8 Senkron makineler · senkron makineler kullanılmaktadır. 8.1 Motorun yapısı Senkron makineler tek sargılı bir stator ve yine aynı şekilde tek sargıya sahip olan bir rotordan

V 0170 Senkron makineler

71

www.hps-systemtechnik.com

8 Senkron makineler Üç fazlı asenkron makineler hem alternatör, hem de motor olarak kullanılırlar. Senkron makinelerde rotor devir sayısı ile döner alan devir sayısı birbirine eşittir. Diğer bir deyişle birbirleriyle “senkron” çalışırlar. Bu makineler kayma meydana gelmez (s = 0). Alternatör olarak çalışmada döner alan, dönme hareketi yapan bir doğal mıknatıs veya elektro mıknatıs tarafından meydana getirilir. Motor olarak çalışmada sadece tek sarıma bir dönme akımı uygulanır. Asenkron makineler genel olarak motor olarak çalıştırılırken, senkron makineler ise çoğunlukla alternatör olarak kullanım alanlarında yer bulurlar. Elektrik santrallerinde elektrik üretilmesi veya acil besleme ünitelerinde hemen hemen sadece senkron makineler kullanılmaktadır. 8.1 Motorun yapısı Senkron makineler tek sargılı bir stator ve yine aynı şekilde tek sargıya sahip olan bir rotordan meydana gelir. Üstlenecekleri iş ve kullanım alanına göre piyasada farklı imalat formlarında senkron makineler bulunmaktadır. 8.1.1 Harici kutuplu makineler Bu tip makinelerde stator yardımcı kutup olmayan doğru akım makinelerinde olduğu gibi (yardımcı kutupsuz) aynı yapıya sahiptir. Uyartım sargısı kutupların üzerine monte edilmiştir. “Düşük” uyartım gücü stator sargısı üzerinden iletilirken, “Yüksek” döndürme gücü rotorun bilezikleri üzerinden iletilmektedir. Bu durumun dezavantajı; yüksek güçlerde çok büyük boyutta bilezik ve fırçalara ihtiyaç duyulması ve yine bu nedenle bilezik halkalarının izolasyonun çok zor olmasıdır. Bu dezavantajından dolayı harici kutuplu makineler sadece yaklaşık 50 kVA ’e kadar olan güç sahasında kullanılmak üzere imal edilirler. Şekil 8.1.1.1 de harici kutuplu bir makinenin prensip şekli görülmektedir.

N

N

S S

W1

W1

W1

W1

W1 = Uyartım sargısıW2 = Üç faz sargısı

W2

Şekil 8.1.1.1 Harici kutuplu makine prensip şekli 8.1.2 Dahili kutuplu makine Dahili kutuplu makinede üç fazlı sargıları stator üzerinde yer alır ve bu nedenle yapısı bir asenkron makineye benzer. Bu tip makinelerde “düşük” uyartım gücü rotora (kutup çarkı) bilezik halkaları üzerinden iletilir. Bu nedenle dahili kutuplu makineler özellikle yüksek güç ve gerilimler için uygundur (örneğin 21 kV). Dahili kutuplu makineler 2,6 GVA güce kadar imal edilmektedirler. Şekil 8.1.2.1 de dahili kutuplu bir makinenin prensip şekli görülmektedir.

W1 = Uyartım sargısı L1 = sargısı 1 L2 = sargısı 2 L3 = sargısı 3

L2

L1 L3

L3

L2

L1

N

S W1

W1

Şekil 8.1.2.1 Schenkel kutup rotorlu dahili kutuplu makine prensip şekli

72 Senkron makineler

V 0170


İki değişik yapıya sahip dahili kutuplu makine vardır: • Schenkel kutuplu makineler

Schenkel kutuplu makinelerde (bkz. Şekil 8.1.2.1) rotor, kutup nüvesi ve kutup pabucundan radyal olarak düzenlenerek oluşturulmuş, schenkel kutuplu bir kutup çarkıdır. Uyartım sargısı kutup kolu üzerine monte edilmiştir. Bu makine özellikle düşük devir sayıları için uygundur (örneğin su türbinleri). Schenkel kutuplu makineler, schenkel kutuplu rotor veya tek kutuplu rotor olarak da adlandırılmaktadır.

