Farklı Kesme Yöntemleri İle Üretilen Silisli Sac Paketlerinin Elektrik Makinalarının Performansı Üzerine Etkisi


Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2015

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Şenol Bayraktar

Danışman: YAKUP TURGUT

Özet:

Bu çalışmada, silisli saclar; lazer, aşındırıcılı su jeti, tel erezyon ve kesme kalıbı ile kesilerek, kesme yöntemlerinin asenkron elektrik motorunun performansı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. 5,5 kW asenkron elektrik motoru referans alınarak, her bir kesme yöntemi ile 255'er adet stator sacı kesilmiş, bu saclar üst üste dizilerek sıkıştırılmış ve elektrik ark kaynağı ile birleştirilerek paketlenmiştir. Daha sonra, asenkron motora ait, gövde, rulman, pervane gibi mekaniksel elemanların montajı yapılarak motorlar verimlilik testlerine tabi tutulmuştur. Verimlilik testleri, kayıpların toplanması ve doğrudan ölçme yöntemleri dikkate alınarak yapılmıştır. Kayıpların toplanması yöntemi ile motor verimliliğinin belirlenmesinde, sabit 50 Hz frekans ve altı farklı yükleme (% 25-50-75-100-115-125) değerleri kullanılmıştır. Doğrudan ölçme yöntemi ile verimliliğin belirlenmesinde ise frekans konvertörü vasıtası ile dört farklı frekans (50-75-100-125 Hz) ve beş farklı yükleme (% 25-50-75-100-125) değerleri kullanılmıştır. Yapılan testler sonucunda, kayıpların toplanması metoduna göre en yüksek motor verimliliği, tel erezyon kesme yöntemi ile üretilen motorda nominal yükleme değerinde % 85,61 olarak ölçülmüştür. Yükleme oranının artması ile toplam kayıpların arttığı buna bağlı olarak motor verimliliğinin azaldığı gözlenmiştir. Doğrudan ölçme yönteminde ise frekans değerinin yanı sıra motor yükleme oranının artması ile toplam kayıpların arttığı ve buna bağlı olarak motor verimliliğinin azaldığı belirlenmiştir. En yüksek motor verimliliği, 50 Hz frekans ve nominal yükleme değerlerinde % 89,68 ile tel erezyon kesme yönteminde, en düşük motor verimliliği ise % 48,76 ile 125 Hz frekans ve % 25 yükleme değerlerinde aşındırıcılı su jeti kesme yöntemi ile üretilen motorda ölçülmüştür. Her iki ölçme yönteminde motor verimlilikleri, en yüksek sırasıyla; tel erezyon, kesme kalıbı, lazer ve aşındırıcılı su jeti olduğu tespit edilmiştir. Doğrudan ölçme yönteminde toplam kayıplar ve motor verimliliği için YSA ile tahmini matematiksel modeller geliştirilmiştir. Matematiksel modelleme sonucunda gerçek deney sonuçlarının YSA'da tahmin edilen sonuçlarla örtüştüğü belirlenmiştir. ANOVA (Analysis of variance) sonuçlarına göre, motor verimliliği ve toplam kayıpları etkileyen en önemli bağımsız değişkenin, frekans olduğu belirlenmiştir. Ansys Maxwell Electromagnetic Design yazılımı ile entegreli çalışabilen RMxprt modülü ile farklı frekans (50-75-100-125 Hz) ve nominal yükleme değerleri kullanılarak, çıkış gücü ve motor hızının verimlilik üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Ayrıca, yüksek adetlerde motor üretimi için kesme kalıbı ile üretim yöntemi diğerlerine göre maliyetinin daha az olduğu, prototip veya özel amaçlı motorların üretiminde tel erezyon ve lazer kesme yönteminin kullanılabileceği belirlenmiştir. Tel erezyon ve aşındırıcılı su jeti ile üretilen motorun verimlilikleri arasındaki % 2,51'lik fark, bir motor için 487 TL'lik yıllık enerji tasarrufu yapılabileceğini ortaya koymuştur.