Kafesli Asenkron Motorlarda Maliyet Kısıtı Altında Rotor Çubuklarının Analizi / The Analysis of The Squirrel Cage Induction Motor Rotor Bars under the Cost Constraint

Yıl 2012, Cilt: 2 Sayı: 3, 23 - 28, 09.10.2012

Lale Ergene , Sinan Şal Murat İmeryüz

Öz

Özet

Bu makalede günümüzde endüstride yaygın olarak kullanılan asenkron motorların performans analizine yönelik bir çalışma sunulmaktadır. Test motoru olarak üç fazlı 4 kW gücünde bir kafesli asenkron motor kullanılmıştır. Çalışmada aynı kesit alanı olan rotor çubukları ve aynı iletken malzeme kullanılarak oluk biçimleri değiştirilmiştir. Motorun analizleri farklı rotor oluk biçimleri için hem analitik hem de sayısal olarak incelenmiştir. Böylelikle motor üretim maliyeti aynı olan daha üstün işletme özelliğine sahip rotor oluk geometrisi belirlenmiştir. Farklı oluk biçimlerine ait sayısal sonuçlar ve bunların karşılaştırmaları makalede verilmiştir.Aynı zamanda rotor çubuk kaçak indüktansları analitik olarak hesaplanarak motor işletmesi üzerine etkileri tartışılmıştır.

 

Abstract

In this paper, induction motors, which will be commonly used, have been presented due to their performances. A Three phase, 4 kW squirrel cage induction motor is chosen as a test motor. In this study, the rotor bar geometries are modified under the constrained of using the same cross sectional area and conductive material in the rotor bars. Motor analyses are performed by using the analytical and the numerical method for different type of the rotor bar slots. So the rotor bar geometry, which has the same manufacturing cost and better operating conditions compare to the original one, are determined. Numerical results and their comparison are given for different rotor bar geometries in the paper.Also, rotor bar leakage inductance values are calculated analytically and their effects on the motor operation are discussed.

Anahtar Kelimeler

kafesli asenkron motor, rotor oluğu, sonlu elemanlar yöntemi, rotor çubuk indüktansı, verim, Squirrel cage induction motor, rotor slots, finite element method, rotor bar inductance, efficiency

Kaynakça

• Alger P. L., and Wray J. H., “Double and Triple Squirrel Cages for Polyphase Induction Motors”, AIEE Transactions, pp. 637-644, 1953.
• Alger P. L., “Induction Machines: Their Behavior and Uses,” Gordon and Breach Publishers, USA, 1970
• Fitzgerald A. E., Kingsley Jr. C., Umans S. D., “Electric Machinery,” McGraw-Hill, Boston, 2003
• Sadarangani C., “Electrical Machines – Design and Analysis of Induction and Permanent Magnet Motors,” Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden, 2000
• J.L. Kirtley Jr., “Designing Squirrel Cage Rotor Slots with High Conductivity”, International Conference on Electric Machines, Krakow, Poland, 5-8 September, 2004
• Galindo V.A., Lopez-Fdez X. M., Pinto J.A.D., Coimbra A.P., “Parametric Study of Rotor Slot Shape On a Cage Induction Motor”, X International Symposium on Electromagnetic Fields in Electrical Engineering, ISEF, 2001, pp. 441 – 447.
• Chapman,S.J.,'ElectricMachineryFundamentals', McGraw-Hill Science/Engineering/Math; 4th edition , 2003.
• Boldea I., Nasar S. A. : The Induction Machine Handbook, CRC Pres, 2002
• Seinsch, H.O. : Program felder Drechfeldrechnung, Magnetkreisr. Fuer Kaefiglaeufer Fachbuch, 1993.
• Kalenderli, Ö.; Elektrik Mühendisliğinde Sonlu Elemanlar Yöntemi Ders Notları
• Schuisky W., Brechnung Electrischer Maschinen, Springer Verlag, 1960.
• Engelmann R.H., Middendorf W.H.: Handbook of Electric Motors, Marcel Dekker, 1995
• Pyrhönen J., Jokinen T.: Design of Rotating Electrical Machines, John Wiley & Sons,2008
• Rentzsch, H. : Elektromotoren, ABB Fachbuch, 1992