DC ŞÖNT GENERATÖRÜN BOŞTA ÇALIŞMA VE DIŞ … · Şönt motorun dış karakteristiği; motor...

1.Deney: DC ŞÖNT GENERATÖR BOŞTA ÇALIŞMA VE DIŞ KARAKTERİSTİĞİ

MUNZUR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRİK - ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ELEKTRİK MAKİNALARI LABORATUVARI

DENEY NO:1

DC ŞÖNT GENERATÖRÜN BOŞTA ÇALIŞMA VE DIŞ KARAKTERİSTİĞİ

Teorik Bilgi

Generatörler millerinden aldıkları mekanik enerjiyi d.c. elektrik enerjisine çeviren makinalardır.

Sargılarının özelliği ve bağlantı şekillerine göre; yabancı uyartımlı, şönt, seri ve kompunt generatörler

olarak adlandırılırlar. Bu deneyde şönt generatörün boşta çalışma ve dış karakteristiği incelenecektir.

Bu karakteristikler hemen hemen yabancı uyartımlı generatörler (Y.U.G.) için de aynıdır. Y.U.G.

dışardan bir d.c. kaynağı ile kutupları beslenerek uyartılan generatörlerdir. Bu özelliklerinden dolayı

pratikte pek kullanılmazlar. Diğer generatörler ise kendi kendine uyartımla çalışırlar.

Kendi Kendine Uyartım

Bu şekilde çalışan bir doğru akım generatörünün kutupları daha önceden uyartılmış olmalıdır.

Makinanın kutuplarında daha önceki çalışmalardan kalan bir artık mıknatısiyet olmalıdır. Bu

mıknatısiyetten dolayı generatör mili döndürüldüğünde kutuplardan hiç akım geçmese bile endüvide

küçük bir gerilim endüklenir. Bu gerilime “remenans gerilimi” denir. Bu küçük değerli gerilim

kutuplara uygulanarak küçük bir akım geçirmesi sağlanır. Bu akım kutup geriliminin daha da

yükselmesine neden olur. Böylece uç gerilimi sürekli olarak artar ve uyartım akımı devresine konulan

bir dirençle ayarlanabilir.

Şu halde bir generatörün kendi kendini uyartabilmesi için daha önceden çalıştırılmış olması şarttır.

Şayet makina ilk defa çalıştırılıyorsa veya herhangi bir sebeple kutuplarındaki artık mıknatıslık

kaybolmuşsa yabancı uyartımlı çalıştırılarak artık mıknatısiyet kazanması sağlanır.

Şönt Generatörün Boşta Çalışma Karakteristiği

Sabit devir sayısında ve uçlarında hiç yük olmadan çalışan bir şönt generatörün uyartım akımı ile

kutup gerilimi arasındaki bağıntı boşta çalışma karakteristiğini verir.

nn=sabit ve I=0 iken E0=f(Iu)

Boş çalışmada devir sayısı sabit ve yük akımı sıfır olduğundan generatör uçlarındaki kutup gerilimi

yalnızca uyartım akımı ile değişir. Uyartım akımı φ yi oluşturduğu için (φ=f(Iu)) uyartım arttıkça φ artar

ve uç gerilimi de yükselir. Uyartım akımı ile kutup geriliminin artışı hemen hemen doğrusaldır. Bu

artış doyma noktasına kadar devam eder. Kutupları oluşturan demir nüve doymaya yaklaştıkça

uyartım akımı ile gerilim artışı yavaşlar ve bir noktadan sonra durur. Bu noktaya “doyma noktası” adı

verilir.


Şönt generatör mili döndürülse bile uyartım direnci küçültüldüğü halde gerilim vermeyebilir. Bunun

üç sebebi vardır:

1- Generatörün kutuplarında artık mıknatısiyet yoksa generatör gerilim vermez. Bu durumda

dışardan bir d.c. kaynağı ile kutuplar uyartılmalıdır.

2- Generatör bağlantısı doğru olmalıdır. Uyartım akımının oluşturduğu akı ile artık mıknatıslık

birbirini desteklemelidir. Şayet bu iki akı birbirini yok edecek yönde olursa bu bağlantıya

“intihar montajı” denir. Bu durumda generatör gerilim üretemez.

3- Şönt generatörden gerilim alabilmenin üçüncü koşulu ise uyartım devresi toplam direncinin

kritik direnç değerinden küçük olmasıdır. Kritik direnç değeri generatörün kendiliğinden

gerilim üretmeğe başladığı uyartım devresi direncidir. Bu direnç deney esnasında görülebilir.

Uyartım direnci bir değerinde sabit tutulduğunda kutup geriliminin kendiliğinden yükseldiği

görülür. Bu dirence “kritik direnç” denir. Bu dirençten büyük değerlerde generatör gerilim

üretmez.

Bu koşullar sağlandıktan sonra generatörün uyartım akımı yavaş yavaş arttırılarak E0’ ın değişimi

incelenirse Şekil-1’deki çıkış eğrisi elde edilir. Doyma noktasından sonra uyartım akımı ters yönde

hareket ettirilerek azaltılır ve iniş eğrisi elde edilir. Bu iki eğrinin üst üste çıkmamasının sebebi iniş

değerleri alınırken mıknatıslığın ataletinden dolayı gerilimin yükselmesidir. Bu nedenle iniş eğrisi daha

yukarıda olur.

Deney yapılırken dikkat edilmesi gereken en önemli nokta uyartım direncinin sürekli bir yönde

hareket ettirilmesidir. İleri geri hareket ettirilmemelidir. Aksi halde eğrilerde sivri uçlar oluşur.

Iu

E0

Çıkış Eğrisi

İniş Eğrisi

Ortalama Eğri

Rem

enan

sg

eril

imi

0

n sabitI = 0

Şekil-1. Şönt Generatörün Boşta Çalışma Karakteristik Eğrisi


Bağlantı Şeması

L- L+

B2 A1E2 E1E1 E2A1

A2 A2

B1 B1

B2

A

A

V

sstt Iu

I

E0

M D

R0

Deneyin Yapılışı

1- Şekildeki bağlantıyı kurunuz ve ilgili öğretim elemanına kontrol ettirmeden devreye enerji

vermeyiniz.

2- Generatörün A1 ve A2 uçlarına ölçme alanı küçük bir voltmetre bağlanır.

3- Uyartım devresi direnci en büyük değerinde, Iu=0 iken makine nominal devrinde döndürülür.

Voltmetrenin gösterdiği değer kaydedilir.

4- A1 ve A2 uçlarına bağlanan voltmetrenin ölçme alanı genişletilir.

5- Uyartım devresi direnci yavaş yavaş azaltılır ve her Iu değeri için E değeri kaydedilir.

6- Bu işleme generatör nominal geriliminin 1,2 katına ulaşıncaya kadar devam edilir.

7- Geri dönüş işlemi için direnç yavaş yavaş devreye alınır, direnç sadece arttırma yönünde

hareket ettirilmelidir.

8- Her uyartım akımı değeri için E değeri tabloya kaydedilir.


Deneyde Alınan Değerler

Çıkış Eğrisi İniş Eğrisi

Gözlem No

n (d/dk)

E (Volt)

IU (Amper)

E (Volt)

IU (Amper)

1

SAB

İT

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Sorular

1-) Uyartım akımı arttıkça gerilimdeki artış miktarı ne şekilde olur?

2-) Deneyde aldığınız değerlere göre generatörün boşta çalışma eğrilerini çiziniz. (Milimetrik kağıda

ölçekli bir şekilde veya bilgisayarda excel ya da matlab programları kullanılarak alınan çıktılar kabul

edilecektir.)

