Asenkron Motorların Madenlerde Kullanımı (Diyagramlı)
Bu makaleyi okuduktan sonra öğreneceksiniz: - 1. Madenlerde Endüksiyon Motorları 2. Madenlerde Endüksiyon Motorunun Prensibi 3. Rotorda Endüksiyon Etkisi 4. Asenkron Motorun Çalıştırılması 5. Asenkron Motorların Çalıştırılması 6 . Slipring Asenkron Motorlar 7. Madenlerde Kullanılan Senkron Motorlar 8. Bir Asenkron Motorun Yalıtım Direnci.
İçindekiler:
- Madenlerde Asenkron Motorlar
- Madenlerde Asenkron Motorun Prensibi
- Rotorda İndüksiyon Etkisi
- Asenkron Motorun Çalıştırılması
- Asenkron Motorların Çalıştırma Ekipmanları
- Kayma İndüksiyon Motorları
- Madenlerde Kullanılan Senkron Motorlar
- Asenkron Motorların İzolasyon Direnci
1. Madenlerde Asenkron Motorlar:
Madenlerde, endüksiyon motorları çoğunlukla aleve dayanıklı bir mahfaza içinde kullanılır. Muhafazanın yanı sıra, asenkron motorların performansı, özel tasarıma göre diğer motorlarla aynıdır. Asla motorlar arasında sincap kafes tiplerinin tüm elektrikli motorların en basit olduğunu biliyoruz ve bilgi birikimimizden biliyoruz.
Asenkron Motorlar sadece iki bölümden oluşmaktadır. Biri stator, beslemeye bağlı sabit bir sarım, diğeri ise stator içinde dönen ve yükü tahrik eden dönen bir sarımdır.
Sincap kafesli motorlar, tek veya üç fazlı kaynaklardan çalışacak şekilde tasarlanabilir. Besleme açılır açılmaz üç fazlı Asenkron motor yük altında çalışmaya başlayacaktır. Başlatıcılar, sadece başlangıç akımını azaltmak gerektiğinde kullanılır.
Basitlikleri nedeniyle, sincap kafesli motorlar madenlerde ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Matkaplar, kömür kesiciler için yeraltında kullanılırlar; yükleyiciler, konveyörler ve taşıyıcılar ve ayrıca pompalarda, yardımcı fanlarda ve küçük kompresörlerde yaygın olarak kullanıldığı bulunabilir.
Stator, yumuşak demirin laminasyonu yapılmış içi boş bir silindirden oluşur. Silindirin iç kısmı, üç fazlı bir sarımın iletkenlerini almak için yarıklıdır. Sargının iletkenleri birbirlerinden yalıtılmıştır ve statorun tüm yalıtımı, nem, kir ve diğer yabancı parçacıkların girmesini önlemek için özel elektrik dereceli vernik veya reçine ile düzgün şekilde emprenye edilmiştir.
Çekirdek ve bobin, çelik veya dökme demir boyunduruğu içinde çalışır. Şekil 11.1 (a) bir stator taslağını gösterir.
Şekil 11.1 (b), bir sincap kafesli rotorun bir taslağını gösterir. Rotor, silindir şeklindeki bakır çubuklardan veya alüminyum çubuklardan (küçük motorlar halinde dökülür) oluşur ve her bir ucunda bakır veya pirinç halka ile kısa devre yapar ve ona bir kafes şekli verir. Bu yüzden endüksiyon motorlarına sincap kafesi gibi göründüğü için sincap kafesli motorlar da denir.
Alternatif olarak, bütün kafes tek parça halinde alüminyum alaşımından dökülebilir. Kafes, bir şafta kilitlenmiş yumuşak demir laminasyonlarından yapılmış, zaten düzgün bir şekilde işlenmiş olan silindirik bir göbeğe yerleştirilmiştir. Rotor, şaftın her iki ucundaki rulmanlar tarafından desteklenir.
Statorla eşleştirilir, böylece rotorun yüzeyi ile statorun iç yüzeyi arasında genellikle birkaç inçlik bir inçlik (genellikle her taraftan 0, 015 ila 0, 028 arasında değişen) çok küçük bir hava boşluğu olur.
Küçük ama tek biçimli bir hava boşluğu, asenkron motorun bir bütün olarak verimli çalışması için çok önemlidir. Aslında, hava boşluğunun önemi o kadar büyüktür ki, eğer uygun bir şekilde işlenmezse, tüm motor özelliklerini ve performansını değiştirir.
2. Madenlerde Asenkron Motorun Prensibi:
Diğer tüm elektrik motorlarında olduğu gibi, bir kafesli motor, rotordaki akım taşıyan iletkenlerin bir manyetik alanla tepkimesiyle tarif edildiği gibi, motor prensibi boyunca mekanik bir güç yaratır. Bir endüksiyon motorunun belirleyici özelliği, rotor iletkenlerindeki akımların, tepki gösterdikleri alanla aynı şekilde uyarılmasıdır.
