Sincap kafesli asenkron motorlarda kafes arızalarının motor performansına etkileri

Abstract

Bu çalışmada dalgıç asenkron motorlarda sincap kafesi arızalarının motor performansına yaptığı etkiler incelenmiş ve bu etkiler arıza büyüklüğüne göre kademelendirilmiştir. Asenkron motorlardaki rotor arızalarıyla ilgili yapılan literatürdeki çalışmalarda genellikle arızaların belirtileri veya teşhisi üzerinde durulmuştur. Motor performansı ile ilgili çalışmalar mevcut olmasına rağmen rotor arızalarının motor performansına yaptığı etkiler hakkındaki çalışmaların sayısı sınırlıdır. Literatürden farklı olarak bu çalışmada, rotor arızalarının güç faktörüne ve motor verimine etkilerinin incelemeleri yapılmış ve bu etkiler kademelendirilmiştir. Ayrıca rotor kafes arızaları içerisine kısa devre halkası arızasının dahil edilmesi ve analizler için derin kuyu asenkron motorlarının kullanılması açısından literatürden farklıdır. Bu çalışmada dört farklı büyüklükte motor kullanılmıştır. Motorların her biri, sağlam ve beş farklı rotor arızası olmak üzere 6 farklı durumda incelenmiştir. Analizler için benzetimler ve deneyler yapılmıştır. Benzetimler için CEDRAT firmasının FLUX programı kullanılmıştır. Deneylerde dalgıç motor üretim fabrikasında oluşturulan deney düzeneği kullanılmıştır. İncelemeler, arızaların kararlı durumdaki, yol alma sürecindeki ve hız-moment eğrisi üzerindeki etkileri olmak üzere üç ana bölümde yapılmıştır. Performans kapsamında; motor akımı, momenti, hızı, güç faktörü ve verimi değerlendirilmiştir. Motor hızının hesaplanmasında Hızlı Fourier Dönüşümü kullanılmıştır. Hız hesabında kullanılan yöntem itibariyle literatürden ayrılmaktadır. Sonuçlar, etkilerin dalgalanma ve ortalama değerde azalma olarak ortaya çıktığını göstermiştir. Analizler ayrı ayrı ve genelleştirilerek yapılmış ve arıza büyüdükçe motor performansına yaptığı etkinin üstel olarak arttığı, bunun motor büyüklüne göre değişmediği ve halka kırık arızasının kırık çubuk arızasıyla benzer etkiler yaptığı ortaya konmuştur.

In this study effects of squirrel cage faults on submersible induction motor performance were investigated and these effects were ranked according to fault size. Studies on rotor faults in the literature have generally focused on diagnostics and symptoms of these faults. Studies about motor performance are available in the literature. But the number of studies about effects of rotor faults on motor performance is limited. Unlike the literature in this study, these effects on motor power factor and efficiency were investigated and effects of rotor faults on motor performance were ranked according to fault size. Furthermore, including of end-ring fault to rotor faults and using of submersible induction motor in investigations makes different this study from others. Four different motors were used for the simulation and experimental studies under healthy and five different rotor faults conditions. FLUX package program was used for simulations. Experiments were done in submersible induction motor factory by using test system. The effects of faults were investigated in three sections; analyzing of steady-state condition, analyzing of start-up duration and analyzing of speed-torque curve. The stator current, torque, power factor, speed and efficiency of motor are addressed within the context of performance. The variations of these outputs are examined in the time domain. So, the effects of fluctuations and mean value of the outputs are analyzed and ranked according to rotor fault size.