• Tam kutuplu makineler Tam kutuplu makinelerde (bkz. Şekil 8.1.2.2) silindirik formlu bir rotor kullanılır. Uyartım sargısı rotorun oyukları içine yerleştirilmiştir. Bu tip makineler özellikle yüksek devir sayıları için çok uygundur (örneğin buhar – veya gaz türbinleri). Tam kutuplu makineler; tam kutuplu rotor, merdane rotor, silindirik rotor,tam kasnaklı rotor olarak da adlandırılmaktadır. Hps tarafından kullanılan senkron makine de (Tip 2711) tam kutuplu bir makinedir.

W1 = Uyartım sargısı L1 = sargısı 1 L2 = sargısı 2 L3 = sargısı 3

L2

L1

L3

L3

L2

L1

W1

Şekil 8.1.2.2 Tam kutup rotorlu dahili kutuplu makine prensip şekli 8.1.3 Amortisman sargıları Bazı senkron makinelerde rotor ilave olarak bir kısa devre kafesi ile (amortisman sargısı) donatılmıştır. Bu sarımın görevi simetrik olmayan yükleme ve yükleme darbelerine karşı ve bu anlarda meydana gelen salınımları sönümlendirici yönde bir etki oluşturmaktır. Amortisman sargısı aşağıda belirtilen fonksiyonları yerine getirir:

• Senkron alternatörlerin paralel olarak bağlanmasında şebeke kararlığının sağlanması.

• Alternatörde ilave kayıpların oluşmasını engellemek amacıyla, ani yük değişimlerinde meydana gelebilecek salınımları yok etmek.

• Senkron makinelere asenkron kalkınma özelliği kazandırmak.

8.2 Senkron alternatörlerin uyartım

türleri Alternatörde enerji üretilebilmesi için, uyartım sargılarına uygulanan doğru akım sayesinde oluşturulan manyetik bir alana ihtiyaç vardır. Kutup çarkı için gerekli olan uyartım gücü makinenin türüne bağlı olarak nominal gücün % 0,25 ... % 5 ’i kadardır. Senkron makinelerde üç değişik uyartım yöntemi vardır, bunlar: • Kendinden uyartım

Alternatör tarafından üretilen enerjinin bir bölümünün uyartım için kullanıldığı yöntemdir.

• Özel (Kendinden) uyartım Uyartım gücü mil üzerine ilave olarak yerleştirilmiş olan küçük bir alternatör üzerinden elde edilir ve daha sonra ana alternatöre verilir. Kendinden uyartım emniyet sebebiyle en fazla tavsiye edilen uyartım metodudur.

• Yabancı uyartım Bu metot da gerekli olan uyartım enerjisi harici bir akım kaynağından elde edilerek sargılara uygulanır.

Alternatörden bir şebekeye gerilim beslemesi yapılıyorsa ve uyartım çok yüksek ise gerilim değeri yükselir. Ancak şebeke geriliminin sabit olması nedeniyle, gerilim değeri yükselemez. Bu durumda endüktif reaktif güç veren ve gerilimi geriden takip eden bir akım meydana gelir. Alternatör şebeke üzerinde bir kondansatör gibi etki yapar. Bu özellik reaktif güç kompensazyonunda da kullanılır. Uyartımın çok zayıf olması şebekeden endüktif reaktif güç çekilmesine neden olur. Bu durumda alternatör endüktif bir yük özelliği gösterir.