Asenkron motorun performansı ve çalışması, dönen sargılar sabit kalırken dönen bir manyetik alan üretme olasılığına bağlıdır.
Böyle bir alan sadece alternatif bir akım kaynağına bağlı bir sarımla üretilebilir, oysa elektromanyetik bir alan üretmek için bir sarıma doğru bir akım uygulanırsa, alandaki alanın konumu tamamen sargı. Alan, yalnızca sargıları çevirerek döndürmek için yapılabilir.
İki, dört, altı ya da herhangi bir sayıda kutuplu dönen bir alan üretmek için bir endüksiyon motorunun statorunu tasarlayabiliriz ve ardından sarımın tasarımı gereken kutup sayısına bağlı olacaktır. Kaynağın her fazı statordaki bir sargıya bağlanır.
Sargılar, her biri gereken sayıda kutup verecek şekilde tasarlanır ve sargılar, yıldız veya delta olarak birbirine bağlanır. Yıldız oluşumunda, beslemeye bağlı olmayan sarımların üç ucu birbirine bağlıdır.
Her fazdaki sarımlar, fazlarının her bir yarım döngüsünde, sarımın bir yarısı kuzey kutupları üretirken diğer yarısı güney kutuplarını üretecek şekilde düzenlenir. Her sarımın polaritesi her yarım çevrimde tersine döner.
Sargılar, faz sırasına göre stator etrafına eşit aralıklarla yerleştirilmiştir. Sargılar, fazlarının pozitif yarı döngüsü boyunca kuzey kutbunu üretir. Tipik bir sarım düzeni, Şekil 11.2 (a) 'da şematik olarak gösterilmiştir.
Bununla birlikte, Şekil 11.2 (b), iki kutuplu dönen bir alanın, altı sargıya sahip stator tarafından nasıl üretildiğini göstermektedir. Üç fazdaki değişen çevrimler arasındaki ilişki nedeniyle, akım kuvveti stator etrafındaki art arda sarımlarda bir zirveye ulaşacaktır.
Daha sonra toplam alanın direği bir anda 1A (kuzey) ve IB (güney) sarımında olacak, sonra 3B (kuzey) sarımında ve IB (kuzey) ve 1A (güney) sarımında olacaktır. Üç fazlı bir beslemeyi altı sarımlı bir statora bağlamanın etkisi, tedarikin her döngüsü için bir devrimi tamamlayan iki kutuplu bir manyetik alanın üretilmesidir.
Tarla Dönme Hızı:
İki kutuplu bir alanın bir devrimi tamamlaması için, statordaki her sargının bir kez kuzey kutuplarına ve bir kez de güney kutuplarına sahip olması gerekir. İki kutuplu bir alan döngü başına bir kez döner, çünkü her sarım bir çevrim boyunca polariteyi değiştirir.
Dört kutuplu bir alanın bir devrimi tamamlaması için, her sarımın her iki kutbu da iki kez olmalıdır. Altı kutuplu bir alan için bir devir, sargıların her bir kutupluluğa üç kez vb. Sahip olmasını gerektirir.
Şimdi sargıların kutup başına sadece bir kez değiştiğini gördükçe, kutupların sayısı arttıkça, alanın dönüşü ve rotorun hızı yavaşlar. Örneğin, 50 c / s'ye bağlandığında. tedarik, iki kutuplu bir alan 3000 rpm'de, 1500 rpm'de dört kutuplu bir alan, 1000 rpm'de altı kutuplu bir alan ve 750 rpm'de sekizinci bir kutup alanı olarak döner.
Bu alanın dönme hızına senkron hız denir ve bu formül açısından tanımlanabilir;
Alan, saat yönünde veya saat yönünün tersine yönde döndürmek için yapılabilir. Aslında, dönme yönünü tersine çevirmek için, sadece herhangi iki fazın sırasını tersine çevirmek gerekir. Bu nedenle, örneğin, faz bağlantıları 1-2-3 ise ve saat yönünde bir dönüş üretiyorsa, saat yönünün tersine döndürme 3-2-1, 2-1-3 veya 1-3-2 bağlantıları ile üretilir.
3. Rotorda Endüksiyon Etkisi:
Stator sargısı statöre bağlandığında, dönen manyetik alan rotorun iletkenleri boyunca ilerler. Bu iletkenler, bu nedenle, değişen bir manyetik alandadır. Her iletken, içinde indüklenen bir emf'ye sahiptir ve tüm rotor iletkenleri kısa olduğu ve bu nedenle uç halkalar ile birbirine bağlandığında, akımlar dolaşabilir.
Etki, alanların durağan olması ve rotor iletkenlerinin stator alanının döndüğünün tersi yönde döndürülmesiyle aynıdır.
