top of page

Blog Posts

Senkron Motor Çalıştırma Yöntemleri

Makalenin konusu kolay anlaşılır olmadığı için, senkron motorun temelleriyle başlamanızı tavsiye ederim. Senkron motorlarda, temel manyetik alan asenkron motorlardaki gibi armatür akımıyla değil, doğru akım uyarımıyla oluşturulur.


Senkron Motor Çalıştırma Yöntemleri

Relatif olarak büyük hava boşlukları kullanıldığında, düşük hızlı senkron motorlar bile nispeten düşük beygir gücüne sahip olsalar dahi üretilebilir. Hem düşük hızlarda hem de yüksek hızların üst sınırlarında, senkron motorlar eşdeğer beygir gücündeki sincap kafesli endüksiyon motorlarına kıyasla daha küçük boyutlarda olup, daha düşük maliyetle imal edilebilirler.


NEMA tarafından başarıyla sürülebilen herhangi bir yük için senkron motor kullanılabilir. NEMA Tasarım B sincap kafesli motorlar tarafından etkin bir şekilde çalıştırılabilen yükler için de senkron motorlar uygundur. Fakat, senkron motorların özellikle uygun olduğu belirli yük türleri bulunmaktadır.


Senkron motorların doğru kullanımı, yüksek verimlilik, güç faktörü düzeltmesi, azaltılmış bakım ihtiyacı ve yer tasarrufu gibi çeşitli yollarla önemli avantajlar sağlar.


Bir senkron motor, bir çerçeve, bir stator, bir rotor, bir uyarıcı ve bir amortisör sargısı içerir. Bu bileşenler, aşağıdaki Şekil 1'de gösterilmiştir.


Senkron Motor Yapısı ve Ana Bileşenleri

Şekil 1 - Senkron Motor Yapısı ve Ana Bileşenleri

Senkron motorların avantajlarına rağmen, asenkron motorlara kıyasla dış etkilere karşı stabilite sorunları daha fazladır. Sebepleri karmaşık olmakla birlikte, literatür bu konuda kapsamlı açıklamalar sunar.


Senkron Motor Çalıştırma Yöntemleri

Senkron Motor

Burada açıklayacağımız yöntemler, senkron motorların çeşitli uygulamalarda nasıl çalıştırılabileceğini göstermektedir. Ancak, hangi yöntemin kullanılacağı uygulamanın gereksinimlerine ve motorun özelliklerine bağlı olacaktır. Bu nedenle, senkron motorlar için doğru çalıştırma yöntemini seçmek önemlidir ve genellikle mühendislik değerlendirmesi gerektirir.


Uyarılmamış bir rotor, DC kaynağı ile uyarıldığında senkron hıza kadar ivmelenir. Bu noktada, rotor kutupları stator kutupları ile kilitlenir ve her ikisi de senkronize olarak çalışır. Senkron hız, NS = 120 f / P formülü ile hesaplanır.

Rotor ile stator arasındaki ilişki kesinlikle sabit değildir. Yük arttıkça, rotor fazla belirli bir açıda geri kalma eğilimindedir. Motorun hızı sabit kalır ve motor, maksimum yük açısına ulaşıncaya kadar çalışmaya devam eder.


Senkron rotorları başlatmak için yaygın olarak kullanılan yöntemlerden bazıları aşağıda açıklanmaktadır.


İçerik Tablosu:



1. Değişken Frekanslı Sürücü (VFD) ile Motorun Çalıştırılması

Değişken frekanslı sürücüler (VFD), motorların hızını kontrol etmek için kullanılan elektronik cihazlardır. Senktron motorlar, yani senkron motorlar, belirli bir hızda dönmek üzere tasarlanmışlardır ve VFD'ler, bu tür motorların hızını değiştirmek için ideal bir çözümdür.


