EEM474 Güç Elektroniği: AC motorlar ve değişken frekanslı sürme

EEM474 ders klasöründeki İngilizce sunumların anlatımı ve formülleri metne aktarıldı. Hazırlayanın adı belgelerde açıkça belirtilmiyor. Fotoğraflar ve kitaplardan alınmış görseller aktarılmadığından bu yazıda indirme dosyası bulunmuyor.

Döner manyetik alan

Üç fazlı, aralarında 120° faz farkı bulunan sargı akımları döner manyetik alan oluşturur. Senkron hız ns = 120f/P bağıntısıyla verilir; burada f elektriksel frekans, P kutup sayısıdır. Mekanik hız dev/dakika cinsindedir. Frekans veya kutup sayısı değiştiğinde alanın hızı değişir.

Asenkron motor

Rotorun alanla göreli hareketi rotor iletkenlerinde gerilim ve akım oluşturur. Bu akımın stator alanıyla etkileşimi moment üretir. Kayma s = (ns − n)/ns olarak tanımlanır. Rotor frekansı fr = sf'dir. Rotor senkron hıza tam ulaşırsa ideal durumda indükleme ve moment oluşumu ortadan kalkar.

Kafesli rotor ile sargılı rotor yapıları karşılaştırılır. Kafesli motorun basit ve dayanıklı yapısı, sürücüyle birlikte geniş uygulama alanı sağlar. Sargılı rotorda dış rotor direnci kalkış ve hız davranışını değiştirmek amacıyla kullanılabilir.

Moment–hız eğrisi

Kalkış momenti, en büyük moment ve normal çalışma bölgesi ayrı değerlendirilir. Yük momenti arttığında çalışma noktası daha büyük kaymaya gider. Stator gerilimi, frekans ve rotor devresi parametreleri eğriyi değiştirir. Yükle kararlı çalışma, motor ve yük momentlerinin kesişimiyle incelenir.

Senkron motor

Senkron makinenin rotor alanı döner stator alanıyla aynı hızda döner. Rotor alanı mıknatıs veya uyartım sargısıyla oluşturulabilir. Senkron hız, yük altında da frekans ve kutup sayısıyla belirlenir; moment artışı rotor alanı ile stator alanının açısal ilişkisini değiştirir.

Hız kontrolü ve V/f

Şebeke doğrudan bağlandığında frekans sabittir. Doğrultucu, DC ara devre ve evirici, motora değişken frekanslı ve değişken genlikli besleme sağlar. Temel hızın altında V/f oranının yaklaşık sabit tutulması manyetik akıyı korumak için kullanılır. Düşük frekansta sargı direnci üzerindeki gerilim düşümü daha belirgin hâle gelir.

Gerilim sınırına ulaşıldıktan sonra frekansın artırılması alan zayıflatma bölgesine karşılık gelir. Sunumda sabit moment ve sabit güç bölgeleri, değişken hızlı sürücünün yük gereksinimleriyle ilişkilendirilir.

Tek fazlı motorlar

Tek fazlı beslemenin oluşturduğu alan ile üç fazlı döner alan arasındaki fark açıklanır. Yardımcı sargı ve faz kaydıran kondansatör, kalkış yönü ve momenti için kullanılır. Uygulamaya göre kalkış kondansatörü ve sürekli devrede kalan kondansatör düzenleri ayrılır.

Not: Sunumun eski ve 2013 sürümleri ortak içerikleriyle birleştirildi; motor ve sürücü fotoğrafları yayımlanmadı.