73


8.3 Alternatör olarak çalışma Uyartılmış ve kutup çarkı dönme hareketi yapan dahili kutuplu bir makine stator sargılarında sinüs formlu bir gerilim indüklenir. Daha önce boşta çalışma anında uyartılan senkron alternatör bu durumda yüklenirse, indüklenen gerilim değerinde çok büyük bir düşme olur, buradan alternatörün yüklenmesinde uyartım gücünün sürekli olarak uygunlaştırılması gerektiği ortaya çıkar. Bu nedenle de uyartım gücünün kontrol (regüle) edilmesi zorunludur. Şekil 8.3.1 de senkron bir alternatörün boşta çalışma anında yükleme eğrisi görülmektedir. Alternatör tarafından üretilen enerji üç fazlı bir şebekeye beslenecek olursa, bu durumda 8.4 ünitesinde belirtilmiş olan senkronizasyon koşullarının mutlaka yerine getirilmesi gerekir. Üretilen enerji duruma göre direkt olarak kullanıcıya (şebeke sistemine beslemeksizin) verilmesi ada çalışma olarak adlandırılır. Bu tür çalışma sisteminde senkronizasyon koşullarına uyulması zorunlu değildir. Gerilim ve frekans değerinin sabit tutulması ve yüke uygunlaştırılması gerekir. Şekil 8.3.2 Ada çalışma sisteminde senkron bir alternatörün yükleme eğrisini (standart eğri) göstermektedir. Ada çalışma sistemi ve sabit uyartım akımında çıkış gerilimi yükleme türüne bağımlıdır. Sabit bir gerilim elde etmek için uyartımın omik bir yükte düşük, endüktif yüklemede kuvvetli ve kapasitif yüklemede ise sadece biraz azaltılması gerekir.

Şekil 8.3.1 Boşta çalışma yükleme eğrisi

Şekil 8.3.2 Ada çalışma sisteminde yükleme eğrisi


V 0170


8.4 Alternatör olarak çalışmada senkronizasyon Bir senkron alternatör paralel olarak şebekeye bağlanmak istenirse, daha önceden senkronize edilmesi gerekir. Bunun yanı sıra alternatör ve şebeke arasında aşağıda belirtilen koşullar yerine getirilmelidir: • Eşit gerilim • Eşit frekans • Eşit faz takibi • Eşit faz konumu Bu koşulların tam olarak yerine getirilmemesi durumunda, alternatörü bozabilecek çok yüksek değerde bir dengeleme akımı akar. Koşulların kontrol edilmesi için değişik yöntemler kullanılır. Bu amaçlı basit bir yöntem de şekil 8.4.1 de görülen Dunkel devresidir. Bu devrede şebeke ile senkron makinenin her fazı arasına bir akkor flemanlı lamba bağlanır. Eşit gerilim ve faz konumunda, ancak düşük bir frekans değeri farklılığında lambaların ışık kuvvetinde, frekans değerine ne kadar yaklaşılırsa o kadar azalan ve yavaşlayan bir titreşim meydana gelir. Şayet lambalar sönerse, bu alternatörün şebekeyle senkron olarak çalıştığını gösterir. Bu anda alternatör ile şebekeyi birbirine bağlayan anahtarın kapatılması gerekir. Biraz daha zahmetli olan diğer bir yöntem de senkronoskop ile yapılan kontroldür.

~

Şekil 8.4.1 Dunkel (karanlık) devreli senkronizasyon Hps sitem teknik her iki kontrol yöntemini de deney devresi olarak hizmetinize sunmuştur: Senkronoskop (Tip 2288), Dunkel devresi (Tip 2289). Tablo 8.4.1 de Dunkel devresi için senkronizasyon koşullarına ait tam bir açıklama görülmektedir.

Koşul Kontrol Koşul tamam Koşul tamam değil Yardım

Eşit gerilim Şebeke gerilimi ve makine gerilimi ölçülür

Şebeke ve makinede ölçülen gerilim eşittir.