3-) Artık mıknatısiyeti kaybolan bir şönt generatörü tekrar çalıştırabilmek için ne yapılır?

4-) Kritik direnç nedir?

5-) Şönt generatörün gerilim üretebilmesi için gerekli şartlar nelerdir?


Şönt Uyartımlı Generatörün Dış Karakteristiği

Teorik Bilgi

Şönt generatörün boşta çalışma karakteristiği, devir sayısı sabit ve uyartım devresi direnci sabit iken,

yük akımı ile kutup gerilimi arasındaki bağıntıdır.

n=sabit, RŞ+Rm=sabit iken U=f(I)

Bu deneyde uyartım direnci ve devir sabit tutularak generatör kademe kademe yüklenir. Her

kademedeki gerilim ve akım değerleri bir grafik üzerine aktarılırsa Şekil-2’deki U=f(I) eğrisi elde edilir.

Bu eğriden de görüldüğü gibi şönt generatörde yük akımı arttıkça kutup gerilimi düşmektedir. Bu

gerilim düşümünün üç sebebi vardır:

1- Endüvi Reaksiyonu: Endüvi alanının kutup alanı üzerindeki etkisinden dolayı oluşur.

2- Endüvi İç Direnci: Endüvi sargılarının Ra gibi küçük bir omik direnci vardır. Ayrıca yardımcı

sargı kullanılmışsa (RGH) bu dirence ilave edilir. Fırçaların geçiş direnci (Rb) de dikkate alınarak

endüvi devresi toplam direnci ∑ 𝑅𝑎 olarak ifade edilir.

∑ 𝑅𝑎 = 𝑅𝑎 + 𝑅𝐺𝐻 + 2𝑅𝑏 olarak yazılabilir.

Bu direnç üzerinden endüvi akımı geçmektedir. Bu akım yük akımı arttıkça artar. Dolayısıyla

direnç üzerinde bir gerilim düşümü oluşturur. Bu gerilim düşümleri hesaplama ile

bulunabilir. ∑ 𝑅𝑎 bir ohmmetre veya ampermetre-voltmetre metodu ile bulunarak her kademedeki Ia

akımı ile çarpılırsa Şekil-2’deki Ia.Ra doğrusu elde edilir. Bu değerler U gerilimine eklenerek E değerleri

bulunur ve E=f(I) eğrisi çizilir.

3- Uyartım Akımının Azalması: Şönt generatörlerde uyartım devresi direnci sabit tutulsa bile

uyartım akımı yük arttıkça bir miktar azalır. Bunun nedeni; Endüvi reaksiyonu ve iç dirençten

dolayı düşen gerilimin kutup sargılarına da aynen yansımasıdır. Iu=U/(Rş+Rm) olduğundan U

azaldıkça uyartım akımı da bir miktar düşer.

Uyartım akımının azalmasından dolayı düşen gerilimi ancak deneysel olarak bulabiliriz. Bu deneyde

uyartım akımı da bir ampermetre ile her kademede ölçülür. Bu uyartım akımlarına karşılık gelen boşta

çalışma gerilimleri bir önceki deney grafiklerinden bulunarak tabloya eklenir. Bu değerlerle yük

akımının değişimi E0=f(I) eğrisini verir. Şayet uyartım akımı sabit kalabilseydi boştaki uç geriliminin

sürekli aynı değerde olması gerekirdi. Ancak şekilde de görüldüğü gibi bir yataya tam paralel olmayıp

bir miktar düşmüştür. İşte yataya paralel çizgiyle eğri arasındaki fark uyartım akımının azalmasından

dolayı düşen gerilimdir.


U=f(I)

E=f(I)

E =f(I)0

U,E,E0

IIn

I . R =f(I)a a

0 A

B

A'

B'Endüvi İç direncinden dolayı düşen gerilim

Endüvi reaksiyonundan dolayıdüşen gerilim

Uyartım akımının azalmasından dolayı düşen gerilim

n sabitR +R sabitş m

E0

Un

Şekil-2. Şönt generatörün dış karakteristik eğrileri

Bağlantı Şeması

L- L+

B2 A1E2 E1E1 E2A1

A2 A2

B1 B1

B2

A

A

V

sstt Iu

I

U

Yük

M D

R0



1- Şekildeki bağlantıyı kurunuz ve ilgili öğretim elemanına kontrol ettirmeden kesinlikle enerji

vermeyiniz.

2- Generatör nominal devir sayısında döndürülür.

3- Uyartım direnci ayarlanarak gerilim, nominal değere ayarlanır.

4- Yük direnci devreye sokularak nominal gerilim altında, nominal akım elde edinceye kadar yük

ve uyartım akımı ile ayar yapılır.

5- Bu aşamadan sonra uyartım direnci değiştirilmez.

6- Yük direnci devreden çıkartılır. Tahrik makinası ile generatörün devri nominal değere

ayarlanır.

7- Voltmetreden okunan değer tabloya kaydedilir.

8- Yük direnci devreye kademe kademe girilerek, akımın kademe kademe artması sağlanır.

9- Her kademede U ve I değerleri tabloya kaydedilir. Yüklemeye, nominal yük akımının 1,2

katına kadar devam edilir.

10- Deneyde alınan değerlere göre U = f ( I ) eğrisi çizilir.


Gözlem

No

n

(d/dk.)

Rş+Rm

()

Iu

(A.)

U

(V.)

I

(A.)

Ia=I+Iu

(A.)

Ra

IaRa

V.

E=U+IaRa

V.

E0

(V.)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

S

A

B

İ

T

S

A

B

İ

T


Sorular

1-) Yük arttıkça kutup gerilimi nasıl değişir? Niçin?

2-) Deneyde aldığınız değerlere göre şönt generatörün U=f(I), E=f(I) ve E0=f(I) karakteristik eğrilerini

çiziniz. (Milimetrik kağıda ölçekli bir şekilde veya bilgisayarda excel ya da matlab programları

kullanılarak alınan çıktılar kabul edilecektir.)

3-) Uyartım akımının yükle birlikte azalmasının nedenini açıklayınız.

4-) Şönt generatörün uçları kısa devre edilirse ne olur?

5-) Şönt generatörün dış karakteristiği ile yabancı uyartımlı generatörün dış karakteristiği arasındaki

farklar nelerdir?

Deney 2: DC ŞÖNT MOTORUN BOŞTA ÇALIŞMASI VE DIŞ KARAKTERİSTİĞİ




DENEY NO:2

DC ŞÖNT MOTORUN BOŞTA ÇALIŞMASI VE DIŞ KARAKTERİSTİĞİ

Teorik Bilgi

Şönt motorun dış karakteristiği; motor uçlarındaki gerilim ve uyartım devresinden geçen akım sabit

tutularak, yük akımı ile devir sayısı arasındaki bağıntının incelenmesidir.

Tanımdan da anlaşılacağı gibi dış karakteristik deneyi, devir sayısının yük akımı ile değişimini inceler.

Deneyde motorun milini yüklemek için fren veya generatör kullanılabilir. Deneye başlarken öncelikle

motor yüklenerek nominal devir sayısında nominal yük akımını çekmesi sağlanır. Bu işlemden sonra

uyartım direnci hep sabit tutulur. Motorun bütün yükü kaldırılarak boştaki devir sayısı kaydedilir.

Daha sonra motor dinamo ile kademe kademe yüklenerek her kademedeki devir ve yük akımı

değerleri alınır. Bu değerlerle n=f(I) eğrisi çizilecek olursa Şekil-1’deki eğri elde edilir.

