deney no: 1 - Bülent Ecevit Üniversitesi

BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ
ALAPLI MESLEK YÜKSEK OKULU
ASENKRON VE
DENEYLERİ
SENKRON
ADI VE SOYADI
MAKİNA
SORUMLU ÖĞRETİM ELEMANI
OKUL NUMARASI
ÖĞR. GÖR. FİGEN ALTINTAŞ
PROGRAMI
1
DENEY
NO: 1
DENEYİN
ADI
ASENKRON MOTORLARDA KAYMANIN
ÖLÇÜLMESİ
DENEYİN
AMACI
Asenkron motorlarda kaymanın ölçülmesi için
kullanılan çeşitli metotlardan bazılarının incelenmesi
TEORİK BİLGİ: Asenkron motorlarda, dönmenin meydana gelebilmesi için, statorda
meydana gelen döner manyetik alanın, rotor kısa devre çubuklarını kesmesi gerekir. Bu
nedenle, rotorun döner manyetik alanın devrinden daha düşük bir devirle dönmesi gerekir.
Statorda meydana gelen döner manyetik alanın devir sayısına senkron devir (senkron hız)
denir ve nS ile gösterilir.
120. f
60.P
nS =
=
(d/d )
2P
f
Rotor hızına asenkron hız veya asenkron devir sayısı denir ve nr ile gösterilir. Rotorun devir
sayısı hiçbir zaman döner manyetik alanın devir sayısına ulaşamaz. Bu nedenle rotorun hızına
senkron olmayan anlamına gelen asenkron hız denir.
nr = nS. (1 – S) (d/d)
Asenkron motorlarda kayma iki şekilde ifade edilir.
1- Devir cinsinden kayma, senkron hız ile rotor hızı arasındaki farka denir.
n2 = nS – nr (d/d)
60. f r
60.S. f
n2 =
=
= S. nS (d/d)
P
P
2- Yüzde cinsinden kayma, senkron hız ile rotor hızı arasındaki farkın senkron hıza oranına
denir. S ile gösterilir ve yüzde olarak ifade edilir.
n  nr
n
S= S
. 100 = 2 . 100
nS
nS
Motor boşta çalışırken rotor devri senkron devre yaklaşır ve kayma küçülür. Rotor devir
sayısı ile senkron devir sayısı birbirine çok yakın olduğuna göre, rotorda indüklenen akımın
frekansı çok küçüktür. Motor yüklendikçe rotor devir sayısı azalır, kayma büyür ve rotor
frekansı artar. Rotor frekansı kayma ile orantılıdır.
fr = S. f ( Hz )
Asenkron motorlarda kayma değişik yöntemlerle hesaplanır.
1- Takometre yöntemi
2- Stroboskobik takometre yöntemi
3- Mili voltmetre yöntemi
Makinaların devir sayılarının ölçülmesinde kullanılan ölçü aletlerine takometre (turmetre) adı
verilir.
Takometre, makinanın mil veya kasnak gibi döner kısmına ya doğrudan doğruya uygulanırlar
ya da dönen veya duran kısmın titreşim frekansına göre, bir dakikadaki toplam devir sayısını
gösterirler.
Takometre ile rotor devri ölçülerek kayma hesaplanır. Yalnız bu metot senkron devir ile rotor
devri arasında oldukça belirli bir farkın bulunması durumunda yani motorun yüklü
çalışmasında kullanılabilir. Motor boşta dönerken (nS - nr) farkının çok az olması dolayısıyla
bu metot iyi sonuç vermez.
2
Bazı makinaların devir sayıları, bildiğimiz takometrelerle ölçülemez. Çünkü böyle
makinaların ya yanına yaklaşılmaz ya da yaklaşıldığı zaman tehlikeler arz eder veya makina
çok küçük güçlü olup temas ile devri değişebilir. Bu tip makinaların devir sayıları,
stroboskobik takometrelerle ölçülür. Stroboskobik takometrelere, ışıklı veya lambalı
takometreler de denir.
Stroboskop, stroboskobik bir lamba ile flaş şeklinde yanıp sönerek, hareket eden, dönen ve
titreşim halindeki nesnelerin sabit gibi görünmelerini sağlayan bir cihazdır. Alet, devir sayısı
ölçülecek makinanın işaretli kasnak veya milini aydınlatacak şekilde tutulur. Kasnağın
üzerindeki işaret duruyormuş gibi göründüğü an ölçmeye son verilir. Kasnağın veya milin
devir sayısı frekansı ile lambanın yanıp sönme frekansı birbirlerine eşit olduğu zaman
(rezonans hali) işaretli kısım duruyormuş gibi görünür. Bu da stroboskobun frekansını
ayarlamakla mümkün olur.
Yalnız rotoru sargılı asenkron motorlara uygulanan bir kayma metodu daha vardır. Bu da
sıfırı ortada bir mili voltmetre ile rotor frekansının bulunması metodudur. İki bilezik arasına
bağlanacak mili voltmetre ibresi rotor frekansına bağlı olarak sağa veya sola sapacaktır. Bir
dakikadaki sağa ve sola sapma sayısı iki kutuplu makina için (nS - nr) farkını verir. (Sıfırdan
sola, tekrar sıfıra, sonra sağa sapıp tekrar sıfıra gelmesi bir sapma sayılacaktır. Bu, rotor
frekansının bir saykılıdır). Kutup sayısı da dikkate alınarak kayma bulunur.
DENEYİN BAĞLANTI ŞEMASI:
Asenkron motorlarda kaymanın ölçülmesi için devre şeması
DENEYDE KULLANILAN ARAÇ VE GEREÇLER:
1- Üç fazlı ayarlı güç kaynağı
2- 2P=2 kutuplu, üç fazlı Asenkron motor
3- Ayarlı direnç
4- Dijital ve Stroboskobik Takometre
5- AC Voltmetre
6- Mili voltmetre
DENEYİN YAPILIŞI:
TAKOMETRE YÖNTEMİ İLE KAYMANIN HESAPLANMASI
1- Şekildeki devreyi kurunuz. Asenkron motoru üçgen bağlayınız.
2- Üç fazlı güç kaynağının şalterini kapatınız. Ayarlı güç kaynağından motora nominal
gerilim uygulayınız. Motor üçgen bağlı olduğu için bu değer 220 V dur.
3- Rotor saygılarına konulan dirençlerin her kademesinde, takometre ile rotor devrini ölçünüz.
4- Aldığınız değerleri tabloya yazınız.
5- Gerilimi sıfırlayınız ve şalteri açınız.
6- Asenkron motor 2P=2 kutuplu olduğuna göre senkron devir sayısını ve kaymayı
hesaplayınız.
3
STROBOSKOBİK TAKOMETRE YÖNTEMİ İLE KAYMANIN HESAPLANMASI
1- Şekildeki devreyi kurunuz. Asenkron motoru üçgen bağlayınız.
2- Üç fazlı güç kaynağının şalterini kapatınız. Ayarlı güç kaynağından motora nominal
gerilim uygulayınız. Motor üçgen bağlı olduğu için bu değer 220 V dur.