Şebeke ve makinede ölçülen gerilim eşit değildir.

Uyartım, gerilimler eşitleninceye kadar değiştirilir.

Eşit frekans Dunkel (karanlık) devre Bütün lambalar sönük Bütün lambalar ritmik

olarak yanıyor

Makinenin devir sayısı “ ince ayar” ile yükseltilir veya düşürülerek uygunluk sağlanır.

Eşit faz takibi Dunkel devre

Bütün lambalar düzenli olarak yanıp sönüyor (frekans eşit değil) veya lambalar sönük

Lambalar sırayla yanıyor (yürüyen ışık)

Makinedeki her hangi iki fazın yeri değiştirilir

Eşit faz konumu Dunkel devre Bütün lambalar sönük Bütün lambalar yanıyor

Devir sayısı kısa süreli düşürülür ve daha sonra yine yükseltilir.

Tab 8.4.1 Dunkel devrede senkronizasyon koşulları


75


8.5 Senkron makinenin motor olarak çalıştırılması Sabit bir devir sayısı gereken durumlarda, senkron makine motor olarak çalıştırılır. 8.5.1 Motor olarak çalışma özelliği Senkron makinenin stator sargıları üç fazlı şebekeye bağlanırsa, stator döner alanı derhal döner alan devir sayısına ulaşır. Rotor kendi ataletinden dolayı döner alanı sakin konumdan hemen sonra takip edemez. Uyartım başlatılmış olsa da senkron motor kendiliğinden kalkınamaz. Motorun döner alan devir sayısı yakın değerlerine kadar (senkron devir sayısı) marş edilmesi gerekir, daha sonra kendiliğinden talep edilen devir sayısı değerine yükselir. Diğer bir olanak da daha önce 8.3.1 ünitesinde anlatılan amortisman sargısıdır. Bu sargı sayesinde senkron motor asenkron motor olarak kalkınır ve daha sonra kendiliğinden senkron alana geçer. Hps firması senkron makinesinin (Tip 2711) amortisman sargıları yoktur. Motor olarak çalışma da bu nedenle kalkınma yardımına gerek duyar. Bu yardım sayesinde motor kendi nominal devir sayısı yakınlarına kadar kalkındırılır. Daha sonra döner alan devir sayısında kendiliğinden çalışabilmesi için uyartım başlatılır. Uyartımın bu amaçla ilk önce sıfır değerine ayarlanması gerekir ve daha sonra motor ayrılıncaya kadar yavaşça yükseltilmelidir. Senkron makinelerin yüklenmesiyle ilgili olarak bir ölçü yüklenme açısı ϑ ‘dır (bkz.8.5.1.1).

Döner alan ekseni

N

S

Rotor ekseni

Yükleme açısı ϑ

Senkron bir makinede aşırı yüklemeden kaçınılmalıdır. Aksi takdirde bu durumda “makine kopar ve durur; bunun haricinde sakin konumda motor termik olarak da aşırı yüklenir. Bu motorun sadece boşta çalışma ile devrilmem momenti arasında yüklenebilir. Yüklenme durumuna göre rotor, yüklenme açısı kadar statorun döner alanına karşı geri kalır. Yükleme açısı değeri aşılacak olursa devrilme momentine erişilir ve motor durur. 8.5.2 Senkron motorlarda aşırı uyartım Senkron bir motor aşırı olarak uyartılacak olursa, şebekeye endüktif reaktif güç beslemesi yapar, yani motor bir kondansatör gibi etki yaparak, endüktif yükü kompanse eder. Bu sayede güç faktörü cos ϕ iyileştirilmiş olur. Bu sırada motorun yüklü olup olmadığı her hangi bir şekilde rol oynamaz. Senkron motor max. izinli olan stator akımına IL erişilinceye kadar, reaktif güç alabilir. Değişik sabit etkin güç değerleri için uyartım üzerinden bu akım değerleri kaydedilecek olursa, V adı verilen eğriler elde edilir. Şekil 8.5.2.1 de en altta sadece reaktif akım eğrisi görülmektedir, yukarıya doğru gidildikçe etkin akım bölümü daima daha da büyümektedir.

