑰𝒔𝟐. 𝑹𝒆 = 𝟑. 𝟒𝟑, 𝟓𝟐. 𝟎, 𝟑𝟓𝟕 = 𝟐𝟎𝟐𝟔, 𝟔𝑾

Motorun toplam kayıpları 𝑷𝑻𝑲 = 𝑷𝟎 + 𝑷𝒄𝒖 = 𝟏𝟏𝟔𝟎 + 𝟐𝟎𝟐𝟔, 𝟔 = 𝟑𝟏𝟖𝟔, 𝟔𝑾

Not: Yüklü çalışmada motorun şebeken çektiği güç motora verilen güçtür.

𝑷𝑽 = 𝟑𝟎𝟓𝟎𝟎𝑾

Motordan alınan güç (kW) 𝑷𝑨 = 𝑷𝑽 + 𝑷𝑻𝑲 = 𝟑𝟎𝟓𝟎𝟎 − 𝟑𝟏𝟖𝟔, 𝟔 = 𝟐𝟕𝟑𝟏𝟑, 𝟑𝑾𝑷𝑨(𝒌𝑾) = 𝟐𝟕, 𝟑𝟏𝟑𝟑𝒌𝑾

Motordan alınan güç (HP) 𝑷𝑨(𝑯𝑷) =𝑷𝑨

𝟕𝟑𝟔=

𝟐𝟕𝟑𝟏𝟑,𝟑

𝟕𝟑𝟔= 𝟑𝟕, 𝟏𝟏𝑯𝑷

1HP=746W Elektriksel 1HP=736W (Mekanik)


𝑷𝑽=

𝟐𝟕𝟑𝟏𝟑,𝟑

𝟑𝟎𝟓𝟎𝟎= 𝟎, 𝟖𝟗𝟓𝟓𝟐

Asenkron motor yük altında 𝜼 = %𝟖𝟗, 𝟓𝟓𝟐 verim ile çalışmaktadır.

24



Örnek5: Üç fazlı yıldız bağlı 380V, 15HP, 50Hz’lik 6 kutuplu 964d/d’lık bir ASM’nin stator

terimlerine göre Rs=0,3Ω, Xs=0,5Ω, R’r=0,15Ω ve X’

r=0,3Ω’dur. Motorun boşta çektiği güç 400W’tır.

Bu motora ait eşdeğer devreyi çizerek %1 kaymada verimi ve tam yük altında kaymayı bulunuz.

(Manyetik devreyi ihmal ediniz)

%1 kaymada verimin elde edilmesi

Motorun 1 faz eşdeğer empedansı

NOT: s=%1 ifadesi formüle 0,01 olarak yazılmalıdır.

𝒁𝒆 = 𝑹𝒔 +𝑹𝒓′

𝒔

𝟐

+ 𝑿𝒔 + 𝑿𝒓′ 𝟐

𝒁𝒆 = 𝟎, 𝟑 +𝟎,𝟏𝟓

𝟎,𝟎𝟏

𝟐+ 𝟎, 𝟓 + 𝟎, 𝟑 𝟐 𝒁𝒆 = 𝟏𝟓, 𝟑𝟐𝟏𝛀

25



Motor faz gerilimi 𝑼𝒇 =𝟑𝟖𝟎

𝟑= 𝟐𝟐𝟎𝑽

Motor faz akımı 𝑰𝒔 =𝑼𝒇

𝒁𝒆=

𝟐𝟐𝟎

𝟏𝟓,𝟑𝟐𝟏= 𝟏𝟒, 𝟑𝟔𝑨

s=%1 kayma için yük direnci 𝑹𝒚 =(𝟏−𝒔)

𝒔𝑹𝒓′ =

(𝟏−𝟎,𝟎𝟏)