3- Rotor sargılarına konulan dirençlerin her kademesinde, stroboskobik takometre ile rotor
devrini ölçünüz.
4- Aldığınız değerleri tabloya yazınız.
5- Gerilimi sıfırlayınız ve şalteri açınız.
6- Asenkron motor 2P=2 kutuplu olduğuna göre senkron devir sayısını ve kaymayı
hesaplayınız.
MİLİVOLTMETRE YÖNTEMİ İLE KAYMANIN HESAPLANMASI
1- Şekildeki devreyi kurunuz. Asenkron motoru üçgen bağlayınız.
2- Üç fazlı güç kaynağının şalterini kapatınız. Ayarlı güç kaynağından motora nominal
gerilim uygulayınız. Motor üçgen bağlı olduğu için bu değer 220 V dur.
3- Rotor sargılarına konulan dirençlerin son üç kademesinde, mili voltmetre ile dakikadaki
ibre salınımlarını sayınız. Direncin 2 kademesinde mili voltmetre DC 50 V, direncin 3
kademesinde mili voltmetre DC 10 V, rotor uçlarının kısa devre durumunda mili voltmetre
DC 2 V kademesinde olmalıdır.
4- Aldığınız değerleri tabloya yazınız.
5- Gerilimi sıfırlayınız ve şalteri açınız.
4
6- Elde edilen dakikadaki salınım değerlerinden yararlanarak, saniyedeki salınım değerlerini
hesaplayınız. Saniyedeki salınım değeri aynı zamanda rotor frekansıdır. Kayma değerini,
f
S = r formülü ile hesaplayınız.
f
Direnç
Kademesi
Salınım/dk
fr=Salınım/sn
%S
2
3
Rotor uçları
kısa devre
nS  nr
. f = S. f (Hz) formülü ile bulunur. Şebeke frekansı f = 50 Hz’dir.
nS
Hesaplamada, stroboskop ile ölçülen rotor devri değerleri kullanılacaktır.
Rotor frekansı, fr =
5
DENEY
NO: 2
DENEYİN
ADI
DENEYİN
AMACI
ASENKRON MOTORUN BOŞTA
ÇALIŞMA DENEYİ
Asenkron motorlarda demir, sürtünme ve
vantilasyon kayıplarının bulunması
TEORİK BİLGİ: Bir asenkron motorun milinde yük yokken çalışmasına boşta çalışma
denir Boşta çalışmada rotor hızı senkron hıza iyice yaklaşır, fakat sürtünme ve demir
kayıplarından dolayı hiçbir zaman senkron hıza ulaşamaz
Boşta çalışmada rotor çok küçük bir kayma (S = % 1) ile stator döner alanını izler. Rotor
sargısından çok küçük bir akım geçer. Bu akım boşta çalışmada, yalnız sürtünme (hava, yatak,
fırça sürtünmeleri) ve demir kayıplarına karşılık gelen ve oldukça küçük olan bu akımın rotor
sargısından geçmesini sağlayan e.m.k’in de oldukça küçük olması gerekir.
Boşta çalışmada kayma çok küçük olduğundan, rotorun demir ve bakır kayıpları ihmal
edilebilecek kadar küçüktür. Stator ve rotor arasındaki hava aralığından dolayı, asenkron
motor boşta çalışmada, transformatörlere göre daha büyük bir mıknatıslama akımı (Iμ) çeker.
Motor şebekeden statorun demir ve rotorun sürtünme kayıplarını karşılamak için küçük
değerde wattlı akım (Iγ) çeker. Mıknatıslama akımının büyük olması nedeniyle, motor
şebekeden nominal akımın % 20 ~ 50’si kadar akım çeker. Motorun boştaki güç katsayısı
Cosφ0 = 0,1- 0,2 veya 0,3 gibi küçük değerdedir.
I0 = Iμ + Iγ
Rotoru yüksüz bir asenkron motora nominal şebeke gerilimi uygulanır. Bu anda motorun
şebekeden çektiği güç (P0),
1- RS. I02 kadar stator sargılarında ısı olarak harcanır.
2- Stator demir kayıpları olarak harcanır.
3- Rotor sürtünme ve vantilasyon kayıpları olarak harcanır.
P0 = 3 . Uh. I0h. Cosφ0 = 3.Uf. I0f. Cosφ0 (W)
P0 = PSFe + Psür+vant + P0SCu
P0SCu = RS. I02 (W/f)
Boşta çalışmada stator sargısından geçen akımın, bu sargıda oluşturduğu bakır kaybı motorun
şebekeden çektiği güçten çıkarıldığında, geriye demir, sürtünme ve vantilasyon kayıpları
kalır.
PSFe + Psür+vant = P0 - P0SCu
Gücün gerilim ile değişim eğrisi
Akımın ve Cosφ’nin gerilim ile değişim eğrisi
6
Motora uygulanan gerilim düştükçe stator demir kaybı ile bakır kaybı azaldığı halde sürtünme
ve vantilasyon kayıpları sabit kalır Çünkü motorun devir sayısındaki düşme ihmal
edilebilecek kadar küçüktür.
Motora nominal gerilimin % 25’i uygulandığında, şebekeden çekilen güç yaklaşık sürtünme
ve vantilasyon kaybına eşit olur.
DENEYİN BAĞLANTI ŞEMASI:
Asenkron motorda boşta çalışma deneyi bağlantı şeması
DENEYDE KULLANILAN ARAÇ VE GEREÇLER:
1- Üç fazlı ayarlı güç kaynağı
2- 2P=2 kutuplu, üç fazlı Asenkron motor
3- Wattmetre
4- AC Ampermetre
5- AC Voltmetre
DENEYİN YAPILIŞI:
1- Şekildeki devreyi kurunuz. Asenkron motoru yıldız bağlayınız. Ampermetre AC Amper,
voltmetre AC Volt, wattmetre 1000 V - 3 A kademesinde olmalıdır.
2- Üç fazlı güç kaynağının şalterini kapatınız. Ayarlı güç kaynağından motora nominal
gerilim uygulayarak akım ve güç değerlerini alınız. Motora uygulanan gerilimi nominal
gerilimin % 25’ine kadar kademeli olarak düşürünüz ve her kademede akım ve güç
değerlerini alarak tablodaki ilgili yerlere yazınız.
3- Gerilimi sıfırlayınız ve şalteri açınız.
4- Statorun doğru akım faz direncini ölçünüz. Alternatif akımdaki etkin faz direncini doğru
akım direncinin 1,2 katı olarak hesaplayınız.
Rd =……………….(Ω)
RS = (1,2 ~1,5). Rd = 1,2. Rd =………………………………(Ω)
5- Aldığınız değerleri tabloya yazınız. Ölçülen değerlerden yararlanarak tabloda belirtilen
değerleri hesaplayınız.
7
6- Alınan değerlere göre, gerilim yatay eksende, güç düşey eksende olarak şekilde gücün
gerilimle değişim eğrisini P0 = f (U) çiziniz.