Rotor iletkenlerinde akım akış yönü bu nedenle jeneratörler için Fleming'in Sağ El Kuralı'nı uygulayarak bulunabilir. Şekil 11.3, akım indüksiyonunu ve bunun kuvvete neden olan etkisini ve sonunda rotorun dönüşünü açık bir şekilde açıklamaktadır.
Endüksiyon prensibi nedeniyle, akımlar rotor iletkenlerinde akmaya neden olur, motor prensibi devreye girer ve her iletkene bir kuvvet uygulanır. Flemings Left Hand Kuralını motorlar için uygulayarak, herhangi bir iletkende, motor kuvvetinin, iletkenin motive edici akımı başlatmak için hareket etmesi gereken yönün tersi yönde çalıştığı görülebilir.
Bir endüksiyon motorunda, her bir iletkene etki eden kuvvet, onu dönen stator alanının kesiştiği ile aynı yönde hareket ettirme eğilimindedir. Bu fenomen, Şekil 11.4'te açıklanmaktadır. Birlikte toplanan iletkenler üzerine etkiyen kuvvetler, rotoru alanın dönme yönünde çeviren bir tork üretir ve böylece stator sargısı, sağlıklı bir kaynağa bağlı olduğu sürece rotor dönmeye devam eder.
Bir motor tarafından üretilen tork, rotorda akan akımın gücüne bağlıdır. Ağır akımlar, büyük bir tork üretmek için dönen alanla reaksiyona girer; ve aynı prensibe göre, ışık akımları sadece küçük bir tork üretir.
Rotorda indüklenen akımın gücü, sırayla, dönen alanın iletkenler boyunca süpürme hızına, yani rotor ve alan arasındaki kayma denilen göreceli harekete bağlıdır.
Aslında, büyük miktarda kayma ağır indüklenen akımla sonuçlanır, ancak rotor senkron hıza yaklaşırsa, indüklenen akımlar azalır ve tork düşer. Rotor asla senkron hıza ulaşamaz, çünkü bu hızda, rotor ve alan arasında nispi hareket yoktur ve hiçbir tork sağlanamaz.
Kayma miktarı ve bu nedenle motorun hızı, yükü çalıştırmak için gereken torkla doğrudan ilgilidir. Dört kutuplu bir makinede 50 c / s'de çalışıyor. tedarik sistemi ve gelişen 50 beygir gücü demek, stator alanının hızı 1500 rpm olacaktır.
Şimdi tam yükte çalışırken, motorun hızına bağlı olarak motorun hızı 1450 ila 1470 rpm arasında olacaktır. Bununla birlikte, eğer yük azaltılırsa, motor biraz hızlanır ve yüksüzken, motor yaklaşık 1500 dev / dak. Altında çalışır, yani yaklaşık 1490-1495 dev / dak.
Bu nedenle motorun hızı, esasen stator alanının senkron hızına bağlıdır ve sürülen yük tarafından hafifçe değiştirilir. Basit bir endüksiyon motorunun hızını kontrol etmenin veya değiştirmenin tatmin edici ve kanıtlanmış başarılı bir yolu yoktur, böylece tüm pratik amaçlar için sabit devirli bir motordur.
Bu nedenle, endüksiyon motoru o kadar popüler hale geldi ki sürücünün çoğu sabit hıza ihtiyaç duyuyor. Modern endüstri uygarlığı, 1885'teki endüksiyon motorunu bulduğu için bilim insanına şiddetle teşekkür etmelidir.
4. Asenkron Motorun Çalıştırılması:
Besleme gerilimini doğrudan sağlamak için doğrudan devreye alınıyorsa, yük altında bir kafes endüksiyon motoru çalışmaya başlar. Başlatma yöntemi doğrudan çevrimiçi (DOL) anahtarlama veya başlatma olarak bilinir. Başlatma anında, kayma (ve dolayısıyla indüklenen rotor akımı) en yüksek seviyededir, böylece motor normal çalışma hızına yaklaşana kadar beslemeden ağır bir akım çeker.
Bir kafesli motor normal tam yük akımının beş ila altı katı olabilir.
Maden ocağında kullanılan yüz ekipmanları gibi tüm daha küçük kafesli motorlar direkt hat değiştirme ile çalıştırılır. Başlangıç akımını yerleştirmek için, motor devresindeki tüm koruyucu cihazlar başlangıç döneminde açmayacak şekilde tasarlanmıştır.
Motorun çalıştığı ve hızlandığı zaman boyunca, alınan ağır akım, dağıtım hatlarını paylaşan diğer makinelerin kullanabileceği gücü azaltır. Bu nedenle birçok yeraltı motorunun rotorları, akımın başlangıçtaki akımını mümkün olduğu kadar sınırlamak için tasarlanmıştır.
Başlangıç akımını sınırlamanın bir yöntemi, rotora bir çift hatta üçlü bir kafes sağlamaktır. Akım ayrıca kafes çubukların dikkatlice tasarımıyla da sınırlandırılabilir.
