Çift Kafesli Rotorda Alüminyum ve Bakırın Birlikte Kullanımının Asenkron Motor Verimine Etkisinin İncelenmesi

Yıl 2022, Cilt: 12 Sayı: 2, 15 - 25, 11.12.2022

Mert Akçomak Sibel Zorlu Partal

Öz

Son yıllarda artan sanayileşme ve hızlı nüfus artışı sebebiyle elektrik enerjisinin kullanımı artmaktadır. Dünya üzerinde kullanılan elektrik enerjisinin büyük bir bölümü elektrik motorlarına aittir. Bu sebeple ülkemizde ve dünyada asenkron motor verim sınıfının yükseltilebilmesi amacıyla farklı çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmalara bir örnek olması amacıyla, bu makalede 7.5kW, 4 kutuplu, IE2 verim sınıfında, sincap kafesli bir asenkron motor referans alınarak, 6 farklı çift kafesli rotor oluk geometrisi için, alüminyum ve bakır iletkenleri birlikte kullanılarak verim analizleri yapılmıştır. Çalışmada Ansys Maxwell programı kullanılarak, rotor oluk şekilleri modellenmiş ve her bir tasarımın sonlu elemanlar yöntemi ile analizleri gerçekleştirilmiştir. Analizde; kalkış parametreleri, tork, akım, kayıplar vb. elde edilmiş, her bir tasarımın verim analizleri yapılmış ve sonuçlar karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Ayrıca motor tasarımları ağırlık ve maliyet yönünden de karşılaştırılmış ve sonuçta verim sınıfı yükseltilmiş optimum bir tasarım elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

verimlilik sınıfı, optimizasyon, asenkron motor tasarımı, sonlu elemanlar yöntemi, Ansys Maxwell

Kaynakça

• [1] International Energy Agency (iea), (2016), World Energy Outlook 2016, France.
• [2] Türkiye Cumhuriyeti Bilim, Sanayi, Teknoloji Bakanlığı Verimlilik Genel Müdürlüğü, (2015), Elektrik Motorlarında Enerji Verimliliği, Ankara.
• [3] Zorlu Partal, S., Çayıroğlu, A., Kılınç, M., Gündoğar U.Y. (2022). IE4 Verimlilik Sınıfına Ulaşmak İçin Toroidal Sargılı Asenkron Motorun Tasarım Optimizasyonu. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (35), 177-186.
• [4] Url-1 https://search.abb.com/library/Download.aspx?DocumentID=9AKK107991A2277&LanguageCode=en&DocumentPartId=&Action=Launch
• [5] Peter, I., (2012), “Induction motors with squirrel cage rotor, with IE2 efficiency level, up to 18.5 kW”, 13th International Conference on Optimization of Electrical and Electronic Equipment (OPTIM), Brasov, pp. 550-556.
• [6] Torac, I., (2012), “A few aspects concerning the squirrel cage induction motors efficiency improvement”, 2012 13th International Conference on Optimization of Electrical and Electronic Equipment (OPTIM), pp. 440-444.
• [7] Gallego, A. R., (2014), “Design and Optimization of an IE4, 4-pole, 7.5 kW Induction Motor”, Master Thesis, Royal Institute of Technology, Stockholm.
• [8] Kotak, V., Jaiwal, N. K., Patel, S. N., (2016), “Improvising Strategies For Efficiency of IE4 SCIM 2.2 kW Through Simulation”, 2016 International Conference on Electrical, Electronics, and Optimization Techniques (ICEEOT), Chennai, pp. 3932-3936.
• [9] Soygenç, O. C., Tap, A., v.d., (2016), “Üç Fazlı Sincap Kafesli Asenkron Motorda Verim Analizi”, İstanbul Teknik Üniversitesi Elektrik Mühendisliği Bölümü, pp. 334-338.
• [10] Acar, Ç., (2017), “IE2 verim sınıfından IE4 verim sınıfına geçişte asenkron motor tasarımı”, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Elektrik Mühendisliği Bölümü.
• [11] Url-2 https://tr.wikipedia.org/wiki/Asenkron_motor
• [12] Ercan, A. A., (2014), “Elektrik Motorlarının Verimlilik Standartları”, Journal of ETA Maritime Science, Vol:2, No:1, pp. 31-40.
• [13] Chapman, S. J., (2005), Electric Machinery Fundamentals, 4th Edition, New York, McGraw-Hill.
• [14] Boglietti, A., Cavagnino, A., et.al., (2005), “No Tooling Costs Process for Induction Motors Energy Efficiency Improvements”, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol:41, No:3, pp. 808-816.
• [15] Büttner, K., Müller, M., et.al., (2011), “Squirrel Cage Rotor”, International Patent 66 954.
• [16] Url-3 https://tr.prysmiangroup.com/tr/aluminyum-kablo-mu-yoksa-bakir-kablo-mu