Eğer senkron motorun statöründeki dönen manyetik alan yeterli derecede düşük bir hızla dönerse, rotor zorlanmadan hızlanabilir ve statörün manyetik alanı ile senkronize olabilir. Ardından, besleme frekansı "f" tipik olarak 50/60 Hz değerine ulaşıncaya kadar yavaş yavaş artırılır; bu aşamada, statörün manyetik alanı nominal çalışma hızına çıkarılabilir.


Modern katı hal değişken frekans sürücü paketlerinin geliştirilmesi ile artık senkron motorlara bağlı kaynakların frekansını bir hertz'in küçük bir kısmından tipik nominal frekansa kadar sürekli olarak ayarlamak mümkün hale gelmiştir.


Eğer bir motor kontrol devresi, değişken frekanslı bir tahrik ünitesi içeriyorsa, senkron motorun bu ünite ile çalıştırılması başlangıçta frekansı çok düşük bir değere ayarlayarak başlar ve daha sonra motorun normal çalışması için gerekli olan çalışma frekansına yükselir.


Tipik olarak, bir senkron motorun içerisinde üretilen voltaj, yani sayaç EMF'si, motor nominal hızın altında çalıştırıldığında normalden daha düşük olur. Bu yüzden, stator akımını nominal değerlerde tutabilmek için, motora uygulanan terminal voltajı frekansla orantılı olarak düşürülmelidir.


Herhangi bir değişken frekanslı güç kaynağının voltajının tipik olarak çıkış frekansıyla kabaca doğrusal olarak değiştiğini belirtmekte fayda var.

Senkron motorların bir VFD ile çalıştırılması, motor hızının kontrolünü sağlar, enerji verimliliğini artırır ve çeşitli endüstriyel uygulamalarda esneklik kazandırır. Ancak, doğru kurulum ve uygun parametre ayarları yapılmazsa, bu sistemlerin performansı ve güvenilirliği olumsuz etkilenebilir. Bu yüzden, doğru kurulum ve yapılandırmanın, bir elektrik mühendisi veya teknisyen gözetiminde gerçekleştirilmesi önemlidir.



2. Motorun Harici Bir Motorla Çalıştırılması

Senkron motorlar, belirli bir hızda çalışacak şekilde tasarlanmıştır ve dış bir motor kullanılarak doğrudan çalıştırılmaları mümkün değildir. Ancak, senkron motorun dönüş hızını değiştirmek veya kontrol etmek isterseniz, bu iş için özel olarak tasarlanmış cihazlar mevcuttur.


Bu yöntem, bir pony motorunun harici bir marş motoru olarak monte edilmesini ve bu motorun senkron makineyi nominal hızına çıkarmak için kullanılmasını kapsar. Ancak bu süreç tam olarak başarılı olmayabilir, zira senkronizasyon işlemi, senkron makinenin besleme sistemine bağlandığı ana şalterin kapandığı anı tam olarak belirleyemeyebilir.


Pony motor, makinenin şaftından daha sonra çıkarılabilir ya da senkron makinenin çıkışı, bir jeneratör olarak güç kaynağı sistemine senkronize edildikten veya paralelleştirildikten sonra, pony motoruna giden güç kesilebilir.


Pony motoru durdurulduğunda, makinenin mili yavaşlamaya başlar ve rotordaki manyetik alanın hızı kısa bir süreliğine geride kalır; ancak senkron makine, bir motor gibi çalışmaya devam eder. Motor olarak faaliyete geçtikten sonra, senkron motor da diğer motorlar gibi normal bir şekilde yük altına alınabilir.


Senkron motorlar, harici bir motor kullanılarak doğrudan çalıştırılamaz; ancak, belirtilen yöntemlerle bu motorların hızını kontrol etmek ya da ayarlamak mümkündür. Bu sistemlerin kurulumu ve yönetimi genellikle uzmanlık bilgisi gerektirdiğinden, bir elektrik mühendisi veya teknisyenin gözetiminde yapılmalıdır.