3- Alınan değerlere göre, gerilim yatay eksende, akım düşey eksende olacak şekilde akımın
gerilimle değişim eğrisini I0 = f (U) çiziniz.
4- Alınan değerlere göre, gerilim yatay eksende, güç katsayısı düşey eksende olacak şekilde
güç katsayısının gerilimle değişim eğrisini Cosφ0 = f (U) çiziniz.
8
9
DENEY
NO: 3
DENEYİN
ADI
ASENKRON MOTORUN KISA DEVRE
DENEYİ
DENEYİN
AMACI
Asenkron bakır kayıplarının bulunması ve eşdeğer
direnç, reaktans ve empedans değerlerinin
hesaplanması
TEORİK BİLGİ: Asenkron motorun kısa devre deneyi, transformatörün kısa devre
deneyine benzer. Çünkü rotoru kilitli bir asenkron motor, sekonderi kısa devre edilmiş bir
transformatöre benzer.
Asenkron motorun kısa devre deneyi için, rotor sabit tutularak sürtünme ve vantilasyon
kayıpları ortadan kaldırılır. Motora uygulanan gerilim düşüktür ve rotor manyetik alanı hava
aralığındaki manyetik akıyı zayıflattığından demir kayıpları ihmal edilebilir. Böylece sadece
bakır kayıpları bulunur.
Motora uygulanan gerilim sıfırdan başlayarak kademeli olarak arttırılır. Gerilimin
arttırılmasına motorun nominal akımın % 140 ~ 150’sine kadar devam edilir. Nominal
çalışma akımı motorun stator sargılarına bir zarar vermez. Nominal çalışma akımının üzerine
çıkıldığında, motor sargılarında meydana gelecek olan aşırı ısınmalar yüzünden, ölçü
aletlerinden değerleri çabuk okuyarak deneyi kısa sürede bitirmek gerekir.
Motorun nominal akımına eşit kısa devre akımının geçmesine neden olan U K kısa devre
gerilimi, nominal gerilimin % 20 ~ 35’i kadardır. Bu sırada motorun çektiği kısa devre gücü
bakır kayıplarını verir. Rotor dönmediği için sürtünme ve vantilasyon kayıpları sıfırdır.
Kısa devre deneyinden elde edilen değerlerden yararlanarak asenkron motorun eşdeğer faz
empedansı, eşdeğer faz direnci ve eşdeğer kaçak faz reaktansı hesaplanır.
U
Ze = K (Ω)
IK
P
Re = K2 (Ω)
IK
10
Xe =
Z e  Re
2
2
(Ω)
Stator sargısının doğru akım faz direnci ohmmetre ile ölçülür. Stator sargısının alternatif
akımdaki etkin faz direnci doğru akım faz direncinin 1,2 ~ 1,5 katıdır. RS = (1,2 ~ 1,5). Rd
Stator terimlerine göre rotorun etkin faz direnci,
R2 = Re – RS (Ω)
Pratikte statorun kaçak faz reaktansının stator terimlerine göre rotorun kaçak faz reaktansına
eşit olduğu kabul edilir.
X
XS = X2 = e (Ω)
2
DENEYİN BAĞLANTI ŞEMASI:
Asenkron motorda kısa devre deneyi bağlantı şeması
DENEYDE KULLANILAN ARAÇ VE GEREÇLER:
1- Üç fazlı ayarlı güç kaynağı
2- 2P=2 kutuplu, üç fazlı Asenkron motor
3- Wattmetre
4- AC Ampermetre
5- AC Voltmetre
11
DENEYİN YAPILIŞI:
1- Şekildeki devreyi kurunuz. Asenkron motoru yıldız bağlayınız Ampermetre AC Amper,
voltmetre AC Volt, wattmetre 60 V, 5 A kademesinde olmalıdır.
2- Rotoru kilitlemek için motor kaidesi üzerinde bulunan vida ile rotoru sabitleyiniz.
3- Üç fazlı güç kaynağının şalterini kapatınız. Ayarlı güç kaynağını saat ibresi yönünde yavaş
bir şekilde çevirerek, motora uygulanan gerilimi sıfırdan başlayarak kademeli olarak arttırınız.
Ampermetre motorun nominal akım değeri olan 2,5 A’i gösterdiği anda gerilimin
arttırılmasına son veriniz. Her kademede gerilim ve güç değerlerini alarak tablodaki ilgili
yerlere yazınız. Değer alma işleminin seri bir şekilde olmasına dikkat ediniz.
4- Gerilimi sıfırlayınız ve şalteri açınız.
5- Statorun doğru akım faz direncini ölçünüz. Alternatif akımdaki etkin faz direncini, doğru
akım faz direncinin 1,2 katı olarak hesaplayınız.
Rd =…………..(Ω)
RS = (1,2 ~1,5). Rd = 1,2. Rd =…………………………….(Ω)
6- Aldığınız değerleri tabloya yazınız. Ölçülen değerlerden yararlanarak tabloda belirtilen
değerleri hesaplayınız.
Ik (A)
Uk (V)
Pk (w/f)
Cosφk
Ze (Ω)
Re (Ω)
Rs (Ω)
R2 (Ω)
Xs=X2
(Ω)
0,5
1
1,5
2
2,5
7- Alınan değerlere göre, akım yatay eksende, güç düşey eksende olacak şekilde gücün akımla
değişim eğrisini Pk = f (Ik) çiziniz.
8- Alınan değerlere göre, akım yatay eksende, güç katsayısı düşey eksende olacak şekilde güç
katsayısının akımla değişim eğrisini Cosφk = f (Ik) çiziniz.
9- Alınan değerlere göre, akım yatay eksende, empedans, direnç ve reaktans düşey eksende
olacak şekilde empedansın, direncin ve reaktansın akımla değişim eğrilerini çiziniz.
12
13
DENEY
NO: 4
DENEYİN
ADI
DENEYİN
AMACI
ALTERNATÖRÜN BOŞTA ÇALIŞMA
DENEYİ
Sabit ve nominal devrinde döndürülen bir alternatörün
yük akımı sıfırken, uyartım akımına bağlı olarak kutup
geriliminin değişiminin incelenmesi
TEORİK BİLGİ: Sabit ve nominal devrinde döndürülen bir alternatörde, yük akıma
sıfırken, uyartım akımına bağlı olarak kutup geriliminin değişimini gösteren E0 = f (Im)
eğrisine boşta çalışma karakteristiği denir.
Alternatör faz sayısı ne olursa olsun deneyin yapılışı değişmez. Yalnız üç fazlı alternatörlerde
faz-nötr gerilimi ölçülebileceği gibi, fazlar arası gerilim de ölçülebilir.