IIn

n

nn

n0

0

n=f(I)

U=UI =I

n sabit

m mn sabit

Şekil-1. Şönt motorun dış karakteristik eğrisi

Eğriden de görüldüğü gibi şönt motor yüklendikçe devir sayısı küçük bir düşme gösterir. Bu düşme

motorun endüvisindeki momentin artan yükü karşılamak için artmasından kaynaklanır. Şönt motorun

momenti M=K.φ.Ia formülü ile bulunur. Deneyde uyartım akımı ve dolayısıyla φ akısı sabittir. Şu

halde artan moment ancak endüvi akımı ile karşılanabilir. Öte yandan motora uygulanan gerilim

U=E+Ia.Ra olarak ifade edilir. Gerilim sabit olduğuna göre endüvi akımı arttıkça Ia.Ra artacak ve zıt emk


(E) azalacaktır. E=K.φ.n bağıntısında φ sabit olduğundan E’nin azalması için devir sayısının düşmesi

gerekir. Ayrıca nU Ia Ra

K

.

. ifadesine göre yük arttıkça Ia akımı arttığından Ia.Ra çarpımı da

artmakta ve K.φ değeri sabit olduğu için kesrin payı küçülmekte ve devir sayısı düşmektedir.

Bağlantı Şeması

s s

t t

A1 A1

A2 A2

B1 B1

B2 B2E1 E1E2 E2

A A

A

V VI

Iu

R0

L+L-

Ryük

M D



1. Şekildeki bağlantıyı kurunuz ve ilgili öğretim elemanına kontrol ettirmeden devreye enerji

vermeyiniz.

2. Generatör yük direnci ve motorun uyartım devresi direnci ayarlanarak, motorun nominal yük

akımında ve nominal devir sayısında çalışması sağlanır.

3. Bu aşamadan sonra motorun uyartım devresi direnci değiştirilmez ve motor üzerindeki yük

kaldırılır.

4. Motor boşta iken çektiği akım ve devir sayısı kaydedilir.

5. Motor, generatör ile kademe kademe yüklenir.

6. Her kademede yük akımı ve devir sayısı değerleri kaydedilir.

7. Yükleme işlemine nominal akımın 1,2 katına kadar devam edilir.

8. Alınan değerlere göre n = f ( I ) eğrisi çizilir.


Gözlem

No

U

(Volt)

Iu

(Amper)

I

(Amper)

n

(d/dk)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

SABİT

SABİT


Sorular

1-) Motor yüklendikçe devir sayısı niçin değişir?

2-) Motor yüklendikçe, motor yük akımı nasıl değişir?

3-) Deneyde aldığınız değerlerle şönt motorun dış karakteristik eğrisini çiziniz? (Milimetrik kağıda

ölçekli bir şekilde veya bilgisayarda excel ya da matlab programları kullanılarak alınan çıktılar kabul

edilecektir.)

4-) Yük akımı değiştikçe uyartım akımı değişir mi?

5-) Kutup gerilimi (U) sabit tutulmazsa nasıl bir eğri elde edilir?

6-) Şönt motorda momentin yükle değişimi nasıldır? Araştırınız.

Deney 3: BİR FAZLI TRANSFORMATÖRLERİN BOŞTA VE KISA DEVRE ÇALIŞMASI




DENEY NO:3

BİR FAZLI TRANSFORMATÖRLERİN BOŞTA VE KISA DEVRE ÇALIŞMASI

Bir Fazlı Transformatörlerin Boşta Çalışması

Teorik Bilgi

Transformatörlerin boşta çalışma deneyinde sargılarından herhangi biri boşta bırakılır. Diğer sargı ise

anma gerilim ve frekansında beslenir. Deney, trafonun istenen tarafında yapılabilir. Ancak trafonun

diğer tarafında birden fazla çıkış ucu varsa o zaman esas uç kullanılır. Deneyin birinci sargıda

yapıldığını kabul edersek, trafonun I2 akımı sıfır olacaktır. Birinci sargı gerilimi arttırılarak anma

değerine getirildiğinde, ikinci tarafın anma değerine ulaşılır. Deneyde birinci ve ikinci taraf gerilimi,

birinci taraftan geçen akım ve çekilen güç değerleri ölçü aletleri yardımıyla tespit edilir.

Boşta çalışmada trafo faydalı güç vermez. Bu nedenle şebekeden çekilen gücün tamamı demir ve

bakır kayıplarında tüketilir. Sabit frekansta trafonun akısı, gerilim tarafından belirlendiğinden boşta

çalışmada anma gerilimi, dolayısıyla yüklü çalışmadaki demir kayıpları elde edilmiş olur. Boşta

çalışmada statordan geçen akımın oluşturduğu bir güç kaybı varsa da ihmal edilebilir. Ancak istenirse

sargı direnci ölçülerek bu sargıdaki güç kaybı kolayca hesaplanabilir. Bu durumda transformatörün

demir kayıpları daha doğru olarak bulunmuş olur.

P P P P P P R IFe Fe cu cu0 0 0 0 0

2 .

Gerçekte trafonun sargı yalıtkanındaki dielektrik kayıp gücü de boşta çalışmada çekilen güce dâhildir.

Ancak günümüz transformatörlerinde bu kayıp daima ihmal edilecek kadar küçüktür.

Boşta çalışma deneyinde ölçülen değerlerle aşağıdaki veriler elde edilebilir.

1-) Anma dönüştürme oranı:

üU

UN 10

20

2-) Boşta güç katsayısı:

CosP

U I0

0

10 10

.

Trafoların boşta güç katsayıları çok küçüktür. Yeni tip trafolarda 0,2 değerinde olup, eski trafolarda

0,1 değeri civarındadır. Boşta güç katsayısı ile boşta çalışma akımının bileşenleri hesaplanabilir.


3-) Bağıl boşta çalışma akımı, boşta çalışma akımı bileşenleri, boşta akım ve gerilim diyagramları:

iI

I

I I CosP

U

I I Sin I I I

N

Fe

h Fe

0

10

1 10 0

0

10

1 10 0 10

2

1

2

10

.

.

Görüldüğü gibi, kayıp ve mıknatıslama akımları iki ayrı formüle göre bulunabilir. Boşta deney

sonuçları ile çizilebilecek boşta çalışma vektör diyagramı şekil-1’de görülmektedir.

Şekil-1. Boşta çalışma vektör diyagramı

4-) L ve T eşdeğer devrenin paralel veya dikey elemanları olan esas reaktans X1h ve demir kayıp

direnci R1Fe ile bu iki elemanın oluşturduğu esas empedans Z1h:

ZU

I

U

i SR

U

I

P

I

U

PX

U

Ih

N

Fe

Fe Fe

h

h

1

10

10

10

2

0

1

10

1

0

1

2

10

2

0

1

10

1

.

Bulunan elemanların değerleri, deneyin yapıldığı tarafa aittir.

Frekans sabit olduğu için gerilim kademe kademe arttırılarak, yukarıda bulunan değerlerin gerilimle

nasıl değiştiği grafiksel olarak da bulunabilir. Bunlara transformatörün boşta çalışma karakteristikleri

adı verilir. Bu karakteristikler trafonun özelliklerini tanımada yardımcı olurlar.


Şekil-2. Transformatörün sabit frekansta boş çalışma karakteristikleri

Deney Bağlantı Şeması


U10 I10 P0 Pcu0 PFe üN R1 i0 I1Fe I1h R1Fe X1h Z1h


Sorular

1-) Deneyde alınan değerlerden şekil-2’de belirtilen karakteristik eğrileri çiziniz.