Şekil 8.5.2.1 Senkron bir motorun V- eğrile

Şekil 8.5.1.1 Yükleme açısı ϑ

E

Devrilme siniri

cos = 1ϕ


V 0170


8.5.3 Faz kaydırıcı olarak senkron motor Senkron motorun reaktif gücü uyartım akımı üzerinden kumanda edilir. Uyartım düşük olduğu zaman motor endüktif reaktif güç alırken, yüksek olduğunda kapasitif reaktif güç alır. Senkron motorlar uygulamada reaktif gücü kompanse etmek üzere kullanılırlar. Bu “faz kaydırma çalışma türü“ olarak adlandırılır. 8.5.4 Senkron motorlarda devir sayısı

kumandası Senkron bir motorda devir sayısı sıkı bir şekilde frekans ve sargıların kutup sayısına bağımlıdır. 0 ... 50 Hz arası kademesiz olarak ayarlanabilen bir frekans çevirici kullanılmak suretiyle devir sayısı 0 ’dan maks. değere kadar yükseltilebilir. Senkron motor için frekansı sıfırdan başlayan bir frekans çevirici üzerinden kalkınmasının sağlanması özellikle koruyucudur. Ancak tüm bu zahmete sadece aynı zamanda kademesiz bir devir sayısı kumandası gerekiyorsa değer. 8.6 Makine bağlantıları Şekil 8.6.1 de Senkron bir makinenin yıldız – veya üçgen devre olarak bağlanabilen U1,V1,W1 ve U2,V1,W2 stator sargıları görülmektedir. Uyartım amaçlı F1 ve F2 sargılarının ayrıca bağlantı uçları bulunmaktadır.

0 cm 0 cm

0 cm

0 cm

0 cm

Şekil 8.6.1 Yıldız / Üçgen bağlantı

Senkron makine alternatör olarak kullanılacaksa, bu durumda sadece uyartımın bağlanması gerekir. U2, V2, W2 bağlantı uçlarının yıldız devrede buna rağmen köprülenmelidir. Motor olarak çalışmada U1,V1,W1 bağlantı uçlarının ilaveten L1,L2 ve L3 faz uçlarına bağlanmaları gereklidir. Hps senkron makinesi güç etiketi üzerinde (şekil 8.6.2) çalışma türü ve gerilim bilgisi olarak Y/∆ 400/230 V görülmektedir. Bu motorun sadece yıldız devre bağlantılı olarak 400 V üç fazlı gerilimle çalıştırılacağı veya üçgen devre bağlantılı olarak 230 V altında çalıştırılabileceği anlamına gelmektedir. Hps firmasının motorunda sargılar 230 V ’a göre seçildiği için, üçgen devre bağlantıda 400 V uygulanırsa motor aşırı şekilde ısınır.

Şekil 8.6.2 Güç etiketi (Tip 2711)


77


8.7 Senkron alternatör deneyleri

Deney 1: Senkron bir alternatörün devreye alınması ve boşta çalışma karakteristik eğrisinin çıkarılması

Deneyin amacı: Senkron bir makineyi alternatör olarak çalıştırınız ve boşta çalışma karakteristik eğrisini çıkarınız U0 = f (IE) Gerekli cihazlar: − Senkron makine (Tip 2711) − Frenleme ünitesi (Tip 2719) − Kumanda cihazı (Tip 2730) − Üniversal besleme ünitesi (2740.1) − 2 adet multimetre Deney devresi:

Şekil 8.7.1 Deney devresi: senkron alternatör boşta çalışma karakteristik eğrisi


V 0170


İşlem basamakları: • Ünite 2.1 de belirtilen emniyet

açıklamalarına dikkat ediniz!