Alternatörlerin daha önceki çalışmalarından dolayı kutuplarında az da olsa bir mıknatısiyet
kalır. Bu artık mıknatısiyetten dolayı uyartım devresinden hiç akım geçmediği halde, endüvi
uçlarına bağlı voltmetre bir değer gösterir. Bu gerilime artık mıknatıs gerilimi ya da kısaca
remenans gerilimi denir. Bu gerilim nominal gerilimin % 5 ~ 6’sı kadardır. 10 kV’luk bir
alternatörde bu gerilim 500 ~ 600 V arasında olabilir. Bu nedenle uyartım akımı sıfır olsa da
alternatör çalışırken uçlarına dokunmak tehlikelidir. Alternatör kutuplarında artık alan yoksa
voltmetre bir değer göstermez
Alternatör döndürücü bir makina ile akuple bağlanarak senkron devirde döndürülür ve devir
deney süresince sabit tutulur. Uyartım akımı kademeli olarak gerilimde değişme olmayıncaya
kadar arttırılır. Her kademede uyartım akımı ve gerilim değerleri ölçülür. Daha sonra uyartım
akımı kademeli olarak azaltılır ve yine her kademede uyarım akımı ve gerilim değerleri
ölçülür. Deney yapılırken uyartım akımı artırılmasında ve azaltılmasında daima aynı yönde
hareket edilmelidir, aksi halde doymanın etkisiyle alınan değerler normal bir eğri
vermeyebilir. Her iki eğri doymadan dolayı birbirinden farklıdır. Bu nedenle iki eğrinin
ortalaması boşta çalışma karakteristiği olarak alınır. Eğrinin başlangıç kısımlarında değişme
daha fazladır, uyartım akımı arttırıldıkça kutuplar doyuma ulaştığından bu değişme azalır.
Alternatörün boş çalışma eğrisi
Çizilen eğriye dikkat edilecek olursa eğrinin alt kısımları doğruya yakındır. Fakat uyartım
akımı arttıkça yatıklık artmaktadır. Bunun nedeni uyartım akımı arttıkça kutupların doyuma
ulaşmasıdır. Başka bir ifadeyle, kutuplarda manyetik alan doğrultusuna getirilemeyen demir
14
moleküllerinin sayısı azalmakta, dolayısıyla demiri manyetize etmek gerektikçe
zorlaşmaktadır
Alternatörde indüklenen e.m.k,
E = 4,44. f. Φ. N. ka. kd. 10-8 (V) formülü ile hesaplanır.
P.n
Alternatörün frekansı f =
(Hz) devir sayısı ile orantılıdır.
60
Deneyde devir sayısı sabit olduğuna göre, gerilimin değişimi indüklenen e.m.k formülünde
görüldüğü gibi yalnız Φ manyetik alanına bağlıdır. Manyetik alan uyartım akımına bağlı
olduğuna göre bir alternatörün uyartım akımını değiştirerek gerilimi geniş sınırlar içinde
değiştirebiliriz.
Gerilimin devir sayısı ile ayarlanması alternatörün ürettiği gerilimin frekansını
değiştireceğinden geçerli bir yöntem değildir.
Boşta çalışma eğrilerine mıknatıslama eğrileri de denir. Eğri yardımıyla alternatörün hava
aralığının relüktansını yenebilmesi için gerekli uyartım akımı ile demir nüvenin
mıknatıslanması için gereken uyartım akımları bulunabilir.
DENEYİN BAĞLANTI ŞEMASI:
Alternatörün boşta çalışma deneyi bağlantı şeması
DENEYDE KULLANILAN ARAÇ VE GEREÇLER:
1- DC Şönt Motor
2- Alternatör
3- Set transformatörü
4- AC ve DC Voltmetre
5- DC Ampermetre
15
DENEYİN YAPILIŞI:
0
Im (A)
Eo (V)
Uyartım akımı
arttırıldığında
Iy (A)
Uyartım akımı
azaltıldığında
n (d/d)
SABİT
1- Şekildeki devreyi kurunuz.
2- Döndürücü makina DC şönt motora uygulanan gerilimi gösteren voltmetreyi DC Volt,
alternatör uç gerilimini gösteren voltmetreyi AC Volt, uyartım akımını gösteren ampermetreyi
DC Amper kademesine alınız.
3- DC şönt motoru nominal gerilimde çalıştırarak şönt motora yol veriniz.
4- Set transformatörün anahtarını kapatarak, alternatör uç gerilimi 380 V oluncaya kadar
uyartım akımını kademeli olarak arttırınız. Her kademede uyartım akımı ve alternatör uç
gerilimini ölçünüz.
5- Aynı işlemi bu defa uyartım akımını aynı yönde kademeli olarak azaltarak tekrarlayınız.
Her kademede uyartım akımı ve alternatör uç gerilimini ölçünüz.
6- Aldığınız değerleri tabloya yazınız.
7- Alınan değerlere göre uyartım akımı yatay eksende, alternatör gerilimi düşey eksende
olacak şekilde alternatör geriliminin uyartım akımıyla değişim eğrisini E = f (Im) çiziniz.
16
DENEY
NO: 5
DENEYİN
ADI
ALTERNATÖRÜN KISA DEVRE DENEYİ
DENEYİN
AMACI
Çıkış uçları kısa devre edilmiş bir alternatörün uyartım
akımına bağlı olarak kısa devre akımının değişiminin
incelenmesi
TEORİK BİLGİ: Çıkış uçları kısa devre edilmiş bir alternatörde, uyartım akımına bağlı
olarak kısa devre akımının değişimini gösteren Ik = f (Im) eğrisine kısa devre karakteristiği
denir.
Alternatör ampermetrelerle kısa devre edilir ve sekron devirde döndürülür. Teorik olarak kısa
devre akımı devir sayısına bağlı olmadığından devir sayısının sabit tutulmasına gerek yoktur.
Kısa devre 1, 2 veya 3 fazlı olabilir.
Uyartım akımını sıfırdan başlayarak kademeli olarak nominal yük akımının 1,5 ~ 2 katına
kadar arttırılır. Her kademede uyartım akımı ve kısa devre akımı ölçülür. Deney sırasında
uyartım akımı çok dikkatli ayarlanmalıdır. Çünkü büyük uyartım akımlarında geçecek kısa
devre akımları alternatörü yakabilir.
Kısa devre karakteristik eğrisi sıfırdan başlamakta ve doğru şeklinde değişmektedir. Burada
artık manyetik alan yok kabul edilmiştir. Karakteristiğin bir doğru şeklinde oluşunun nedeni,
boşta çalışma karakteristiğinden de bilindiği gibi, küçük uyartımda gerilimin artışı bir doğru
şeklindedir. Alternatörün empedansı da sabit kabul edilirse, kısa devre akımının değişimi bir
doğru şeklinde olur.
Alternatör kısa devre karakteristiği
Herhangi bir uyartım akımında kısa devre akımının değeri, o uyartım akımında alternatörün
ürettiği boştaki gerilimin senkron empedansa bölümüne eşittir. Çünkü üretilen gerilimin tümü
alternatörün iç dirençlerinde düşmektedir.
E
E
Ik = 0 (A)  ZS = 0 (Ω)
Ik
ZS
Alternatör kısa devre durumunda düşük akı yoğunluğu ile çalışır ve güç katsayısı küçük,
senkron reaktansı büyüktür.