Şekil 11.5, bir Çift Kafesli Rotorun bir taslağını gösterir ve Şekil 11.6, genellikle Çift Kafesli Rotorlarda kullanılan Bölümler Rotor Çubuklarını gösterir. Aslında, çift kafesli rotor, çekirdeğin yüzeyine yerleştirilmiş yüksek dirençli bir kafes ve çekirdeğin içine yerleştirilmiş düşük dirençli bir bakır kafes ile yapılır.
Rotor sabitken, başlangıç anında, rotor ve dönen alan hızları arasındaki farka bağlı olan kafes çubuklarında indüklenen emk frekansı, besleme frekansı yaklaşık 50 c / s'dir.
Bu frekansta demir ile çevrili bakır kafes, içinde yüksek akımın akmasını önleyen çok yüksek endüktif bir reaktansa sahiptir. Dış kafeste indüklenen akım, motorun yüksek bir torkla (normal yük torkunun iki katına kadar) başlamasına izin vermek için yeterlidir, ancak kafesin direnci başlangıç akımını sınırlar.
Motor hızı topladıkça, rotor ve dönen alan hızları arasındaki fark büyük ölçüde azaltılır ve indüklenen emk frekansı çok daha düşük hale gelir. Bu nedenle bakır kafesin reaktansı çok daha azdır, bunun içinde indüklenen akımlar daha güçlüdür (indüklenen emk çok daha küçük hale gelse de) ve kafes tork üretme görevini üstlenir.
Üç ayrı kafesli üçlü kafes rotoru da vardır. Çok yüksek dirençli bir kafes üzerinde başlar ve ana çalışan kafes sonunda tam olarak çalışmaya başlamadan önce ikinci bir ara kafes devralır. Bununla birlikte, bir çift kafes rotoruna çok benzer bir şekilde çalışan tek bir kafesli başka bir rotor tipi vardır. Şekil 11.6'da gösterildiği gibi özel olarak tasarlanmış kesitlere sahip iki olası şekli gösteren çubuklara sahiptir.
Her çubuğun büyük bir kısmı çekirdekte derindir ve bu bölüm başlangıçta yüksek bir reaktansa sahiptir. Akım, sadece yüzeye yakın küçük bölümlerde akar ve bu, ağır akımlara yüksek direnç gösterir. Bu nedenle motor yüksek bir tork ve ılımlı bir başlangıç akımı ile başlar.
Motor hızlandıkça, çubukların derin set kısımlarının reaktansı azalır, böylece akım her bir çubuğun tamamı boyunca serbest bir şekilde akabilir. Kafes daha sonra düşük dirençli bir kafes görevi görür.
Şekil 11.7'de gösterilen eşdeğer şemaya göre başlangıç torkunun (T s ) ve başlangıç akımının (I s ) ifadelerini kısaca tartışalım. Bu ifadeler, elektrik mühendislerine endüksiyon motorlarının performansını ve problemlerini anlamada yardımcı olacağı için verilmiştir.
Eğer P 1 = Güç Girişi, V 1 = Stator giriş voltajı ve I 1, = stator giriş akımı ve cos φ 1 güç faktörüdür, o zaman
Faz başına güç girişi
Bunun dışında, I 1 R, stator sargılarında dağılır ve kayıp (-E 1 ) I 1, histerez ve girdap akımları nedeniyle çekirdeği ısıtır. Burada R 1 = Stator Direnci ve E 1 = Stator indüklenen emf faz başına.
Bu nedenle P 1 aşağıdaki şekilde ifade edilebilir:
Vektörler (-E 1 ) ve (-) I2 arasındaki açı (Şekil 11.7 (b) 'de gösterildiği gibi, bir endüksiyon motorunun vektör diyagramını gösterir), rotorda E2 ve I2 arasındaki, olarak gösterilir. 2 . (-E 1 ), karşılıklı akıyla ilişkili voltaj bileşeni olduğundan ve (-I2), rotor akımına eşdeğer akım bileşeni olduğundan, (-E1, ) (-I2) Cos φ2; trafo hareketiyle rotora verilen güç;
Bu, rotora verilen gücün dışında açıklanabilir, kesirler s rotorda kullanılır ve rotorda ısı olarak kaybolur. Şimdi kalan (1-s) P2, rotor miktarları arasında vektör diyagramında görünmez.
Aslında, mekanik güce dönüştürülür ve bu nedenle şu şekilde ifade edilebilen rotor milinde geliştirilir:
P m = (ls) P 2 (ve buna sürtünme ve rüzgar yaşı gücü dahildir).
. . . Her şey şöyle ifade edilebilir:
Yani, rotor gücü daima bu orana bölünür. Aslında, tork, rotor güç girişi, P2 ile doğru orantılıdır; ve stator kayıplarının küçük olduğu düşünülürse, stator girişi ile orantılı olan. Bu nedenle motor girişi, verilen bir ana akı ve stator gerilimi için doğrudan torkla orantılıdır.