3. Damper (Amortisör) Sargısı Kullanılarak Motorun Çalıştırılması

Amortisör sargıları, aynı zamanda damper sargıları olarak da adlandırılır ve senkron motorların rotor kutuplarına yerleştirilmiş ikincil sargılardır. Bu sargılar, uç halkaları veya iletken çubuklarla kısa devre edilmiş iletken çubuklardan veya halkalardan meydana gelir ve normal işletme esnasında dış bir güç kaynağına bağlı değildirler.


Damper sargıları, genellikle senkron motorların çalıştırılmasına yardımcı olmak ve işletme esnasında daha fazla stabilite sağlamak amacıyla kullanılır. Bu sargılar, senkron motorun rotor kutupları içerisine yerleştirilmiş iletken çubuklar veya halkalardan meydana gelir ve sıklıkla uç halkalar ya da iletken çubuklar vasıtasıyla kısa devreye uğratılır.


Motor ilk enerjiyi aldığında, stator dönebilen bir manyetik alan meydana getirir. Bu durum, damper sargılarında akım indükleyerek ikincil bir manyetik alanın oluşmasına neden olur. Statorun dönen alanı ile damper sargılarında indüklenen manyetik alan arasındaki etkileşim, motorun senkron hıza erişmesine yardımcı olan torku üretir.


İşlemin Başlatılması:

  • Başlangıç koşullarında, senkron motor dururken rotor ve stator sabit kalır. Stator sargısı ve rotor tarafından oluşturulan manyetik alan arasında herhangi bir göreceli hareket bulunmaz.

  • Motorun çalıştırılması için stator sargıları enerjilendirilir ve bir dönen manyetik alan yaratılır. Bu alan, elektromanyetik indüksiyon ilkesine dayanarak damper sargılarında akım indükler.

  • Damper sargılarında indüklenen akımlar, rotorda ikincil bir manyetik alan oluşturur. Bu ikincil alan, statorun ürettiği döner manyetik alanla etkileşime girer ve böylece rotor üzerinde bir tork oluşmasına neden olur.

  • Dönen stator alanı ve damper sargılarında indüklenen manyetik alanın etkileşimi, rotor üzerinde bir tork oluşturur. Bu tork, rotoru hızlandırır ve senkron hıza ulaşmasını sağlar.

  • Senkronizasyon sürecinde, rotor hız kazandıkça, dönen stator alanı ile rotorun bağıl hızı düşer. Nihayetinde, rotor dönme hızı, statorun oluşturduğu dönen manyetik alanın hızıyla aynı olduğunda senkron hıza erişir.


Avantajları:

  • Damper sargıları, doğrudan hatta çalıştırma yöntemlerine göre daha yumuşak bir başlatma sağlar ve bu da motor ile bağlantılı ekipmanlarda mekanik gerilimi azaltır.

  • Damper sargıları kullanılarak, motorun çalıştırılması esnasında ani akımın kısıtlanması, elektrik sisteminin stabilitesine katkı sağlar.

  • Damper sargıları, motorun başlatılması ve işletilmesi sırasında stabiliteye katkı sağlayarak rotor salınımlarını ve dengesizlik riskini minimize eder.


Sınırlamalar:

  • Damper sargıları başlatma işlemine yardımcı olmakla birlikte, harici endüksiyon motorları veya elektronik başlatma cihazları gibi diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında aynı düzeyde başlatma torku sağlamayabilirler.

  • Özellikle büyük senkron motorlarda, sönümleyici sargıların eklenmesi motor tasarımını daha karmaşık ve maliyetli hale getirir.


Özetle, senkron motorlar, rotorda akım indükleyerek, tork üreterek ve stator tarafından üretilen dönen manyetik alan ile rotorun senkronizasyonuna yardımcı olarak başlatma işlemini kolaylaştırmak için damper sargılarını kullanır. Bu yaklaşım daha düzgün bir başlatma sağlar, ani akımı azaltır ve motor ile elektrik sisteminin stabilitesini artırır.






13 views0 comments

Comments


  • Beyaz LinkedIn Simge
  • Beyaz Facebook Simge
  • Beyaz Heyecan Simge

BU İÇERİĞE EMOJİ İLE TEPKİ VER

bottom of page