Boşta çalışma ve kısa devre karakteristik eğrisi aynı eksene çizilerek, çeşitli uyartım
akımlarındaki senkron empedans değerleri, boştaki gerilimin aynı uyartımdaki kısa devre
akımına bölünmesiyle bulunarak aynı eksene senkron empedans eğrisi çizilir.
17
Alternatörün doyma eğrisi, kısa devre karakteristiği, senkron empedans eğrisi
Küçük uyartım akımlarında senkron empedans normalden büyüktür. Alternatörün normal
çalışmasında akı yoğunluğu doymaya yakın olacağından endüvi reaksiyonunun etkisi daha az
olur, dolayısıyla senkron empedans daha küçüktür.
Senkron empedansı bulurken, kısa devre akımını mümkün olan en yüksek değerde almak
gerekir. Pratik olarak senkron empedans eğrisinin ZS = f (Im) düzleştiği (sabitleştiği) yerdeki,
empedans değerini almak hesaplamalarda yeterli doğruluğu sağlar.
Endüvinin etkin faz direnci bilindiğine göre senkron reaktans hesaplanabilir.
ZS =
Ra  X S
2
2
(Ω) 
XS =
Z S  Ra
2
2
(Ω)
DENEYİN BAĞLANTI ŞEMASI:
Alternatörün kısa devre deneyi bağlantı şeması
18
DENEYDE KULLANILAN ARAÇ VE GEREÇLER:
1- DC Şönt Motor
2- Alternatör
3- Set transformatörü
4- DC Voltmetre
5- AC ve DC Ampermetre
DENEYİN YAPILIŞI:
1- Şekildeki devreyi kurunuz.
2- Döndürücü makina DC şönt motora uygulanan gerilimi gösteren voltmetreyi DC Volt,
alternatörün kısa devre akımını gösteren ampermetreyi AC Amper, uyartım akımını gösteren
ampermetreyi DC Amper kademesine alınız.
3- DC şönt motoru nominal gerilimde çalıştırarak şönt motora yol veriniz.
4- Set transformatörün anahtarını kapatarak, nominal akımın 1,5 ~ 2 katına kadar uyartım
akımını kademeli olarak arttırınız. Her kademede uyartım akımı ve kısa devre akımını
ölçünüz.
5- Aldığınız değerleri tabloya yazınız.
Im (A)
Ik (A)
SABİT
n (d/d)
6- Alınan değerlere göre uyartım akımı yatay eksende, kısa devre akımı düşey eksende olacak
şekilde kısa devre akımının uyartım akımıyla değişim eğrisini Ik = f (Im) çiziniz.
19
DENEY
NO: 6
DENEYİN
ADI
ALTERNATÖRÜN DIŞ KARAKTERİSTİK
DENEYİ
Sabit ve nominal devrinde döndürülen bir alternatörde
DENEYİN uyartım akımı ve güç katsayısı sabit, yük akımına bağlı
AMACI olarak alternatörün uç geriliminin değişiminin
incelenmesi
TEORİK BİLGİ: Sabit ve nominal devrinde döndürülen bir alternatörde uyartım akımı
ve güç katsayısı sabit, yük akımına bağlı olarak alternatörün uç geriliminin değişimini
gösteren U = f (Iy) eğrisine dış karakteristik denir.
Deney omik, endüktif ve kapasitif yükler için ayrı ayrı yapılır. Deney için ayarlı saf endüktif
ve saf kapasitif yükler bulmak zordur. Bu nedenle güç katsayısı belli, örneğin Cosφ = 0,8
endüktif yüklerle, kondansatörlerden oluşan yükler kullanılabilir.
Alternatör döndürücü bir makina ile akuple bağlanarak senkron devirde döndürülür. Uyartım
akımı arttırılarak, alternatör uçlarındaki gerilim 380 V’a ayarlanır. Deney süresince devir,
uyartım akımı ve güç katsayısı sabit tutulur. Alternatör nominal yük akımının 1,2 ~ 1,3 katına
kadar kademeli olarak omik, endüktif ve kapasitif yüklerle ayrı ayrı yüklenir. Her kademede
yük akımı ve alternatör gerilimi ölçülür.
Omik yükte yük akımı arttıkça alternatör gerilimi düşer. Bu düşüşün nedeni endüvinin etkin
direnci, kaçak reaktansı ve endüvi reaksiyonudur. Kaçak reaktans ve endüvi reaksiyonundan
dolayı meydana gelen gerilim düşümü toplamı, endüvinin senkron reaktansından dolayı
meydana gelen gerilim düşümüdür.
XS = Xa + Xl
Endüktif ve kapasitif yüklerde deney yapılırken, güç katsayısının değişmemesine dikkat
edilmelidir. Kapasitif yükte alternatör gerilimi artmakta, endüktif yükte ise alternatör gerilimi
omik yüktekinden daha fazla düşmektedir.
Alternatörün dış karakteristik eğrileri
DENEYDE KULLANILAN ARAÇ VE GEREÇLER:
1- DC Şönt Motor
2- Alternatör
3- Set transformatörü
4- AC ve DC Voltmetre
20
5- AC ve DC Ampermetre
6- Omik, endüktif ve kapasitif yük
DENEYİN BAĞLANTI ŞEMASI:
Alternatörün dış karakteristik deneyi bağlantı şeması
DENEYİN YAPILIŞI:
1- Şekildeki devreyi kurunuz.
2- Döndürücü makina DC şönt motora uygulanan gerilimi gösteren voltmetreyi DC Volt,
alternatör uç gerilimini gösteren voltmetreyi AC Volt, alternatörün yük akımını gösteren
ampermetreyi AC Amper, uyartım akımını gösteren ampermetreyi DC Amper kademesine
alınız.
3- DC şönt motoru nominal gerilimde çalıştırarak şönt motora yol veriniz.
4- Set transformatörün anahtarını kapatarak, alternatör uç gerilimi 380 V oluncaya kadar
uyartım akımını kademeli olarak arttırınız.
5- Direnç şalterini kapatarak alternatörü omik yükle kademeli olarak yükleyiniz. Her
kademede yük akımını ve alternatör gerilimini ölçünüz. Uyartım akımının sabit kalmasına
dikkat ediniz.
6- Aldığınız değerleri tabloya yazınız.
21
n (d/d)
Cosφ
Im (A)
SABİT
SABİT
SABİT
Iy (A)
U (V)
7- Direnç şalterini açarak omik yükü devreden çıkartınız.
8- Alınan değerlere göre, yük akımı yatay eksende, alternatör gerilimi düşey eksende olacak
şekilde omik yükte alternatör geriliminin yük akımıyla değişim eğrisini U = f (Iy) çiziniz
DENEYİN YAPILIŞI:
1- Şekildeki devreyi kurunuz.
2- Döndürücü makina DC şönt motora uygulanan gerilimi gösteren voltmetreyi DC Volt,
alternatör uç gerilimini gösteren voltmetreyi AC Volt, alternatörün yük akımını gösteren
ampermetreyi AC Amper, uyartım akımını gösteren ampermetreyi DC Amper kademesine
alınız.
3- DC şönt motoru nominal gerilimde çalıştırarak şönt motora yol veriniz.