5. Asenkron Motorların Çalıştırma Ekipmanları:
Başlangıç ekipmanı, esas olarak motorların başlangıç akımını azaltmak için gereklidir. Ve bu harici kontrol ekipmanı yardımı ile yapılır. Bu yöntemler yıldız-delta başlangıç ve ototransformer başlangıçtır.
Bunlar bazen ağır hizmet tipi pompaları çalıştırmak için kullanılanlar gibi daha ağır motorlarla kullanılır. Bu tür motorlarda, motorun çalıştırılması için doğrudan besleme kullanılırsa, ağır başlangıç akımı nedeniyle, güç kaynağı kesilir.
Yıldız-Delta Başlangıç:
Yıldız-delta başlangıcı için tasarlanan bir makine (doğrudan hat başlangıcı veya otomatik trafo başlangıcı için tasarlanan bir makinenin aksine), stator alanı için toplam altı terminal vererek, her bir terminalin iki ucunu ayrı terminallerden çıkartacaktır. Stator saha bağlantısı anahtarın konumu değiştirilerek değiştirilebilmesi için Şekil 11.8'de gösterildiği gibi devreye bir anahtar bağlanır.
Sistem bu şekilde çalışır - ekipman, yıldıza bağlı stator ile başlatılır; Makine tam hıza ulaştığında, anahtar değiştirilir, böylece stator sargıları deltaya bağlanır ve makine normal çalışma boyunca delta bağlantısıyla çalışır.
Herhangi bir alan sargısı için, fazlar yıldıza bağlı olduğunda, akım (
Bu nedenle başlangıç akımı yaklaşık iki katı tam yük akımıdır. Star delta start, başlangıç torkunu da bir dereceye kadar azaltır, ancak motoru tam yükte çalıştırmak mümkün olmayabilir.
Sarım yıldızda geçici olarak bağlanırken başlatma sırasında faz gerilimi,
Bu başlangıç yöntemi, başlangıç torkunun tam yük torkunun yaklaşık yüzde 50'sini aşması gerekmediği sürece ucuz ve etkilidir. Takım tezgahları, pompalar vb. İçin kullanılabilir.
Stator Direnci Başlangıç: (SRS) :
Asenkron motorların prensiplerinden bildiğimiz gibi, belirli bir kayma için çıkış ve tork uygulanan voltajın karesi olarak değişir. Bu nedenle, uygulanan voltajdaki herhangi bir azalma, başlangıç torkunun aynı anda azaltılması anlamına gelir.
Ve bu prensip stator terminaline seri olarak üç fazlı harici direnç ünitelerinin bağlanmasıyla stator direnci başlatma yönteminde takip edilir. Şekil 11.8 (a) bu tip bir başlatma için basit devreyi gösterir.
Stator giriş voltajı (harici stator direnç biriminin ayarlanmasıyla) normal değerinden, yani x oranına düşürüldüğünde, yüksüz ve kısa devre akımları hemen hemen aynı oranda değişecektir. Ancak normal yüklerin aralığında kabaca sabit olan ana akı uygulanan voltaj tarafından belirlenir ve azaltılmış voltaj ile orantılı olarak önemli ölçüde azalır.
Manyetik devre yüksek oranda doymadığı sürece mıknatıslama akımı da benzer şekilde azalır. Dahası, çekirdek kayıpları kabaca akı yoğunluğu karesine ve sonuç olarak gerilimin karesine orantılıdır; yüksüz akımın aktif bileşeni, voltaj düşüşüyle orantılı olarak azalacaktır.
Kısa devre, uygulanan gerilim ve kısa devre empedansı bölümü tarafından verilmiş olmasına rağmen, sağlanan gerilimin doğrusal bir fonksiyonuna yakın bir yaklaşım olacaktır. Bu nedenle, eğer başlangıç akımı normal değerdeki x, fraksiyonu azaltıyorsa, başlangıç torku ayrıca normal değerinin x2 oranında azalır.
Auto-Transformer Starter:
Başlangıç akımı, Şekil 11.9'da gösterildiği gibi stator sargısının üç fazı boyunca 'V' deki iki otomatik transformatörün bağlanmasıyla da azaltılabilir. Otomatik transformatörler, stator sargısına uygulanan voltajı azaltma etkisine sahiptir, böylece motor tarafından alınan başlangıç akımı azalır.
Makine tam hıza yaklaştığında, otomatik transformatörler kapatılır, böylece tam besleme gerilimi daha sonra statora uygulanır. Burada ayrıca başlangıç torku bir dereceye kadar azaltılır. Şekil 11.9, otomatik transformatörün faz gerilimini normal değerin x oranına düşürmek için kullanıldığını göstermektedir. Daha sonra başlangıçtaki motor akımı I s = xl sc ve başlangıç torku T s = X 2 T sc
Bu, voltajı düşürmek için stator devresine direnç koymak durumunda olduğu gibi aynıdır. Ancak bu yöntemde avantaj, voltajın direnç tarafından değil, transformatör tarafından azaltılmasıdır.