2-) Boşta çalışma karakteristik eğrilerini yorumlayınız. Bu eğriler niçin bu şekilde çıkmaktadır? Her biri

için ayrı ayrı açıklayınız.

Bir Fazlı Transformatörlerin Kısa Devre Çalışması

Teorik Bilgi

Transformatörün kısa devre çalışması çıkış sargısının uçlarını empedansı ihmal edilebilen bir iletkenle

birleştirmek suretiyle olur. Giriş sargılarının beslenmesi aşırı akımların geçmesine neden olmayacak

küçük gerilimlerle yapılır. İşletme esnasında kısa devre olayı kesinlikle istenmeyen bir durumdur.

Ancak gerilimin küçük tutulmasıyla yapılan kısa devre deneyinin trafoya bir zararı olmaz.

Kısa devre deneyi aşağıdaki sonuçları elde edebilmek için yapılır.

1-) Verim ve ısınma kayıplarında kullanılan kısa devre kayıp gücü PK veya bakır kaybı Pcu,

2-) Kısa devre güç katsayısı Cosϕk,

3-) Eşdeğer devre kısa devre elemanları ZK, RK, XK,

4-) Anma iç gerilim düşümleri UKN, URN, UXN ve bağıl değerleri uKN, uRN, uXN,

5-) Anma dönüştürme oranı üN

6-) Kısa devre karakteristikleri.

Bu deney sonucu elde edilen büyüklükler ekonomik bakımdan önemli olduğundan değerlendirmeye

tabidir ve belirli toleranslar dâhilinde standartlara uymak zorundadır.

Kısa devre deneyi için aşağıdaki deney bağlantı şeması kurularak gerilim sıfırdan itibaren yavaş yavaş

arttırılır. Bu arada ikinci tarafı kısa devre eden ampermetre sürekli izlenir. Kısa devre edilen kısımdan

geçen akım nominal değerinin 1,5 katına gelinceye kadar gerilim arttırılabilir. Ancak bu değerden

sonra gerilimi arttırmak trafo için tehlikeli olabilir. Gerilim artışının belirli kademelerinde ölçü

aletlerinden değerler okunarak gözlem tablosuna kaydedilir.

Kısa devre deneyi sonucu şebekeden çekilen güç yaklaşık olarak transformatörün toplam bakır

kayıplarını verir. Bu deney çok küçük gerilimlerle yapıldığından, gerilimin karesi ile orantılı olan demir

kayıpları ihmal edilebilecek kadar küçüktür.

P P P PK Cu FeK Cu

Kısa devre kayıp gücünün aslında üç bileşeni vardır.


Kısa Devre Deneyinden Alınacak Sonuçlar

1-) Kısa devre güç katsayısı:

CosP

S

P

U IArcCos

P

U Ik

K

K

K

K K

K

K

K K

. .

2-) Eşdeğer devrelerin yük akımı kolundaki seri elemanlar, kısa devre empedansı ZK, direnci RK ve

reaktansı XK:

ZU

IR

P

IX Z RK

K

K

K

K

K

K K K 2

2 2

3-) Anma kısa devre gerilimi ve bileşenleri UKN, URN, UXN ile bağıl değerleri uKN, uRN, uXN :

U R I U Cos

U X I U Sin U U

RN K N KN K

XN K N KN K KN RN

2 2

Bu formüller anma değerleri dışında da geçerlidir. Fakat aşağıdaki bağıl gerilim düşümlerinin

hesaplanmasında ancak anma değerler kullanılabilir.

uU

Uu

U

U

R I

U

P

Su Cos

uU

U

X I

U

Q

Su Sin u u

KN

KN

N

RN

RN

N

K N

N

KN

N

KN K

XN

XN

N

K N

N

KN

N

KN K KN RN

..

..

2 2

4-) Anma dönüştürme oranı:

üI

IN

K

K

2

1


Kısa Devre Karakteristikleri

Kısa devre deneyinde gerilim sıfırdan başlanarak arttırılır ve her kademedeki gerilim değerlerinde kısa

devre akımı ve gücü ölçülürse, sabit frekans kısa devre karakteristikleri çizilebilir.

Şekil-3. Sabit frekans kısa devre karakteristikleri

Deney Bağlantı Şeması



U1K PK I1K ZK RK XK CosϕK URN UXN uKN uRN uXN I2K üN

Sorular

1-) Deneyde alınan değerlerden şekil-3’de belirtilen karakteristik eğrileri çiziniz.

2-) Kısa devre çalışma karakteristik eğrilerini yorumlayınız. Bu eğriler niçin bu şekilde çıkmaktadır?

Her biri için ayrı ayrı açıklayınız.

Deney 4: YUVARLAK ROTORLU SENKRON GENERATÖRÜN BOŞTA ÇALIŞMA VE DIŞ KARAKTERİSTİĞİ




DENEY NO:4

YUVARLAK ROTORLU SENKRON GENERATÖRÜN BOŞTA ÇALIŞMA VE DIŞ KARAKTERİSTİĞİ

Senkron Generatörün Boşta Çalışma Karakteristikleri

Teorik Bilgi

Anma devir sayısı ile döndürülmekte olan bir senkron generatörün (alternatörün) yüksüz (uçları açık)

durumda uyartım akımı ile uç gerilimi arasındaki bağıntıyı veren eğriye alternatörün boşta (yüksüz)

çalışma karakteristiği denir.

Iu

U

U

U

RemenansGerilimi

ba

T

t

0

2

1

3

Şekil-1. Alternatörün Boşta Çalışma Eğrisi

Iu : Alternatör uyartım akımı

Ut : Alternatör anma gerilimi

U0 : Alternatör remenans gerilimi

Şekil-1, alternatörlerin boşta çalışma eğrisini göstermektedir. Bu eğriye mıknatıslanma eğrisi, açık

devre eğrisi ve boş doyma eğrisi gibi isimler de verilir.

Yatay eksen alternatörün uyartım akımını, dikey eksen ise çıkış gerilimini gösterir. Alternatör nominal

gerilimle döndürülürken uyartım akımı sıfır olsa dahi çıkış uçlarında U0 gerilimi oluşmaktadır. Bu

gerilimin sebebi alternatör uçlarındaki kalıcı mıknatıslanma olup nominal gerilimin 5-6’sı kadardır.


Bu gerilime “remenans gerilimi” denir. Büyük güçlü alternatörlerde bu gerilim değeri tehlikeli olabilir.

Örneğin; nominal gerilimi 10 KV olan bir alternatörde 500-600 Volt değerinde bir gerilim.

Şekil-1’deki 1 nolu eğri yükselme eğrisidir. Uyartım akımı arttırılırken alınan değerleri gösterir. Eğrinin

giderek doğrusal olmasının sebebi ise kutuplarda oluşacak manyetik alanın maksimum değerine

yaklaşmasıdır. Kutuplarda oluşacak manyetik alan maksimum değerine ulaştığı zaman, uyartım akımı

ne kadar arttırılırsa arttırılsın kutuplardaki manyetik alan yoğunluğu artamayacağından çıkış

geriliminde herhangi bir değişme olmaz.

Şekil-1’deki 2 nolu eğri ise iniş eğrisidir. Uyartım akımı azalırken alınan değerleri gösterir. Her iki eğri,

histerezis dolayısıyla birbirinden farklıdır. Bu sebeple hesaplamalarda kesik çizgilerle gösterilen

ortalama eğri dikkate alınır.