𝟎,𝟎𝟏. 𝟎, 𝟏𝟓 = 𝟏𝟒, 𝟖𝟓𝜴

Motor milinden alınan toplam güç 𝑷𝑨 = 𝟑. 𝑰𝒔𝟐. 𝑹𝒚 = 𝟑. 𝟏𝟒, 𝟑𝟔𝟐. 𝟏𝟒, 𝟖𝟓

𝑷𝑨 = 𝟗𝟏𝟖𝟔, 𝟔𝟑𝟖𝑾

Kayıplar

Rotor bakır kayıpları 𝑷𝑟𝑐𝑢 = 𝟑. 𝑰𝒔𝟐. 𝑹𝒓

′ = 𝟑. 𝟏𝟒, 𝟑𝟔𝟐. 𝟏𝟎, 𝟏𝟓𝑷𝒓𝒄𝒖 = 𝟗𝟐, 𝟕𝟗𝟒𝑾

Stator bakır kayıpları 𝑷𝒔𝒄𝒖 = 𝟑. 𝑰𝒔𝟐. 𝑹𝒔 = 𝟑. 𝟏𝟒, 𝟑𝟔𝟐. 𝟎, 𝟑

𝑷𝒔𝒄𝒖 = 𝟏𝟖𝟓, 𝟓𝟖𝟗𝑾

Boş çalışmada çekilen güç 𝑷𝒃 = 𝟒𝟎𝟎𝑾

Toplam kayıplar 𝑷𝑻𝑲 = 𝑷𝒔𝒄𝒖 + 𝑷𝒓𝒄𝒖 + 𝑷𝒃 = 𝟏𝟖𝟓, 𝟓𝟖𝟗 + 𝟗𝟐, 𝟕𝟗𝟒 + 𝟒𝟎𝟎𝑷𝑻𝑲 = 𝟔𝟕𝟖, 𝟑𝟖𝟑𝑾

Motorun şebekeden çektiği toplam güç 𝑷𝑽 = 𝑷𝑨 + 𝑷𝑻𝑲 = 𝟗𝟏𝟖𝟔, 𝟔𝟑𝟖 + 𝟔𝟕𝟖, 𝟑𝟖𝟑𝑷𝑽 = 𝟗𝟖𝟔𝟓, 𝟎𝟐𝟏


𝑷𝑽=

𝟗𝟏𝟖𝟔,𝟔𝟑𝟖

𝟗𝟖𝟔𝟓,𝟎𝟐𝟏= 𝟎, 𝟗𝟑𝟏𝟐𝟑

%𝜼 = %𝟗𝟑, 𝟏𝟐𝟑 ASM tam yükte %93,123 verim ile çalışmaktadır.

Senkron devir 𝒏𝒔 =𝟏𝟐𝟎.𝒇

𝟐𝑷=

𝟏𝟐𝟎.𝟓𝟎

𝟔= 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝒅/𝒅

Tam yük motor kayması 𝒔 =𝒏𝒔−𝒏𝒓

𝒏𝒔=

𝟏𝟎𝟎𝟎−𝟗𝟔𝟒

𝟏𝟎𝟎𝟎= 𝟎, 𝟎𝟑𝟔

%𝒔 = %𝟑, 𝟔 ASM %3,6 kayma ile çalışmaktadır26



Çalışma Soruları

1. Üç fazlı asenkron motorun etiketinde 7,5HP, 380V, 22A, üçgen bağlı, 50Hz ve 1165d/d

yazılıdır.

Stator sargılarının uçları arasındaki 75°C’deki omik direnci 0,6Ω’dur. Boşta 220V’luk 60Hz’lik

üç fazlı şebekeden 10A ve 270W çekiyor. Motorun rotoru kilitli iken 55V’luk gerilim altında 75°C’de

21A ve 800W değerleri elde ediliyor. Asenkron motor eşdeğer parametrelerini bulunuz.

2. 30HP, 440V, 60Hz yıldız bağlı 3 fazlı 4 kutuplu asenkron motorun boş çalışma ve kısa

devre deneylerinden elde edilen değerler aşağı verilmiştir.