4- Set transformatörün anahtarını kapatarak, alternatör uç gerilimi 380 V oluncaya kadar
uyartım akımını kademeli olarak arttırınız.
5- Bobin şalterini kapatarak alternatörü endüktif yükle kademeli olarak yükleyiniz. Her
kademede yük akımını ve alternatör gerilimini ölçünüz. Uyartım akımının sabit kalmasına
dikkat ediniz.
6- Aldığınız değerleri tabloya yazınız.
22
n (d/d)
Cosφ
Im (A)
SABİT
SABİT
SABİT
Iy (A)
U (V)
7- Bobin şalterini açarak endüktif yükü devreden çıkartınız.
8- Alınan değerlere göre, yük akımı yatay eksende, alternatör gerilimi düşey eksende olacak
şekilde endüktif yükte alternatör geriliminin yük akımıyla değişim eğrisini U = f (Iy) çiziniz
23
DENEY
NO: 7
DENEYİN
ADI
ALTERNATÖRÜN AYAR KARAKTERİSTİĞİ
DENEYİ
Sabit ve nominal devrinde döndürülen bir alternatörde
DENEYİN alternatörün uç gerilimi ve güç katsayısı sabit, yük
AMACI akımına bağlı olarak uyartım akımının değişiminin
incelenmesi
TEORİK BİLGİ: Sabit ve nominal devrinde döndürülen bir alternatörde alternatör uç
gerilimi ve güç katsayısı sabit, yük akımına bağlı olarak uyartım akımının değişimini gösteren
Im = f (Iy) eğrisine ayar karakteristiği denir.
Saf endüktif ve saf kapasitif yükler bulunmazsa, deney sadece omik yükler içinde yapılır.
Bir alternatörün ayar karakteristiği bilinirse, bu alternatör için kullanılacak regülatörün
özellikleri bilinebilir. Ayrıca alternatör uç gerilimini belirli bir yükte sabit tutmak için gerekli
uyartım akımları da bulunabilir.
İşletmede tüketici tarafından, yükün cinsine göre değişen uç geriliminin sabit kalması istenir.
Bu nedenle alternatörlerde yük durumuna göre azalan veya yükselen uç gerilimi nominal
değerde sabit tutmak için uyartım akımına etki edilir.
Omik ve endüktif yükte düşen alternatör uç gerilimini nominal değerine getirmek için uyartım
akımı arttırılır. Kapasitif yükte artan alternatör uç gerilimini nominal değerine getirmek için
uyartım akımı azaltılır.
Alternatör döndürücü bir makina ile akuple bağlanarak senkron devirde döndürülür ve devir
deney süresince sabit tutulur. Uyartım akımı arttırılarak alternatör uçlarındaki gerilim 380 V’a
ayarlanır ve deney süresince gerilim sabit tutulur. Deney omik, endüktif ve kapasitif yük için
ayrı ayrı yapılır. Alternatör nominal yük akımının 1,5 ~ 2 katına kadar kademeli olarak omik,
endüktif ve kapasitif yüklerle ayrı ayrı yüklenir. Her kademede yük akımı ve uyartım akımı
ölçülür.
Alternatörün ayar karakteristiği
DENEYDE KULLANILAN ARAÇ VE GEREÇLER:
1- DC Şönt Motor
2- Alternatör
3- Set transformatörü
4- AC ve DC Voltmetre
5- AC ve DC Ampermetre
6- Omik, endüktif ve kapasitif yük
24
DENEYİN BAĞLANTI ŞEMASI:
Alternatörün ayar karakteristiği deneyi bağlantı şeması
DENEYİN YAPILIŞI:
1- Şekildeki devreyi kurunuz.
2- Döndürücü makina DC şönt motora uygulanan gerilimi gösteren voltmetreyi DC Volt,
alternatör uç gerilimini gösteren voltmetreyi AC Volt, alternatörün yük akımını gösteren
ampermetreyi AC Amper, uyartım akımını gösteren ampermetreyi DC Amper kademesine
alınız.
3- DC şönt motoru nominal gerilimde çalıştırarak şönt motora yol veriniz.
4- Set transformatörün anahtarını kapatarak, alternatör uç gerilimi 380 V oluncaya kadar
uyartım akımını kademeli olarak arttırınız.
5- Direnç şalterini kapatarak alternatörü omik yükle kademeli olarak yükleyiniz. Her
kademede yük akımını ve uyartım akımını ölçünüz. Omik yükle yüklendikçe düşen alternatör
uç geriliminin nominal değerinde sabit kalmasına dikkat ediniz.
6- Aldığınız değerleri tabloya yazınız.
25
n (d/d)
Cosφ
U (V)
SABİT
SABİT
SABİT
Iy (A)
Im (A)
7- Direnç şalterini açarak omik yükü devreden çıkartınız.
8- Alınan değerlere göre, yük akımı yatay eksende, uyartım akımı düşey eksende olacak
şekilde omik yükte uyartım akımının yük akımıyla değişim eğrisini Im = f (Iy) çiziniz.
DENEYİN YAPILIŞI:
1- Şekildeki devreyi kurunuz.
2- Döndürücü makina DC şönt motora uygulanan gerilimi gösteren voltmetreyi DC Volt,
alternatör uç gerilimini gösteren voltmetreyi AC Volt, alternatörün yük akımını gösteren
ampermetreyi AC Amper, uyartım akımını gösteren ampermetreyi DC Amper kademesine
alınız.
3- DC şönt motoru nominal gerilimde çalıştırarak şönt motora yol veriniz.
4- Set transformatörün anahtarını kapatarak, alternatör uç gerilimi 380 V oluncaya kadar
uyartım akımını kademeli olarak arttırınız.
5- Bobin şalterini kapatarak alternatörü endüktif yükle kademeli olarak yükleyiniz. Her
kademede yük akımını ve uyartım akımını ölçünüz. Endüktif yükle yüklendikçe düşen
alternatör uç geriliminin nominal değerinde sabit kalmasına dikkat ediniz.
6- Aldığınız değerleri tabloya yazınız.
26
n (d/d)
Cosφ
U (V)
SABİT
SABİT
SABİT
Iy (A)
Im (A)
7- Bobin şalterini açarak endüktif yükü devreden çıkartınız.
8- Alınan değerlere göre, yük akımı yatay eksende, uyartım akımı düşey eksende olacak
şekilde endüktif yükte uyartım akımının yük akımıyla değişim eğrisini Im = f (Iy) çiziniz.
27
DENEY
NO: 8
DENEYİN
ADI
SENKRON MOTORLARA YOL VERMEK VE
SENKRON MOTORUN BOŞTA VE YÜKTE
ÇALIŞMA DENEYİ
DENEYİN
AMACI
Yardımcı bir döndürme makinası ile senkron motora yol
vermek. Senkron motorun boşta çalışma ve yüklü çalışma
karakteristiği
TEORİK BİLGİ: Senkron motorlar senkron devirle dönerler. Devir sayısı, asenkron
motorlarda olduğu gibi frekans ve kutup sayına bağlıdır.