Uyartım akımı azaltılarak iniş eğrisi elde edilirken, artık mıknatıslanmadan dolayı; aynı uyartım

akımlarında, kutuplarda daha yoğun bir manyetik alan bulunacağından, alınan değerler çıkış eğrisi

değerlerinden daha yüksektir. Bu sebeple deney sırasında uyartım akımı, 1 nolu eğri için değerler

alınırken sürekli arttırılmalı, 2 nolu eğri için ise sürekli azaltılmalıdır.

Şekil-1’de T doğrusu ortalama eğrinin başlangıç kısmına teğettir. T doğrusunun, anma gerilim

değerinden yataya çizilen paralel doğruyu kestiği nokta ile gerilim ekseni arasında kalan a ile

gösterilen kısım, manyetik alan çizgilerinin stator ile rotor arasındaki hava aralığını geçmesi için; b ile

gösterilen kısım ise nüveyi mıknatıslamak için gerekli uyartım akımı değerini verir.

Iu

n

n

n

1

2

3

U,E

Şekil-2. Çeşitli Devirlerde Alternatör Boşta Çalışma Eğrileri

n1 : Senkron devrin üstü

n2 : Senkron devir

n3 : Senkron devrin altı

Şekil-2’deki eğrilerde görüldüğü gibi farklı devir sayılarında, farklı karakteristik eğrileri bulunmaktadır.

Bundan dolayı deney boyunca devir sayısı sabit tutulmalıdır.


Bağlantı Şeması

Şekil-3. Alternatörde Boşta Çalışma Karakteristiğinin Elde Edilmesi İçin Gerekli Bağlantı Şeması

Deneyde Alınan Değerler:

Gözlem

No

n

(d/dk)

Iu

(A.)

Uh0

(V.)

Iu

(A.)

Uh0

(V.)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Çıkış Eğrisi İniş Eğrisi


Sorular

1. Uyartım akımı sıfırken alternatör uçlarında gerilim indüklenir mi, neden?

2. Boş çalışma eğrilerinin çıkış ve iniş kısımları niçin birbirinden farklıdır?

3. Uyartım akımının artışı ve azalışı niçin aynı yönde yapılmalıdır?

4. Uyartım akımı sürekli arttırılmasına rağmen gerilim belli bir noktadan sonra neden

yükselmez?

5. Kendinden uyartımlı bir alternatörün ilk defa çalıştırılırken hangi işlemler yapılır? Açıklayınız.

6. Farklı devir sayılarında boşta çalışma karakteristik eğrisinde nasıl bir değişme olur?

Açıklayınız.

7. Aldığınız değerlerle alternatörün boşta çalışma grafiğini çiziniz. (Milimetrik kağıda ölçekli bir

şekilde veya bilgisayarda excel ya da matlab programları kullanılarak alınan çıktılar kabul

edilecektir.)

Alternatörlerin Dış Karakteristiği

Teorik Bilgi

Alternatörlerde uyartım akımı, güç katsayısı, devir sayısı sabit durumdayken alternatörün yük

akımıyla uç gerilimi arasındaki bağlantıyı veren eğrilere dış karakteristik eğrileri denir. Yani E=f(Iy)

fonksiyonunun grafiği dış karakteristik eğrilerini verir. Uç geriliminin değişimi yükün güç katsayısına

göre değişiklik gösterir.

U, E

E

U

I I

t

n y

0

R

L

C

Şekil-4. Uç Geriliminin Güç Katsayısına Göre Değişimi


n : Alternatörün devir sayısı

I0 : Alternatörün nominal yük akımı

Ut : Alternatörün nominal uç gerilimi

Cos : Güç katsayısı

Şekil-4’de görüldüğü gibi, omik ve endüktif yüklerde alternatör yüklendikçe uç gerilimi azalmış,

kapasitif yüklerde ise artmıştır. Bunun sebebi alternatörlerde oluşan endüvi reaksiyonudur. Stator

döner alanının rotor uyartım devresi alanına etki ederek yeni bir bileşke alan meydana getirmesine

endüvi reaksiyonu denir.

m m

b

b

m

a

a

a

aq

aq

ad

adad

t

-a- -b- -c-

Şekil-5. Çeşitli Yük Durumlarında Manyetik Alan Vektörleri

a-Omik çalışma

b-Endüktif çalışma

c-Kapasitif çalışma

Omik çalışmada akım ve gerilim aynı fazdadır. (Cos=1) Gerilim maksimum değerini aldığı zaman

akım da maksimum değerini almış olur. Şekil-5-a’da omik çalışma durumunda manyetik akının

vektörel durumunu görülmektedir. θm kutup alanı, θa endüvi alanı θt ise iki alanın bileşkesidir. Endüvi

alanı, kutup alanını bir tarafta desteklemekte, diğer tarafta ise zayıflatmaktadır. Bunun sonucu

manyetik alan açısı kadar faz farklıdır. Burada ana akıyı zayıflatma desteklemeden daha kuvvetlidir.

Çünkü kutuplar doyuma ulaştığı için manyetik alan daha fazla artamaz fakat zayıflatma devam eder.

Bunun sonucu omik çalışmada 10 - 20 arası bir gerilim düşümü gözlenir.

Endüktif çalışmada (Cos=0 geri) akım gerilimden geri fazdadır. Şekil-5-b’de θa endüvi alanı iki

bileşene ayrılmıştır. θad boyuna, θaq enine bileşendir. θad=θa.Cos , θaq=θa.Sin’dir. θad boyuna

bileşeni θm kutup alanı ile 180° faz farklıdır. Bu yüzden ana kutup alanını zayıflatır. Toplam boyuna


alan θb=θm-θad olur. Akımın wattlı (aktif) bileşeni θaq enine bileşeni meydana getirir. Fakat Cos=0

geri durumda watt'lı bileşen yoktur. Bundan dolayı θad boyuna bileşen ana akıyı bütün kutup boyunca

zayıflatır. Fakat saf endüktif yük elde edilmesi zordur. Ancak çok yakın değerlerde yük elde edilebilir.

Bunun için yükte küçük bir miktar θaq enine bileşen değeri vardır. Alternatör endüktif yüklüyken uç

gerilimi omik yüke nazaran daha fazla zayıflar. Bunun sonucunda uç geriliminde 20 ile 50 bir

azalma gözlenir.

Kapasitif çalışmada ise akım gerilimden ileri fazdadır. Şekil-5-c’de yükün kapasitif olması durumunda

θad boyuna bileşeni θm ana akısını destekler. Yani endüvi alanının etki yönü toplam manyetik alan

yönündedir. Bu yüzden toplam boyuna gerilim θb=θm+θad olur. Alternatörün uç geriliminde bir gerilim

yükselmesi meydana gelir. Gerilim yükselmesi miktarı yükün kapasitiflik miktarına göre 10 - 20

arasında değişir.

Bağlantı Şeması

W

Cos

W

A

V

f

V

A~

~G

S

L

L

L

S S

N

E

W

W

V

V

U

U

F

R

0

Iu

st

A1

A2

B1

B2 E1E2

A

VI

R 0

L+L-

M

1

2

1

2

1

2

1

1

2

3

2 3

R L C

1 2

S

Şekil-6. Alternatörlerin Dış Karakteristik Deneyi İçin Gerekli Bağlantı Şeması



Yük

Tipi

Gözlem

No

n

(d/dk)

Iu

(A.)

U

(V.)

Iy

(A.)

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

O m

i k

Y ü

kE

n d

ü k

t i

f

Y

ü k

K a

p a

s i

t i

f

Y

ü k

İşlem Basamakları

1. Şekil-6’daki bağlantıyı uygun ölçü aletleri ile düzenleyiniz.