• Deney makinesini frenleme ünitesine doğru sürünüz ve makineyi frenleme makinesine kuple ediniz. Açıklama: Adaptör ayaklarını deney ve fren makineleri aynı eksen üzerinde olacak şekilde düzenleyiniz!

• Sabitleme kolunu fren makinesi yönünde çekerek deney makinesini sabitleyiniz.

• Şekil 8.7.1 ‘e göre deney devresini kurunuz.

• Motoru yıldız devre olarak 400 V ’luk şebeke gerilimine bağlayınız.

• Üniversal besleme ünitesindeki uyartım düğmesini sola doğru en son konumuna getiriniz (0 V).

• Kumanda cihazını açınız ve fren makinesini çalıştırınız.

• Üniversal besleme ünitesini açınız.

• Devir yönü göstergesine dikkat ediniz. Motorun sağa dönmesi gerekir. Aksi durumda kumanda cihazı üzerinden devir yönünü çeviriniz.

• Üniversal besleme ünitesini kapatınız.

• Kumanda cihazında aşağıda belirtilen ayarları yapınız: − Çalışma modu anahtarını MANUAL

konumuna getiriniz − Dönme momenti zayıflatıcısının ayarına

dikkat ediniz (2.4 Ünitesine bakınız). − Devir sayısı seçimi anahtarını (1800 dak-1)

konumuna getiriniz. − Gerek değer (sollwert) anahtarı INT/EXT

“intern” konumuna getiriniz.

• Devir sayısını 1500 dak-1 (nominal devir sayısı) konumuna ayarlayınız. Açıklama: Devir sayısı ve dönme momentinin hassas bir şekilde ayarlanması için bu amaçla ilave olarak deney seti üzerine yerleştirilmiş olan uçlardan bir multimetre yardımıyla gerilim değerleri ölçülebilir.


• Uyartı değerini tablo 8.7.1 de verili olan akım değerlerine göre (ölçme sahası: 1 A DC) kademeli olarak yükseltiniz ve her seferinde boşta çalışma gerilimini U0 (ölçme sahası: 1000 V AC) ölçünüz. Devir sayısının bütün deney süresince sabit 1500 dak-1 değerinde olması gerekir. Açıklama: Uyartım akımı IE güç etiketi bilgilerine göre 0,95 A değerini aşmamalıdır.

• Deneyin sonunda önce üniversal besleme ünitesini ve daha sonra kumanda cihazını kapatınız.

• Boşta çalışma eğrisini hazırlanmış olan şekil 8.7.2 diyagramı üzerine çiziniz. U0 için ölçeği kendiniz belirleyiniz.

• karakteristik eğri üzerinden 400 V değerinde uyartım akımı büyüklüğünü tespit ediniz. IE = .......................A


79


Değerlendirme: Soru 1: Şekil 8.7.2 de çıkartılan eğriden hangi bilgiler çıkartılır? Cevap:

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

Soru 2: Bu deneyde senkron alternatör ne şekilde uyartılır? Cevap:

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

IE / IA 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,95

U0 / V

Tablo 8.7.1 Boşta çalışma gerilimi

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Şekil 8.7.2 Senkron alternatörün boşta çalışma eğrisi


V 0170


Deney 2: Senkron bir alternatörün yükleme eğrileri Deneyin amacı: Senkron bir makineyi alternatör olarak çalıştırınız ve yükleme eğrilerini çıkarınız: Deney devresi:

Şekil 8.7.3 Deney devresi: Senkron alternatörün yükleme eğrileri


81


Gerekli cihazlar: − Senkron makine (Tip 2711) − Frenleme ünitesi (Tip 2719) − Kumanda cihazı (Tip 2730) − Üniversal besleme ünitesi (2740.1) − Üniversal direnç (Tip 2750) − 3 adet multimetre (tercihen analog) İşlem basamakları: • Ünite 2.1 de belirtilen emniyet


• Şekil 8.7.3 ye göre deney devresini kurunuz.