6. Kayma İndüksiyon Motorları:
Kayma endüksiyon motorları, sincap kafesli motorlarla aynı endüksiyon prensibi ile çalışır. Bununla birlikte, kullanılan rotor formunda ve başlangıç yönteminde sincap kafesli motorlardan farklıdırlar. Kafes motorlarının aksine, kayma motorunun hızı kontrol edilebilir.
Genellikle kayma motorları, yüksek kompresör ve başlangıç akımının yakın kontrolünün gerekli olduğu büyük kompresörler ve ana nakliyeler gibi ağır işler için kullanılır. Ana sarıcı motorlarda bile kayma motorları kullanılır.
Kayma motorlarının statorları, sincap kafesli motorlarınkilerle aynıdır, ancak kayma motorunun rotoru, bakır iletkenlerden oluşan ve lamine yumuşak bir demir çekirdek içine yerleştirilmiş üç fazlı bir sargıdan oluşur.
İletkenler ve sarımlar birbirlerinden ve göbeklerden yalıtılmıştır ve tüm yalıtım, elektrik sınıfının özel verniği ile emprenye edilmiştir. Her faz sargısının bir ucu rotor içindeki bir yıldız noktaya bağlanır, sargıların diğer uçları rotor şaftı üzerine monte edilmiş üç kaymaya getirilir.
Rotor kızakları, üç fırça setiyle üç terminale bağlanır. Terminallere bağlı marş ünitesi, rotor devresini dışarıdan tamamlar.
Başlangıç birimi yıldıza bağlı üç değişken dirençten oluşur. Üç kayar uçlu terminale bağlanır, böylece rotor sargısının her fazı, Şekil 11.10'da gösterildiği gibi onunla seri olarak değişken bir dirence sahiptir.
Rotor devresinin direnci bu nedenle harici bir kontrolle değişebilir. Motoru çalıştırmak için, dirençler en yüksek değerlerine ayarlanır. Stator sargısına olan besleme açıldığında, motor yüksek bir tork ve nispeten düşük stator akımı ile yavaşça başlar.
Dirençler aşamalı olarak azaltılır, böylece üç terminal kısa devre yapıp motor tam hızda çalışana kadar motorun hızlanmasına izin verilir. Dış dirençlerin parçalarını rotor sargıları ile seri halde bırakarak maksimum hızının altında çalışacak bir kayma motoru yapılabilir.
Motorun gerçek hızı sürdüğü yüke ve devrede kalan direnç miktarına bağlı olacaktır. Bu yöntemle önemli bir hız aralığında kontrol yapmak mümkündür, ancak motorun tork hızı özelliklerine dikkat edilmelidir, aksi takdirde motor zarar görebilir.
Kısa Devre Dişli:
Bir kompresörü süren bir motor gibi bir hızda sürekli olarak çalıştırılması amaçlanan bir motor, bazen rotor devresinin makine içinde tamamlanabilmesi için kaymaların kısa devre edilmesi için bir mekanizma ile donatılmaktadır. Fırçalar aynı anda kaldırılabilir, böylece fırça aşınması minimuma indirilir.
Bir makine kısa devre şalterine sahipse, marş motoru rotora sadece sadece Şekil 11.10'da gösterildiği gibi başlama süresi boyunca bağlanır. Motor hızlandığında, kısa devre anahtarı genellikle kayma muhafazasının yanındaki bir tutamaç vasıtasıyla çalıştırılır ve motor daha sonra dahili olarak bağlı bir makine olarak çalışır.
Güç faktörü:
Tüm sincap kafesli ve kaymalı endüksiyon motorları gecikmeli bir güç faktöründe çalışıyor. Tam yükte çalışan endüksiyon motorları, makinenin tasarımına bağlı olarak genellikle 0, 8 ile 0, 9 arasında güç faktörlerine sahiptir. Bir motor tam yükünden daha az sürerse, güç faktörü kötüleşir, yarı yükün altında 0, 5'e kadar düşebilir veya bazen daha da düşebilir.
7. Madenlerde Kullanılan Senkron Motorlar:
Asenkron motor gibi senkron motor da içinde çalışan rotorlu bir statordan oluşur. Stator, asenkron motorunki gibi, üç fazlı alternatif akım kaynağına bağlandığında dönen bir alanın üretilmesi için sarılır. Dönme hızı, tedarikin sıklığına ve sahadaki kutupların sayısına bağlıdır.
Bununla birlikte rotor, bir endüksiyon motorundan farklı olarak, doğru akım beslemesi ile enerji verilen bir uyarma sargısına sahiptir. Besleme, iki kayma yayını taşıyan fırçalarla beslenir ve rotor sarılır, böylece stator alanıyla aynı sayıda kutuba sahip sabit bir polarize alan üretilir.