120. f
60. f
nS =
=
(d/d)
2P
P
Senkron motorlarda rotor devir sayısı, döner alan devir sayısına eşittir. Bu nedenle senkron
motorlarda kayma söz konusu değildir. Senkron motor ister boşta ister yükte çalışsın devir
sayısında hiçbir değişiklik olmaz.
Senkron motorların iki ayrı akım devresi vardır. Statoruna (endüvi) alternatif akım, rotoruna
(kutuplar) doğru akım uygulanır. Rotora uygulanan doğru akım rotorda sabit N-S-N-S
kutupları, statora uygulanan üç fazlı alternatif gerilim statorda döner alan kutupları oluşturur.
Rotor ve stator kutupları zıt kutuplar olarak karşılıklı geldikleri anda birbirlerini çekerler.
Döner alan rotoru sürüklemek ister, fakat rotor ataletinden dolayı bu hıza uyamaz. Çok kısa
bir süre sonra, stator kutupları alternatif akımın frekansına uygun olarak isim değiştirir. Bu
durumda, aynı adlı kutuplar karşı karşıya geldiklerinden birbirlerini iterler. Rotor ve stator
kutupları arasındaki itme çekme sonucu bileşke döndürme momenti sıfır olduğundan rotor
dönemez. Rotorun dönmesini sağlamak amacıyla çeşitli yol verme sistemleri geliştirilmiştir.
Senkron motoru çalıştırmak için, rotorun devir sayısını senkron devire veya ona yakın
devirlere kadar yükseltmek gerekir. Bunun için senkron motorun miline, devri senkron
motorun devrine eşit veya ona yakın döndürücü bir makina akuple olarak bağlanır.
Döndürücü makina olarak doğru akım motoru, asenkron motor, dizel veya benzin motorları
kullanılabilir. Senkron motor, döndürücü makina yardımıyla senkron devirde döndürülür.
Statoruna üç fazlı alternatif gerilim uygulanır. Alternatif gerilimin bu sargılarda oluşturacağı
döner alanın yönü, rotorun dönüş yönünde olmalıdır. Döndürülen rotora fırça ve bilezikler
yardımıyla doğru akım uygulanarak, rotorun sabit kutupları ile statorun döner alan
kutuplarının kilitlenmesi sağlanır. Kilitlenme sırasında zıt kutuplar birbirini çekerek, döner
alan tarafından, döner alan yönünde ve döner alan hızı ile döndürülürler. Bu olaya rotorun
döner alan tarafından sürüklenmesi de denir.
Senkron motor çalışmaya başladıktan sonra, sincap kafesi oluşturan rotor çubuklarında bir
e.m.k indüklenmez. Çünkü, rotor da senkron hızla döndüğü için, çubuklar döner alan
tarafından kesilmez. Rotorun devir sayısında bir değişiklik olmadıkça sargılardan bir akım
dolaşmaz.
Senkron motorlarda devir sayısı yükle değişmez. Ancak yük arttıkça senkron motorun
şebekeden çektiği akım artar.
Senkron motoru boşta çalıştırıp, statoruna üç fazlı alternatif gerilim uygulandığında, stator
sargılarında uygulanan şebeke gerilimine eşit ve zıt yönde bir e.m.k indüklenir (UŞ = E).
E
Bileşke gerilim sıfırdır (ER = 0). Statordan geçen yük akımı, Iy = R eşitliğine göre sıfır olur
ZS
(Iy = 0).
Senkron motorun boştaki kayıpları dikkate alınmazsa, boşta çekilen yük akımı sıfır olur.
Senkron motor yüklendiğinde, statoruna uygulanan üç fazlı alternatif gerilim ile stator
sargılarında indüklenen zıt e.m.k arasında β ya eşit bir faz farkı oluşur. Şebeke gerilimi ile zıt
28
e.m.k’inin vektöriyel toplamı, yani bileşke gerilim sıfır değildir. Bileşke gerilimin etkisiyle
statordan akım geçer. Stator sargılarının etkin direncini dikkate almazsak, yük akımı bileşke
gerilimden elektriksel olarak 900 geridedir. Gerçekte stator sargılarının omik direncinden
dolayı, yük akımı ile bileşke gerilim arasındaki açı tam 900 değildir. Bu nedenle motor boşta
çalışırken şebekeden çok az akım çeker. Bu akım motorun boştaki kayıplarını karşılar.
Şebekeden çekilen akım ile uygulanan gerilim arasında φ açısı vardır.
Senkron motorun boşta ve yükte çalışma durumu
Senkron motorun yükü arttırılacak olursa β yük açısı büyür, bileşke gerilim dolayısıyla yük
akımı artar. Motor artan yükü karşılamak için, şebekeden daha fazla güç çeker. Hava
aralığındaki manyetik kuvvet hatları lastik bantlar gibi gerilir. Yük daha da arttırılacak olursa,
manyetik kuvvet hatları kopar, senkron motor senkronizmden ayrılır ve durur. Stator ve rotor
kutupları arasındaki kilitlenmenin bozulduğu bu yüke senkronizmden çıkış yükü, bu andaki
momente kopma momenti adı verilir. Motorun durması ile şebekeden çekilen akım çok artar.
Motorun yanmaması için, statora uygulanan alternatif gerilimin hemen kesilmesi gerekir.
Motor devresine koruyucu olarak sigorta, röle, kontaktör, kesici vb. devre elemanları
konulmalıdır.
Senkron motorlarda kopma yükü, nominal yükün % 150 ~ 300‘ü arasında değişir. Nominal
yükün üzerindeki yüklerde, motorun çalışma süresi kısalır ve kısa bir süre sonra motor durur.
Buradaki açıklamalar uyartımın sabit tutulduğu durumlar için geçerlidir. Yükün artması β yük
açısını değiştirdiği gibi, uyartımın değişmesi de β yük açısını değiştirir.
Senkron motorlarda yük sabit tutulup, uyartım akımı ayarlanarak motorun omik, endüktif ve
kapasitif çalışma durumları elde edilebilir. Uyartım akımı fazla ise motor kapasitif, az ise
endüktif çalışır. Çalışma şekli ne olursa olsun, yük değişmedikçe senkron motorun şebekeden
çektiği akımın aktif bileşeni sabit kalır. Reaktif bileşeni ise uyartıma göre değişir. Her üç
çalışma şeklinde güç sabit kalır.
Uyartım akımı ayarlanarak senkron motorun şebekeden çektiği akım ve güç katsayısı
değiştirilebilir. Uyartım akımını azaltarak endüktif çalışma durumuna geçildiğinde, kutupların
manyetik akısının indüklendiği zıt e.m.k’i azalır. Döner alan kutupları ile rotor kutupları
arasındaki β kayma açısı biraz büyür. Motorun şebekeden çektiği yük akımı artar. Şebeke
gerilimi ile yük akımı arasındaki açı büyür, dolayısıyla motorun güç katsayısı küçülür. Yük
akımının reaktif bileşeni artar.