• Deney 1 de açıklandığı gibi sistemi devreye alınız. Motor devir yönü sağa doğru olmalıdır.

• Devir sayısını 1500 dak–1, ve uyartım akımını 0,95 A değerine ayarlayınız. Açıklama: − Dönme momenti zayıflatıcısının ayarına

dikkat ediniz (2.4 Ünitesine bakınız). − Uyartım akımı ve devir sayısını kontrol

ediniz. Her iki değerinde bütün deney süresince sabit olarak kalması gerekir.

• Yükleme direnci potansiyometresini R1 sola doğru en son konuma getiriniz (1 kΩ).

• Yükleme direnci değerini değiştirerek tablo 8.4.2 ’de talep edilen IL akım değerlerini ayarlayınız ve her bir durum için alternatör tarafından üretilen UL gerilim değerini ölçünüz.

Açıklama: − IL < 0,3 A durumu için R1 ve R2 üniversal

dirençlerinin seri olarak bağlanmalıdır(bkz. 8.7.3). IL> 0,3 A durumu için sadece R1 yeterlidir; R2 bağlantı uçlarını devre dışı bırakılması gerekir. Bu amaçla sitemi kapatınız ve sadece R1 direncini takınız. R1 potansiyometresini sola doğru son konumuna getiriniz.

− Tablo 8.7.2 de IL için belirtilen başlangıç ve son değerlerin ölçmek suretiyle belirleyiniz.

− Mümkün olduğu kadar ölçümleri herhangi bir gecikme olmadan yapınız. Motor aşırı derecede ısınırsa, bu durumda ölçme sonuçlarında sapmalar meydana gelir, motorun soğutulması gerekir.

• Deneyin sonunda önce üniversal besleme ünitesini ve daha sonra kumanda cihazını kapatınız.

• Hazırlanmış olan şekil 7.4.4 deki diyagrama yükleme karakteristik eğrisini çiziniz. UL için eğrinin ölçeğini kendiniz belirleyiniz

IL / A ............... 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 ..........

UL / V

Yükleme direnci R1+R2 R1+R2 R1 R1 R1 R1 R1

Tablo 8.7.2 UL Gerilimi


V 0170


Değerlendirme: Soru 1: Bu deneyde senkron alternatörün çalışması nasıl açıklanır? Cevap:

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

Soru 2: Şekil 8.7.4 de görülen yükleme eğrisinden hangi bilgiler çıkartılabilir? Cevap:

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

Şekil 8.7.4 Senkron alternatörün yükleme eğrisi


V 0170


8.8 Senkron motor deneyleri

Deney 1: Senkron bir motorun devreye alınması ve yükleme karakteristik eğrisinin çıkarılması

Deneyin amacı: Senkron bir makineyi motor olarak çalıştırınız ve yükleme karakteristik eğrisini çıkarınız IL = f (M), cos ϕ = 1 Deney devresi:

Şekil 8.8.1 Deney devresi: Senkron motor yükleme eğrisi


87


Gerekli cihazlar: − Senkron makine (Tip 2711) − Frenleme ünitesi (Tip 2719) − Kumanda cihazı (Tip 2730) − Üniversal besleme ünitesi (2740.1) − Cos ϕ metre (10 A) − 2 adet multimetre İşlem basamakları: • Ünite 2.1 de belirtilen emniyet


• Deney makinesini frenleme ünitesine doğru sürünüz ve makineyi frenleme makinesine kuple ediniz. Açıklama: Adaptör ayaklarını deney ve fren makineleri aynı eksen üzerinde olacak şekilde düzenleyiniz!

• Sabitleme kolunu fren makinesi yönünde çekerek deney makinesini sabitleyiniz.

• Şekil 8.8.1 ‘e göre deney devresini kurunuz.