Şimdi stator alanına üç fazlı alternatif akım beslemesi ile enerji verildiğinde ve rotor doğrudan akım beslemesi ile enerji verildiğinde, rotorun her bir kutbu dönen alanın zıt bir direğine çekilir.
Bu nedenle, rotorun kutupları, rotorun stator alanıyla aynı hızda dönmesi, yani senkron hızda dönmesi ve dolayısıyla bu motora senkron motor olarak adlandırılması için karşılık gelen dönen kutupları takip eder. Bununla birlikte, bu motor tipinin hızı değişmez.
Başlangıç:
Senkron motor, başlangıç torku üretmediğinden kendi kendine başlayamaz. Gerçekte tork, yalnızca rotor kutupları, dönen alanın kutuplarını takip ederken üretilir; motor yükünü sürmeden önce, rotor zaten yaklaşık olarak senkron hızda çalışıyor olmalıdır. Senkron bir motoru başlatmak için, rotorun enerjilendirilmesinden önce hıza ulaşmak için bazı yöntemler kullanılmalıdır.
Senkron motorları çalıştırma sırasında hıza kadar çalıştırmak için çeşitli yöntemler kullanılmıştır. Bir yöntem, ana şaft üzerinde bir midilli motoru olarak adlandırılan küçük bir ayrı endüksiyon motoru oluşturmaktır, ancak bu yöntem nadiren kullanılmaktadır. Çarpışmalarda kullanılan çoğu senkron motor, ana rotorda bulunan bir sargıya sahiptir, böylece ana alanı kullanarak endüksiyon motoru olarak çalıştırılabilir.
Çarpışmalarda en çok kullanılan üç senkron motor türü, senkron motor, otomatik senkron ve kafes senkron motorlarıdır. Aslında bunlar başlangıç yöntemleri ile ayırt edilir.
Senkron Asenkron Motor:
Bir senkron senkron asenkron motorun iki sargılı bir rotoru vardır. Bir sargı, doğru akım beslemesine iki kayma yoluyla bağlanan uyarma sargısıdır. Diğer sargı, diğer üç kayma kayışı vasıtasıyla başlangıç dirençlerine bağlı üç fazlı bir endüksiyon sargısıdır. Bu nedenle motor, Şekil 11.11 (a) 'da gösterildiği gibi beş adet kayma parçasına sahiptir.
Motor, başlangıç dirençleri kullanılarak bir kayma endüksiyon motoru olarak çalıştırılır. Motor yaklaşık olarak senkron hıza ulaştığında, doğru akım uyarıcısı beslemesi açılır ve endüksiyon bobini açık devre yapılır.
Bir başka senkron endüksiyon motorunda, rotor, üç kızaklı üç faz sargısına sahiptir. Motor 7 başlangıç direnci kullanılarak bir kayma makinesi gibi çalıştırılır. Motor senkron hıza yaklaştığında, doğru akım uyarıcısı beslemesi açılır ve endüksiyon bobini açık devre yapılır.
Bazı motorlarda, besleyici beslemesi tarafından sadece iki kızak kullanılır, rotor sargısının bir fazı çalışmaz. Alternatif olarak, diğer motorlarda, üç kaymanın tamamı kullanılır, sargının iki fazı Şekil 11.11 (b) 'de gösterildiği gibi paralel ve üçüncü seridir.
Otomatik senkron motor:
Bir otomatik senkron motor, motor normal çalışma hızına yaklaştığında anahtarlama ihtiyacını ortadan kaldırmak için tasarlanması dışında, senkron bir endüksiyon motoruna benzer. Rotor sargısı, çıkarıcıya kayma ve fırçalar vasıtasıyla kalıcı olarak bağlanmıştır.
Motor, bir endüksiyon motoru olarak başlar, rotor devresi dc jeneratörde tamamlanır. Motor hızlandığında, indüklenen alternatif akıma ek olarak rotor sargısında doğru akım akar. Rotor senkron hıza ulaştığında, rotorda akım indüklenmez, çünkü alan ve rotor arasında nispi hareket yoktur.
Kafes Senkron Motor:
Bu tipteki rotor, sadece kaymalara salınan bir uyarıcı sargıya sahiptir, fakat aynı zamanda, rotor çekirdeğine gömülü bir kafes biçimi de vardır. Motor kafesli bir motor olarak çalıştırılır. Motor senkron hıza yaklaştığında, doğru akım beslemesi açılır.
Motor çalışırken, kafes daha sönük bir sargı görevi görür ve “avlanmayı” önler, yani motor devrinde titreşime neden olabilecek hafif değişiklikler olabilir. Otomatik trafo çalıştırma genellikle kullanılır, ancak bu tür bazı makineler doğrudan çevrimiçi anahtarlarla başlatılır.
Uyarma Devresi:
Rotor için uyarma akımı genellikle, rotor ile aynı şafta monte edilen ve makinenin ayrılmaz bir parçasını oluşturan küçük bir uyarıcı jeneratörden elde edilir. Bu nedenle gereken tek harici besleme normal ana beslemedir.