2. Döndürücü doğru akım makinasını çalıştırınız ve alternatör devir sayısını anma devir sayısına

ayarlayınız.

3. S şalterini kapatınız ve alternatör uyartımını tam yükte ve Cos=0.8 geri yük durumunda,

alternatör uç gerilimini verilen değerlere ayarlayınız.

4. S1 şalterini kapatıp R saf omik dirençlerini devreye alınız.

5. Ayarlı dirençler ile alternatörü 125’lik yüke kadar yükleyiniz.

6. Her yük basamağında yük akımını ve uç gerilimini değerler tablosuna kaydediniz.

7. Alternatör yüklendikçe devir sayısının da sabit kalmasını sağlayınız. Bu arada uyartım akımını

ve güç katsayısını da kontrol ediniz.

8. S1 şalterini açıp önce S2 şalterini; daha sonrada S3 şalterini kapatarak saf endüktif, saf kapasitif

yüklerde ve Cos=0.8 geri yük durumu için deneyi tekrarlayınız.

Not : Kapasitif yüklü durumda uç gerilimi yükselip kondansatör gerilimini aşmamasına

dikkat ediniz.


Sorular

1. Tam yükte E>Ut ve E<Ut hangi güç katsayısında elde edilir?

2. Deney boyunca devir sayısı ve uyartım akımları neden sabit tutulur? Uyartım akımının hangi

değerde sabit tutulacağı nasıl belirlenir?

3. Alternatörlerde gerilim düşümüne neden olan faktörleri yazınız.

4. Endüvi reaksiyonu nedir? Omik, endüktif ve kapasitif yüklerde endüvi reaksiyonunun uç

gerilimine etkilerini basit şekillerle açıklayınız.

5. Hava aralığının gerilim düşümüne etkisi olabilir mi?

6. Alternatörde yükün güç katsayısının ya da yükün cinsinin değişmesi gibi durumlarda uç

gerilimini sabit tutmak için ne gibi düzeneklerden faydalanılır?

7. Deney sırasında aldığınız değerleri kullanarak alternatörün dış karakteristik grafiğini çiziniz.

(Milimetrik kağıda ölçekli bir şekilde veya bilgisayarda excel ya da matlab programları

kullanılarak alınan çıktılar kabul edilecektir.)

Deney 5: ÜÇ FAZLI SİNCAP KAFESLİ ASENKRON MOTORA YILDIZ-ÜÇGEN YOL VERME




DENEY NO:5

ÜÇ FAZLI SİNCAP KAFESLİ ASENKRON MOTORA YILDIZ-ÜÇGEN YOL VERME

Sincap Kafesli Motorlara Yol Verme Şekilleri:

1-Direk yol verme:

Sincap kafesli motorların kalkma anındaki yol alma momentleri düşük, yol alma akımları ise büyük

değerdedir. Bu durum, gerek çalışma yerleri gerekse santraller için elverişli değildir. Büyük güçlü

motorlara yol vermede bazı özel koşulların yerine getirilmesi gerekir.

2-Direnç veya reaktörle yol verme:

Motorları düşük gerilimle başlatmada kullanılan yöntemlerden biri de dirençle veya reaktörle yol

vermedir. Dirençle veya reaktörle yol vermede temel ilke gerilimin bir kısmının yol verme direncinde

veya reaktöründe düşürmek geriye kalanını motora uygulamaktır.

Aşağıdaki durumlarda yol alma akımını sınırlamak gerekir:

Güç sisteminin kapasitesi tam gerilimle yol verme için yeterli değilse,

Tam gerilimli yol verme şebekede önemli arızalara neden olacaksa (Örneğin; aydınlatma

devreleri, elektronik devreleri, çok sayıda motorun eşzamanlı yol alması ya da motorun

kaynaktan uzak olması şebekedeki dalgalanmalardan etkilenebilir.)

Kontrol edilecek motorun büyüklüğüne bağlı olarak otomatik primer dirençli yol vericiler, bir ya da

daha fazla kademeli olarak kullanabilir. Primer dirençli yol vericiler aşağıdaki özelliklere sahiptir:

Yapısı basittir.

Maliyeti düşüktür.

Bakımı azdır.

Çalışma sırasında düzgün bir hızlanma sağlar.

Yol verme süresince motorun şebekeye sürekli bağlı kalmasını sağlar.

Güç katsayısı yüksektir.

3-Oto transformatörü ile yol verme:

Oto transformatörlü düşük gerilim yol vericileri primer dirençli yol vericilere benzer ve özellikle sincap

kafesli A.C. motorlarda darbe akımını sınırlamak ya da çalıştırılan makine üzerindeki yol verme

darbesini (torkunu) azaltmak için kullanılır. Bu tip yol vericilerde motorun yol verme gerilimini

düşürmek için motorla besleme hatları arasında oto transformatörleri kullanılır. Yol verme

transformatörleri endüktif yüklerdir ve bu nedenle güç katsayısını etkilerler. Bu yol vericiler yol ama

suresi uzun olan makinalar için uygundur.


4- Yıldız-üçgen yol verme:

Sonuç olarak yıldız bağlantıda hattan çekilen akım üçgen bağlantıya göre üçte bir oranında daha azdır.

Bu oran yıldız-üçgen yol verme yöntemini orta güçlü makineler için tatmin edici kılar. Fakat akımın

üçte bir oranda düşmesi ile momentte üçte bir oranda düşer. Yıldız-üçgen yol verme yönteminde dış

karakteristik şekil 1’deki gibi değişir;

Şekil 1. Dış karakteristik



DİKKAT: Bu laboratuvar deneylerinde yüksek gerilim vardır. Aksi belirtilmedikçe hiçbir bağlantı ve

bağlantılardaki değişiklik gerilim altında yapılmayacaktır. Herhangi bir tehlikeli durum meydana

geldiğinde vakit kaybetmeden Üç Fazlı Güç Kaynağı modülü üzerinde bulunan kırmızı EMERGENCY

OFF butonuna basılmalıdır.

1- Üç fazlı sincap kafesli motoru laboratuvar masası üzerine yerleştirerek, deney düzeneği

üzerinde gerekli modülleri kurunuz. Şekil 2’deki bağlantı diyagramı ve Şekil 3’deki devre

şemasına göre devreyi oluşturunuz. Devrenin kurulumu tamamlandıktan sonra deney

yöneticiniz devreyi kontrol etmelidir.

2- Yıldız üçgen yol verme modülü üzerinde bulunan başlatma anahtarını 1(Y) konuma

ayarlayınız. Üç fazlı güç kaynağı modülü üzerinde bulunan I(ON)konumuna basarak motoru

yıldız olarak çalıştırınız.

3- Tablo 1’e dijital güç analizörü üzerinden okunan motor akımı I, motor gerilimi E ve güç

faktörü değerini kayıt ediniz.

4- Yıldız üçgen yol verme modülü üzerinde bulunan başlatma anahtarını 2(Δ) konuma

ayarlayınız. Üç fazlı güç kaynağı modülünü motoru üçgen olarak çalıştırmak için devreye

alınız.

5- Tablo 1’e dijital güç analizörü üzerinden okunan motor akımı I, motor gerilimi E ve güç

faktörü değerini kayıt ediniz.

6- Üç fazlı güç kaynağı modülünü devreden çıkartınız.