Boş çalışma deneyi: Uo=440V Po=1500W Io=9,8A

Kilitli rotor deneyi: Uk=52V Pk=760W Ik=21,4A

Stator sargılarının uçları arasındaki 75°C’deki doğru akımda ölçülen faz direnci 0,28Ω’dur.

Alternatif akımdaki stator etkin faz direnci DA direncinden %40 daha büyüktür.

a) Motorun eşdeğer empedansını, reaktansını ve etkin direncini,

b) Statorun ve rotorun etkin faz dirençlerini ve reaktanslarını hesaplayınız

27




3. 10HP, 230V, 60Hz yıldız bağlı 3 fazlı 6 kutuplu asenkron motorun boş çalışma ve kısa

devre deneylerinden elde edilen değerler aşağı verilmiştir.

Boş çalışma deneyi: Uo=230V Po=410W Io=8,5A

Tam yük deneyi: U=230V P=8350W I=23A nr=1140d/d

Stator sargılarının etkin faz direnci 0,14Ω’dur.

a) Statorun boştaki bakır kaybını

b) Demir ile sürtünme ve rüzgar kayıplarını,

c) Tam yük stator bakır kaybını, hava aralığı gücünü, rotor bakır kaybını,

d) Mekanik gücü,

e) Tam yük motor verimini,

f) Tam yük döndürme ve yük momentini hesaplayınız.

28




4. 500HP, 2200V, 60Hz yıldız bağlı 3 fazlı 12 kutuplu asenkron motorun boş çalışma

deneyinde şebekeden 20A ve 14000W çekiyor.

75°C’deki stator etkin faz direnci 0,4Ω ve rotorun etkin faz direnci statora aktarılmış

şekliyle Rr’=0,4Ω eşdeğer reaktansı da 2Ω’dur. Motor kayması %2 iken,

a) Motorun eşdeğer devresini,

b) Rotor ve stator akımını,

c) Şebekeden çekilen gücü

d) Stator bakır kaybını,

e) Hava aralığı gücünü,

f) Mekanik gücü,

g) Motor verimini,

h) Döndürme ve yük momentini hesaplayınız.

29




Deneysel Çalışma 2

Deney Adı :Üç Fazlı Asenkron Motor Parametrelerinin Hesaplanması

o DC Deney

o Boş Çalışma Deneyi

o Kilitli Rotor Deneyi

30


Deneysel Çalışma

• Motor1 Bilezikli ASM

PA =1kW

nr =1400d/d

Δ/Y 220/380V

5/2,9A

cosφ=0,80

• Motor2 Manyetik Frenli ASM

PA =1,1kW

nr =1415d/d

Δ/Y 220/380V

4,6/2,7A

cosφ=0,80

KAYNAKLAR

• SAÇKAN, A. Hamdi; Elektrik Makineleri III

• ALTUNSAÇLI, Adem; ALACALI, Mahmut; Elektrik Makineleri II

• ÇOLAK, İlhami; Asenkron Motorlar

• BAL, Güngör; Özel Elektrik Motorları

• ÇOLAK, İlhami; Senkron Motorlar

• CHAPMAN, Stephen J.; Electrıc Machinery Fundamentaly 4.Edition

• FITZGERALD, A. E.; KINGSLEY, Charles Jr.; UMANS, Stephen D.; Electric Machinery Sixth

Edition

• PAREKH, Rakesh; AC Induction Motor Fundamentals; Microchip Technology Inc., Microchip

AN887

• Three-phase Asynchronous Motors, Generalities and ABB proposals for the coordination of

protective devices

• www.wikipedia.org

31

http://www.wikipedia.org/

Documents

ASENKRON MOTOR - tbmyoelektrik.klu.edu.trtbmyoelektrik.klu.edu.tr/dosyalar/birimler/tbmyoelektrik/dosyalar/... · 6 ASENKRON MOTOR PARAMETRELERİNİNHESAPLANMASI BoşÇalışmaDeneyi