Rotor sargısında akan akımın değişmesini sağlayan bir kontrol ünitesi sağlanmıştır. Herhangi bir yük için belirli bir minimum uyarma akımı gerekir. Motorun üretebileceği tork, rotor alanının gücüne bağlıdır. Bu alan çok zayıfsa, yükü çalıştırmak için yeterli tork geliştirmez ve bunun sonucunda durma meydana gelir.
Güç faktörü:
Asgari uyarımda, motor, yüke ve makinenin tasarımına bağlı olarak düşük gecikmeli bir güç faktöründe, 0, 6 ile 0, 8 arasında çalışır. Eksitasyon akımı, yükü sürmek için gereken asgari değerin üzerine çıkarıldığında, hız ve tork sabit kalır, ancak güç faktörü artar.
Belirli bir uyarma akımı değerinde, birlik güç faktörü elde edilir. Eksitasyon akımı daha da artmışsa, lider bir güç faktörü gelişir ve bundan dolayı uyarma akımı arttıkça lider güç düşer. Ağır aşırı uyarma ile senkron motor, 0.6 veya daha düşük bir lider güç faktörüyle çalışabilir.
Kullanım Alanları:
Zor başlangıç özellikleri ve hızlarının değişmez olması nedeniyle, senkron motorlar yalnızca sabit hızda sürekli bir sürücünün gerekli olduğu yerlerde kullanılır.
Çarpışmalarda, senkronize motorlar genellikle ana sarıcıyı, ana havalandırma fanını ve ağır hizmet kompresörlerini çalıştırmak için kullanılır. Önde gelen bir güç faktöründe çalışabilme yeteneklerinden dolayı, bu motorlar, kömür ocağı elektrik sistemi için bir güç faktörü düzeltme yöntemi sunar.
8. Bir Asenkron Motorun Yalıtım Direnci:
Bir mayın sorunsuz çalışması gerekiyorsa, alternatif akımların düzenli aralıklarla denetlenmesi ve bakımı çok önemlidir. The operation of the regular routine service is given below. However, not all these operations can be performed in-bye or coalface, that is, inside the mine, and for this reason motors used underground at the coalface or in the gate are brought to the surface periodically for a thorough overhaul.
The maintenance schedule for each individual motor giving the frequencies of inspection and the checks which must be made on each occasion must be prepared by the colliery electrical engineer considering the importance, and performance of each machine. And this must be strictly followed by the management as well as by the electricians and operators and the engineers.
Inspection of Insulation Resistance:
In case of squirrel cage induction motor, the insulation of the stator winding, and in case of slipring induction motor, the insulation resistance of the rotor and also of the slipring, is to be inspected from time to time. This interval should be set by the colliery electrical engineer considering the operational surrounding and performance of the motors. Generally the interval is every two months.
However, as a guide line, regular attention should be given in the following areas:
Condition of the motor due to ingress of dirt:
(1) Coal dust, and moisture deposition is to be regularly checked.
(2) Shrinkage of the insulation which will tend to make the windings loose in their slots should be checked.
Remedy:
(i) At regular intervals motor should be cleaned by blowing hot and dry air or by backing or by heating with bulbs of high wattage.
(ii) The winding should be cleared of moisture.
(iii) After this operation the winding should be dried, varnished, then baked at 90° to 100°C for minimum of 6 to 8 hours.
(3) Cracked and worn out varnish will render the insulation vulnerable to penetration of dirt and moisture.
Remedy:
The winding should be baked properly and then varnished.
(4) Ageing or wearing out of the insulation, leads, sliprings, bearings, terminal blocks and bars, should be checked.
Remedy:
Aged and worn-out insulation leads, sliprings, bearing, terminal should be replaced.
(5) Sign of rubbing between rotor and stator and its cause should be noticed.
Remedy:
Bearing should be replaced and / or end brackets with worn out or damaged bearing housing should be replaced by new ones.
(6) Above all, a record of test results of insulation resistance should be kept at a regular interval.
Important Test:
(1) The insulation resistance between the stator windings and earth is tested periodically using a standard insulation resistance tests, such as Megger or Metro. The value of successive tests is recorded, so that any tendency for the insulation to deteriorate can be noted.
If the phases of the stator winding are not interconnected internally, ie if there are six leads to the stator, the insulation resistance between each pair of phases may also be taken and recorded. In case of a wound rotor motor the insulation resistance between the sliprings and the rotor shaft is measured and recorded.
(2) At regular intervals, it is advisable to check the resistance of the windings when the stator is connected internally, that is, in that case there will be three leads, the resistance between each pair of leads is ascertained with a direct reading ohm meter.
However if the stator has six leads, the resistance of each phase is found by testing between the two ends of each winding. In either test, the three readings obtained should be approximately equal. The makers usually state the value in their test certificate. The measured resistance should be equal to that value. By this test, inter-turn short, or even some defect develop in the connection, can be determined.