Tablo 1. Ölçülen I, E ve güç faktörü değerleri

I (A) E (V) Cos θ

Yıldız Kalkış

Çalışma

Üçgen Kalkış

Çalışma


Şekil 2. Yıldız-üçgen yol verme için devre diyagramı


Şekil 3. Yıldız-üçgen yol verme için bağlantı diyagramı


Sorular

1- Sincap kafesli asenkron motora yol verme yöntemleri nelerdir?

2- Yıldız-üçgen çalışma için gerekli şartlar nelerdir?

3- Yıldız-üçgen yol verme yönteminin avantajları ve dezavantajları nelerdir?

4- Asenkron motorun kalkış süresini etkileyen faktörler nelerdir?

Deney 6: ÜÇ FAZLI SİNCAP KAFESLİ ASENKRON MOTORUN BOŞTA ÇALIŞMA VE KISA DEVRE DENEYİ




DENEY NO:6

ÜÇ FAZLI SİNCAP KAFESLİ ASENKRON MOTORUN BOŞTA ÇALIŞMA VE KISA

DEVRE DENEYİ

Asenkron Motorun Boşta Çalışması

Teorik Bilgi

Boşta çalıştırılan asenkron motorlar şebekeden bir güç çekerler. Bu çekilen güç, stator demir kayıpları

ile sürtünme ve vantilasyon kayıplarının toplamını verir. Boşta çalışan motorun devir sayısı döner alan

devrine yakın olduğundan, rotorun demir ve bakır kayıpları ihmal edilebilecek kadar küçüktür.

Normal şebeke gerilimi altında boşta çalışan asenkron motorun stator sargılarından geçen akımlar bu

sargılarda bakır kayıplarına sebep olur. Bu kayıp hesaplanarak bulunur ve motorun şebekeden çektiği

güçten çıkarılırsa, geriye kalan güç stator demir kayıpları ile sürtünme ve vantilasyon (rüzgâr)

kayıplarının toplamını verir. Buna göre;

0 0Fe Cu s vP P P P olarak ifade edilebilir. 2

0 10 1.CuP I R dir. Bu değer stator sargılarının

direnci üzerinde kaybolan güçtür ve boş çalışmadaki bakır kaybı olarak adlandırılır.

0 0Fe s v CuP P P P olur. Bu formüllerde;

0P : Şebekeden çekilen boş çalıma gücü (watt)

FeP : Stator demir kaybını (watt)

0CuP : Boş çalışmadaki stator bakır kaybını (watt)

s vP : Sürtünme ve vantilasyon (rüzgâr) kayıplarını gösterir.

10I : Stator sargılarından geçen bir faz akımını (amper)

1R : Stator bir faz sargısının a.c. omik direncini (Ω) göstermektedir.

Deneyde devir sayısının hemen hemen sabit kaldığı nominal gerilimin yaklaşık %25’ine kadar gerilim

düşürülür. Bu değerden daha düşük gerilimlerde motor devir sayısının daha çok azaldığı görülür.

Devir sayısının sabitliğinin bozulduğu noktaya kadar olan güç sürtünme ve rüzgâr kayıplarına eşittir ve

sabit olarak kabul edilebilir. Şekil-1’de görüldüğü gibi gücün gerilimle değişim eğrisinde yataya paralel

çizilen çizginin üzerinde devir sayısı sabittir ve güç artışı demir ve bakır kayıpları nedeniyle olmaktadır.


Bu artıştan değeri ölçülebilen boş çalışma bakır kayıpları çıkartılırsa demir kayıplarının miktarı

bulunabilir.

Şekil-1. Boşta çalışmadaki güçlerin gerilimle değişimi






1. Üç fazlı sincap kafesli motoru laboratuvar masası üzerine yerleştirerek, deney düzeneği üzerinde

gerekli modülleri kurunuz. Şekil 3’deki bağlantı diyagramı ve şekil 2’deki devre şemasına göre devreyi

oluşturunuz. Devrenin kurulumu tamamlandıktan sonra deney yöneticiniz devreyi kontrol etmelidir.

2. Sırasıyla üç kutuplu akım limit koruma şalterini ve üç fazlı güç kaynağı modülünü devreye

bağlayınız. Motor hemen çalışmaya başlayacaktır.

3. Tablo 1’e dijital güç analizöründen okunan motor gerilimi E, güç faktörü θ, motor akımı I ve motor

gücü P değerlerini kayıt ediniz.

4. Sırasıyla üç fazlı güç kaynağı modülünü ve üç kutuplu akım limit koruma şalterini devreden

çıkartınız.


Şekil 2. Boşta çalışma testi için devre diyagramı


Şekil 3. Boşta çalışma testi için bağlantı diyagramı



Tablo 1. Ölçülen I, E, P ve güç katsayısı değerleri

I (A) P(W) Cos θ E (V)

Sorular

1. Boşta çalışan asenkron motorlar, boşta çalışan transformatörlerden daha fazla mıknatıslama

akımı çeker niçin? Açıklayınız.

2. Asenkron motorun boşta çalışması durumunda rotor sargılarında indüklenen gerilimin küçük

olmasının nedenini formüllerle izah ediniz.

Asenkron Motorun Kısa Devre Çalışması

Teorik Bilgi

Asenkron motorun kısa devre (kilitli rotor) deneyi, transformatörlerin kısa devre deneyine benzer.

Çünkü kilitli bir asenkron motor sekonderi kısa devre edilmiş bir transformatör gibidir. Kısa devre

deneyinde rotorun dönmesine engel olunarak statora sıfırdan başlanarak kademe kademe arttırılan

bir gerilim uygulanır. Motor dönmediğinden, hiçbir mekanik kayıp meydana gelmez. Motorun çektiği

akım, motorun etiketinde yazılı olan nominal akım değerinin 1.2 katına ulaşıncaya kadar motora

uygulanan gerilimin arttırılmasına devam edilir. Motorun çektiği akım nominal akımının üstüne

çıktığında, motor sargılarında meydana gelecek aşırı ısınmalar yüzünden ölçü aletlerindeki değerleri

daha çabuk kaydedip, deneyi bitirmek gerekir. Kısa devre deneyinde, stator sargılarına uygulanan

gerilim çok küçük olduğundan ve demir kayıpları da gerilimin karesi ile değiştiğinden bu kayıplar

ihmal edilebilecek kadar küçüktür.

Kısa devre deneyinde, asenkron motorun şebekeden çektiği güç, stator ve rotor bakır kayıplarını

verir.

2 2. . [ /1~]K S S r rP R I R I W olarak bulunur. Buradan rotor bakır kayıplarını,

2 2. . [ /1~]r r K S SR I P R I W olarak elde edebiliriz.

IS : Stator sargısının nominal akımı, RS : Stator sargısının etkin direnci, Rr : Rotor sargısının

etkin direncini göstermektedir.


Motorun eşdeğer faz empedansı; 1

1

Ke

K

UZ

I dir. Eşdeğer faz direnci ise;

2

1

Ke

K

PR

I olarak ifade

edilir. Stator faz direnci bilindiğine göre statora indirgenmiş rotor faz direnci de; 2 e SR R R olarak

bulunur.

Motorun eşdeğer faz reaktansı, e e eX Z R dir. Pratikte stator eşdeğer faz reaktansının satatora

indirgenmiş rotor faz reaktansına eşit olduğu kabul edilir. Buna göre;

22

eS

XX X olarak yazılabilir.

Bu değerler asenkron motorun eşdeğer devre elemanlarını oluşturmaktadır. Asenkron motorun boşta

çalışma ve kısa devre deneylerinden alınan değerler ile eşdeğer devre elde edilir. Ayrıca makinanın

toplam kaybı bulunur.