Uyartım akımını arttırarak motorun omik çalışma durumuna geçildiğinde, kutupların
manyetik akısının indüklediği zıt e.m.k‘i artar. Döner alan kutupları ile rotor kutupları
arasındaki β kayma açısı biraz küçülür. Omik çalışma durumunda şebekeden çekilen akım en
29
küçük değerindedir ve aktif bileşene eşittir. Şebeke gerilimi ile yük akımı arasındaki açı
sıfırdır (φ = 0) ve motorun güç katsayısı Cosφ = 1 dir.
Uyarım akımını biraz daha arttırarak kapasitif çalışma durumuna geçildiğinde, kutupların
manyetik akısının indüklediği zıt e.m.k‘i artar ve şebeke geriliminden daha büyük değerler
almaya başlar. Döner alan kutupları ile rotor kutupları arasındaki ß kayma açısı küçülür.
Motorun şebekeden çektiği yük akımı artar ve şebeke geriliminden ileride olur.
Senkron motorun sabit yükte ve değişik uyartım akımları için vektör diyagramları
UŞ. Iy. Cosφ = UŞ. Iy1. Cosφ1 = UŞ. Iy2. Cosφ2 = UŞ. Iy3. Cosφ3
Iy. Cosφ = Iy1. Cosφ1 = Iy2. Cosφ2 = Iy3. Cosφ3
Sonuç olarak sabit bir yük altında ve boşta çalışan bir senkron motorun uyartım akımını
ayarlayarak motorun şebekeden çektiği akım ve güç katsayısı değiştirilebilir. Çalışma şekli ne
olursa olsun yük değişmedikçe senkron motorun şebekeden çektiği akımın aktif bileşeni sabit
kalır (Ia = Ia1 = Ia2 = Ia3), reaktif bileşen ise uyartıma göre değişir.
SENKRON MOTORUN V EĞRİSİ
Sabit yük ve sabit gerilimde çalışan senkron motorun uyartım akımına bağlı olarak yük
akımının değişimini gösteren Iy = f (Im) eğrisine V eğrileri denir.
Uyartım akımı değiştikçe motorun güç katsayısı ve yük akımı değişir. Demir ve bakır
kayıplarında meydana gelecek küçük değişmeler dikkate alınmazsa, senkron motorun
şebekeden çektiği güç sabit kalır.
P = 3 . U. I. Cosφ
30
Çeşitli yüklerdeki yük akımının uyartım akımına göre değişim eğrisi V harfine benzediği için,
bu eğrilere V eğrileri adı verilmiştir. Yük akımı ile güç katsayısının değişimi ters orantılı
olduğundan, aynı deneyde Cosφ = f (Im) eğrileri de elde edilir.
V eğrileri motorun boşta ve çeşitli yüklerinde yapılır. Senkron motora önce boşta yol
verilerek senkron devirde dönmesi sağlanır. Daha sonra motor yüklenir ve yük sabit tutulur.
Motorun şebekeden çektiği güç ölçülür. Motorun uyartım akımı değiştirilerek, her uyartım
akımında motorun şebekeden çektiği akım ölçülür. Uyartım akımı değiştirilerek senkron
motorun şebekeden çektiği akım en küçük değerine ayarlanır. Bu anda motor omik çalışma
durumundadır ve güç katsayısı Cosφ = 1’dir. Daha sonra uyartım akımı azaltılarak motorun
endüktif çalışması sağlanır. Bu çalışma durumunda motorun şebekeden çektiği akımın artığı,
güç katsayısının azaldığı görülür. Uyartım akımının azaltılmasına, motorun şebekeden çektiği
akım nominal yük akımının % 130 ~ 150’i oluncaya kadar devam edilir. Daha küçük
uyartımlarda senkron motor kilitleme durumundan ayrılır, yani senkronizmden kopar. Daha
sonra uyartım akımı arttırılarak motorun kapasitif çalışması sağlanır. Bu çalışma durumunda
da motorun şebekeden çektiği akımın arttığı, güç katsayısının azaldığı görülür.
Sabit aktif güçteki akımlar uyartım akımının fonksiyonu olarak çizilirse senkron motorun V
eğrileri elde edilir.
Motorun devresine bağlanan Cosφmetre ile her uyartımdaki güç katsayıları tespit edilerek,
uyartım akımının fonksiyonu olarak motorun güç katsayısının değişim eğrileri Cosφ = f (Im)
çizilir.
DENEYDE KULLANILAN ARAÇ VE GEREÇLER:
1- DC Şönt Motor
2- Senkron motor
3- Set transformatörü
4- AC ve DC Voltmetre
5- AC ve DC Ampermetre
6- Wattmetre
7- Cosφmetre
31
DENEYİN BAĞLANTI ŞEMASI:
Senkron motor deneyleri için bağlantı şeması
DENEYİN YAPILIŞI:
1- Şekildeki devreyi kurunuz.
2- Döndürücü makina DC şönt motora uygulanan gerilimi gösteren voltmetreyi DC Volt,
senkron motorun gerilimini gösteren voltmetreyi AC Volt, senkron motorun yük akımını
gösteren ampermetreyi AC Amper, uyartım akımını gösteren ampermetreyi DC Amper,
wattmetreyi 1000 V-1 A kademesine alınız.
3- DC şönt motoru 130 V gerilimde çalıştırarak şönt motora yol veriniz.
4- Şönt motor, senkron motoru senkron devire yakın bir devirde döndürürken, senkron
motorun stator sargılarına (U1-V1-W1) üç fazlı alternatif gerilim uygulayınız.
5- Set transformatörün anahtarını kapatarak, senkron motorun rotor sargı uçlarına (K-M) DC
uyartım akımı veriniz.
6- Stator ve rotor kutupları kilitlendiği anda DC gerilim kaynağını kapatınız. Enerjisi kesilen
DC şönt motor senkron motor tarafından döndürüldüğünden sargılarında gerilim indüklenir ve
dinamo olarak çalışır.
7- Senkron motorun boşta çalışmasında, devir sayısı, uyartım akımı, yük akımı, güç ve güç
katsayısı değerlerini ölçünüz.
8- Uyartım akımını kademeli olarak azaltarak motorun endüktif çalışmasını sağlayınız ve her
kademede devir sayısı, uyartım akımı, yük akımı, güç ve güç katsayısı değerlerini ölçünüz.
9- Uyartım akımını kademeli olarak arttırarak motorun kapasitif çalışmasını sağlayınız ve her
kademede devir sayısı, uyartım akımı, yük akımı, güç ve güç katsayısı değerlerini ölçünüz.
10- Aldığınız değerleri tabloya yazınız.
11- AC gerilim kaynağını ve set transformatörünü kapatarak senkron motoru durdurunuz.
32
12- Alınan değerlere göre, uyartım akımı yatay eksende, yük akımı düşey eksende olacak
şekilde, yük akımının uyartım akımıyla değişim eğrisini Iy = f (Im) çiziniz.
13- Alınan değerlere göre, uyartım akımı yatay eksende, güç katsayısı düşey eksende olacak
şekilde, güç katsayısının uyartım akımıyla değişim eğrisini Cosφ = f (Im) çiziniz.
33
34

Download Report