• Motoru yıldız devre olarak 400 V ’luk şebeke gerilimine bağlayınız.

• Üniversal besleme ünitesindeki uyartım düğmesini sola doğru en son konumuna getiriniz (0 V).

• Kumanda cihazını açınız.

• Üniversal besleme ünitesini açınız: Devir sayısı, dönme momenti ve devir yönü görülür. Açıklama: Senkron motor dönmeye başlamazsa, kalkınma yardımı olarak IE uyartım akımının, güç etiketi üzerinde belirtilen değere ulaşıncaya kadar, yavaş yavaş yükseltilmesi gerekir.

• Devir yönü göstergesine dikkat ediniz. Motorun sağa dönmesi gerekir. Aksi durumda kumanda cihazı üzerinden devir yönünü çeviriniz. Bu işlemden önce üniversal besleme ünitesini kapatınız.

• Devir sayısını (boşta çalışma) ve devir yönünü not ediniz. n0 = ...................dak-1

Devir yönü = .................

• Üniversal besleme ünitesini kapatınız.

• Kumanda cihazında aşağıda belirtilen ayarları yapınız: − Çalışma modu anahtarını MANUAL

konumuna getiriniz − Dönme momenti zayıflatıcısının ayarına

dikkat ediniz (2.4 Ünitesine bakınız). − Devir sayısı seçimi anahtarını (1800 dak–1)

konumuna getiriniz. − Gerek değer (sollwert) anahtarı INT/EXT

“intern” konumuna getiriniz.

• Frenleme makinesini START/STOP butonuna kısaca basarak çalıştırınız.

• Devir sayısını 1500 dak–1 (nominal devir sayısı) konumuna ayarlayınız. Açıklama: Devir sayısı ve dönme momentinin hassas bir şekilde ayarlanması için bu amaçla ilave olarak deney seti üzerine yerleştirilmiş olan uçlardan bir multimetre yardımıyla gerilim değerleri ölçülebilir.


• Uyartım değerini güç faktörü cos ϕ = 1 olacak şekilde ayarlayınız.

• Motoru gerek değer potansiyometresi ile 8.7.1 de verili olan dönme momenti değerlerine göre frenleyiniz (gerekirse dönme momenti zayıflatıcısı ile ayar yapınız). IL yük akımı değerini ölçünüz. Uyartımın bütün deney süresince sabit olarak “1” değerinde kalması gereklidir. Açıklama: − Makine devre dışı kalmadan uyartım

akımının yükseltilmesi gerekir! − Mümkün olduğu kadar ölçümleri herhangi bir

gecikme olmadan yapınız. Motor aşırı derecede ısınırsa, bu durumda ölçme sonuçlarında sapmalar meydana gelir, motorun soğutulması gerekir.

• Önce uyartımı sıfıra getiriniz, daha sonra üniversal besleme ünitesini ve sonrada kumanda cihazını kapatınız. Deneyin sonunda önce üniversal besleme ünitesini ve daha sonra kumanda cihazını kapatınız.

• Yükleme eğrisini hazırlanmış olan şekil 8.8.2 diyagramı üzerine çiziniz. IL için ölçeği kendiniz belirleyiniz.


V 0170


Değerlendirme: Soru 1: Şekil 8.8.2 de görülen yükleme eğrisinden hangi bilgiler çıkartılabilir Cevap:

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

Soru 2: Senkron makineler neden özellikle kalkınma yardımına gereksinim duyarlar? Cevap:

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

.........................................................................

M / Nm 0 (cos ϕ = 1 ) 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8 3,2

IL / A

Tablo 8.8.1 Uyartım – ve yük akımı

Şekil 8.8.2 Senkron motor yükleme eğrisi

Documents

8 Senkron makineler · senkron makineler kullanılmaktadır. 8.1 Motorun yapısı Senkron makineler tek sargılı bir stator ve yine aynı şekilde tek sargıya sahip olan bir rotordan