1- Üç fazlı sincap kafesli motoru, manyetik toz fren ünitesi, fren kontrol ünitesini ve 3 fazlı

AC/DC güç kaynağını laboratuvar masası üzerine yerleştiriniz. Kaplinleri kullanarak üç fazlı

indüksiyon motoruna manyetik toz fren ünitesini bağlayınız. Üçgen vidaları kullanarak

emniyetli bir şekilde sabitleyiniz. Kaplin muhafazasını ve şaft sonu muhafazasını kurunuz.

Verilen kablo ile fren kontrol modülü ile manyetik toz fren ünitesini elektriksel olarak

birbirine bağlayınız.

Bu deneyi, yük altında olan sistemin sıcaklığının yükselmesini önlemek için mümkün olduğunca

çabuk tamamlayınız.

2- Deney düzeneği üzerinde gerekli modülleri kurunuz. Şekil 5’teki bağlantı diyagramı ve şekil

6’daki devre şemasına göre devreyi oluşturunuz. Devrenin kurulumu tamamlandıktan sonra

deney yöneticiniz devreyi kontrol etmelidir. Not: Üç fazlı indüksiyon motoru ve manyetik toz

fren ünitesi üzerinde bulunan termik anahtarlar beraber bağlanılmalıdır.

3- Dört kutuplu şalterin üzerindeki on-off anahtarını OFF konumuna ayarlayınız. Sırasıyla fren

kontrol modülü, manyetik toz fren ünitesi, üç kutuplu akım limit koruma şalterini devreye

alınız. Üç Fazlı AC/DC güç kaynağı üzerindeki gerilim ayar düğmesini 0 konumuna ayarlayınız.

Üç Fazlı AC/DC güç kaynağını devreye bağlayınız.

4- Fren kontrol ünitesini Mod/kapalı çevrim/sabit moment modunda işletmek için çıkış

gerilimini 7 V değerine ayarlayınız.

5- Üç fazlı güç kaynağını devreye bağlayınız. Dört kutuplu şalterin üzerindeki on off anahtarını

ON konumuna ayarlayınız. Bu durumda motor üçgen olarak çalışmaya başlayacaktır.


6- Motor akımını (I) değerini 1.4 A’e kadar arttırabilmek için 3 Fazlı AC/DC güç kaynağı üzerinde

bulunan gerilim ayar düğmesini yavaşça arttırınız. Akım değerlerini Tablo 2’ye kayıt ediniz.

7- Tablo 2’ye dijital güç analizöründen okunan motor gerilimi E, güç faktörü θ, motor akımı I ve

motor gücü P değerlerini kayıt ediniz.

8- Sırasıyla dört kutuplu şalteri, üç fazlı güç kaynağı modülünü, üç kutuplu akım limit koruma

şalterini, manyetik toz fren ünitesini ve fren kontrolörünü devreden çıkartınız.

Tablo 2. Ölçülen I, E, P ve güç katsayısı değerleri

I (A) P(W) Cos θ E (V)

1,4

Şekil 4. Kısa devre testi için devre diyagramı


Şekil 5. Kısa devre için bağlantı diyagramı

Grup

1.

Haft

a

2.

Haft

a

3.

Haft

a

4.

Haft

a

5.

Haft

a

6.

Haft

a

Yo

kla

ma

De

ne

y F

öyü

So

rula

r

Ra

po

r

To

pla

m p

ua

n

Sıra No Ad Soyadı 7.1

0.2

01

9

14

.10

.20

19

21

.10

.20

19

28

.10

.20

19

4.1

1.2

01

9

11

.11

.20

19

1 1687700003 MÜMİN ÖPENGİN

2 1687700006 MAZLUM GÜLBAHÇE

3 1687700007 DENİZ GÖKDENİZ

4 1687700009 ORHAN AKAR

5 1687700011 FERHAT TUNÇ

6 1687700012 HÜLYA ÖZDEN

7 1687700013 SONGÜL METİN

8 1687700014 YASEMİN ASLAN

9 1687700016 KOÇALİ TURANLI

10 1687700017 MEHMET SALİH KOÇAĞA

11 1687700018 AZAD KABAR

12 1687700019 OKTAY EKİNCİ

13 1687700020 MEHMET FURKAN TOPAN

14 1687700021 YASİN AKPİRİNÇ

15 1687700023 MEHMET AKSAKAL

16 1687700024 TURAN DALMIZRAK

17 1687700027 MAHSUR YAKAR

18 1687700030 ANIL ÇAKMAKÇI

19 1687700033 HARUN DEDE

20 1687700034 MESUT IŞIKTAŞ

21 1687700036 ALİ AKBAŞ

22 1687700037 HAYDAR SAVAŞ

23 1687700038 NADİR KILIÇ

24 1687700039 FERHAT ÇEVİREL

25 1687700040 MURAT ERÇAKAN

26

27

28

29

30

Dr. Öğr. Üyesi Zeki OMAÇ

Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

Normal Öğretim 2019-2020 Öğretim yılı Güz Yarıyılı

Elektrik Makinaları Laboratuvarı Deney Tarihleri

Haftalar Değerlendirme

1. G

rup

1. D

en

ey

2. D

en

ey

3. D

en

ey

4. D

en

ey

5. D

en

ey

6. D

en

ey

Öğrenci

1. D

en

ey

3. G

rup

3. D

en

ey

4. D

en

ey

5. D

en

ey

6. D

en

ey

1. D

en

ey

2. D

en

ey

2. G

rup

2. D

en

ey

3. D

en

ey

4. D

en

ey

5. D

en

ey

6. D

en

ey

3. D

en

ey

5. G

rup

5. D

en

ey

6. D

en

ey

1. D

en

ey

2. D

en

ey

3. D

en

ey

4. D

en

ey

4. G

rup

4. D

en

ey

5. D

en

ey

6. D

en

ey

1. D

en

ey

2. D

en

ey

5. D

en

ey

6. G

rup

6. D

en

ey

1. D

en

ey

2. D

en

ey

3. D

en

ey

4. D

en

ey

Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü

Elektrik Makinaları Laboratuvarı Dersi Deney Programı

Deney

No Deney Adı

Deney Sorumlusu Öğretim

Üyesi

1. Deney Dc Şönt Generatörün Boşta Çalışma ve Dış

Karakteristiği Arş. Gör. Harun Gülan

2. Deney DC Şönt Motorun Boşta Çalışması ve Dış

Karakteristiği Arş. Gör. Hakan Uyanık

3. Deney Bir Fazlı Transformatörlerin Boşta ve Kısa Devre

Çalışması Arş. Gör. Aybike Üstündağ

4. Deney Yuvarlak Rotorlu Senkron Generatörün Boşta

Çalışma ve Dış Karakteristiği Arş. Gör. Burhan Şeker

5. Deney Üç Fazlı Sincap Kafesli Asenkron Motora Yıldız-

Üçgen Yol Verme Arş. Gör. Elif Kılıç

6. Deney Üç Fazlı Sincap Kafesli Asenkron Motorun Boşta

Çalışma ve Kısa Devre Deneyi Dr. Öğr. Üyesi Zeki Omaç

Deneylerin Başlama tarihi: 07 Ekim 2019 Pazartesi günü saat 15.00-16.45

Dr. Öğr. Üyesi Zeki Omaç

24.09.2019

DC ŞÖNT GENERATÖRÜN BOŞTA ÇALIŞMA VE DIŞ … · Şönt motorun dış karakteristiği; motor...

Documents

Transcript of DC ŞÖNT GENERATÖRÜN BOŞTA ÇALIŞMA VE DIŞ … · Şönt motorun dış karakteristiği; motor...