Senkron Generatörlerde Farklı Stator Oluk Yapılarının Uç Gerilimine Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi

Abstract

Senkron generatörlerin uluslararası standartlarda kabul edilen kalitede AA gerilim üretebilmelerinde tasarım aşamasında belirlenen stator ve rotorun mekanik yapısı büyük önem taşımaktadır. Generatörlerde stator ve rotor arasındaki hava aralığında manyetik akı yoğunluğu sinüzoidal olmalıdır. Ayrıca stator yapılarındaki olukların yerleşimi ve sargı adımı gibi tasarım parametreleri üretilen gerilimin harmonik bileşenlerini etkilemektedir. Bu çalışmada elektromanyetik modelleme ile 16 kutuplu 400 Hz frekanslı 5 kVA anma güç değerinde bir senkron generatorün stator oluk eğimi iki farklı yapıda Ansys-Maxwell/Rmxprt ile simule edilmiştir. Böylece, 400 Hz generator için stator oluk yapısında mekanik düzenleme ile çıkış filtre gereksinimlerini azaltan bir etki rapor edilmiştir.

Keywords

• Senkron generator,Stator oluk yapısı,THD,SEA

References

1. Referans[1] David G. Dorrell, and Mircea Popescu, “Effect of Winding Asymmetries and Winding Connection on Small Synchronous Machines”, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 47, No. 6, pp.2453-2459, November/December 2011.
2. Referans[2] Mingji Liu, Yawei Pei, Zhi Han, and Pengfei Shi, “Optimization of Permanent Magnet Motor Airgap Flux Density Based on the Non-uniform Air Gap”, 2013 International Conference on Mechatronic Sciences, Electric Engineering and Computer (MEC), pp.3422-3426, Dec 20-22, 2013, Shenyang, China.
3. Referans[3] M. Adnan Peşint, Senkron Makineler, Gazi Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, 1982.
4. Referans[4] K. S. Jiji, Jayadas N. H., and C. A. Babu, “FEM-Based Virtual Prototyping and Design of Third Harmonic Excitation System for Low-Voltage Salient-Pole Synchronous Generators”, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 50, No. 3, pp.1829-1834, May/June 2014.
5. Referans[5] P.A. Hargreaves, B.C. Mecrow, and R. Hall, “Open Circuit Voltage Distortion in Salient Pole Synchronous Generators with Damper Windings”, 5th IET International Conference on Power Electronics, Machines and Drives (PEMD 2010), 19-21 April 2010, Brighton, UK.
6. Referans[6] M. Skalka, C. Ondrusek, J. Kurfurst, and R. Cipin, “Harmonic Reduction in Induction Machine Using Slot Wedges Optimization”, IEEE International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion, pp.1252-1255, 2012.
7. Referans[7] Haruyuki Kometani, Shigekazu Sakabe, and Akihisa Kameari, “3-D Analysis of Induction Motor with Skewed Slots Using Regular Coupling Mesh”, IEEE Transactions on Magnetics, Vol. 36, No. 4, pp.1769-1773, July 2000.
8. Referans[8] S L Nau, “The Influence of the Skewed Rotor Slots on the Magnetic Noise of Three Phase Induction Motors”, IEE, EMD97 Conference Publication No. 444, pp.396-399, 1-3 September 1997.

9. Referans[9] IEEE-SA Standards Board, IEEE Recommended Practice and Requirements for Harmonic Control in Electric Power Systems, IEEE Power and Energy Society, IEEE Std 519™-2014, Approved 27 March 2014.
10. Referans[10] Wan-Tsun Tseng and Wen-Sheng Chen, “Design Parameters Optimization of a Permanent Magnet Synchronous Wind Generator”, 2016 19th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), 13-16 Nov. 2016, Chiba, Japan.
11. Referans[11] David G. Dorrell and Mircea Popescu, “Effect of Winding Asymmetries and Winding Connection on Small Synchronous Machines”, 2010 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, pp.17-22, 12-16 Sept. 2010, Atlanta, GA, USA.
12. Referans[12] R. Martin, J. R. Bumby, M. A. Mueller, “Finite Element Analysis and Experimental Test of An Axial Flux Toroidal Generator”, Second International Conference on Power Electronics, Machines and Drives (PEMD 2004). pp.402-407, 31 March-2 April 2004, Edinburgh, UK.
13. Referans[13] Selami Balcı, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2010.
14. Referans[14] Joao Pedro A. Bastos and Nelson Sadowski, “Electromagnetic Modeling by Finite Element Methods”, Universidade Federal de Santa Catarina Florianopolis, Brazil, Copyright by Marcel Dekker, 2003.
15. Referans[15] Ansoft Corporation,“ Maxwell 3D Field Simulator V11 Student Version User’s Guide”, Ansoft Korea, 2005.