DÖNER ALAN ELEKTRİK MOTORLARI İÇİN > DİYAGRAMININ ÖNEMİ

mak lâzımdır. Ağaç direkler üzerinde çekil miş yüksek gerilim hatlarının yıldırıma karşı korunması mevzuubahis olduğu zaman, yıl dırım tehlikesi fazla olan noktalarda, koruma hatları ile korunması ve herbir direğin de topraklanması icap eder. Şekil 77. böyle bir direği göstermektedir.

Melvinin 66 üe 132 kV. luk hatlar üzerin de çalışmaları neticesinde varmış olduğu ne tice şudur. Transmisyon hatlarında ağaç di rekler kullanmak faydalı değildir. Bundan başka yıldırım tesirini asgari hadde indirmek için üç umumî tip tarif etmektedir.

a — Toprak battı bulunmıyan sistemler de kuvvet nakili kullanılarak saptırılır. Bu tipten istenilen şey, yapılan operasyonun muvaffak olması için, mümkün olduğu kadar tecrit edilmiş iyi bir topraklamayı şart koşar ki bu hal yüksek voHajlann derecesine göre umumiyetle tatbik edilebilir.

b — Alçak gerilimlerde parafudrlar kul lanılır. Bunlar alçak gerilim hatlarında bir çok mahalleri için kullanıldığı takdirde eko nomik ve avanta] hdır.

c — Basit bir tasarı ki bunda hususî bir tecrübe yoktur. Yıldırıma karşı korunma ya pabilir.

Döner alan elektrik motorları için «HAY LAND»diagrammın önemi

Elektrik motorları sanayiinde ve pratikte döner alan motorları için Hayland diagramı nın önemi büyüktür. Bu diagramı birkaç done ile çizdikten sonra motorun meçhul birçok teknik evsafını diagramdan bulmak mümkün dür. Diagramı çizmek için motor boşta çalışır ken çektiği boş akımı, boş elektrik gücü, rotor sabitken de aynı şekilde çekilen kı sa devre akımı ile kısa devre gücü öl çüldükten sonra bu ölçülerden gerilimle akım arasındaki boş ve kısa devre faz kaymaları hesaplanır. Bu suretle boş akım değeri ve yö nü ile kısa devre akım değeri ve yönü aynı mikyas üzerine çizildikten sonra diagramdan şu ehemmiyetli diğer değerler kolaylıkla elde edilir:

Motor tesmiye akımı değeri ve yönü veril diği zaman, rotor akımını, motorun detay za yiatlarını, dönme momentini, alınan ve veri len motor gücünü, yani randımanı, azamî dönme momentini, devir adedi varyasyonları nı direkt olarak diagramdan okumak.

Bu bilgiler, hesaplanmış ve imal edilmiş bir motorun konstrüksiyon kontrolü için kons trüktör mühendise ne kadar önemli ise pra tikte de çevrilecek bir makine için intihap

Zeki SERTTAŞ

T Müh.

edilen motorun etüdü için de işletmeciye aynı derecede önemi haizdir.

Diagramı çizmeden evvel döner alan mo torlarının hususiyetini izah edelim:

Döner alan motorunun rotorunu sabit tuttuğumuz zaman bir transformatörden farkı yoktur. Statordan çekilen akım transforma törlerin primer akımı gibi müşterek miknatıs akısı (0) yi, stator ve rotordaki gerilim dü şüklüğünü karşılamaya yarar. Burada da pri merden çekilen akım sekonder akımı ile müte nasiptir. Aradaki bariz fark bu motorlarda çe kilen mıknatisiyet akımı değeri rotor ve sta tor arasındaki hava boşluğundan dolayı transformatörlerden daha fazla oluşu, yani transformatörlerde bu akım tesmiye akımı nın % 5 10 arasında iken motorlarda % 20 40 arasında olması, buna mukabil motorlarda kı sa devre gerilimi tesmiye geriliminin % 20 40 olduğu halde transformatörlerde % 2 6 arasında olmasıdır. Ayrıca rotordaki frekans transformatörlerde olduğu gibi primer fre kansımın aynı değil, devir kayması ile müte nasip olup 1 2 gibi çok küçüktür. Meselâ sta tora verilen trifaze akımının döner alan devir adedi (nd), akım frekansı (f) olursa, (P) çift kutup için (nd)

E. M. M. — 15 16

60. f

nd =

Rotor nTnmı döner alan tesiri ile husule geldiği için rotor sabit kaldığı müddetçe ro tordaki periot adedi statordakinin aynı kalır. Rotor serbest olduğu zaman döner alan mu ayyen bir dönme momenti ile beraber sürük ler fakat artık rotorla döner alan devirleri aynı kalmaz, çünkü aksi takdirde rotor hare ket edemez. Bunun için rotor devir adedine (n) dersek aradaki (s) devir kayması değeri :

nd — n olur. nd

(s) ne kadar küçük olursa, rotora tesir eden elektromotris kuvveti de o kadar küçük olur.

Rotor boştan yüke geçtiği zaman yük mo menti frenleme tesirini göstermeye başlar ve rotor bunu karşılamak için kayıp ettiği hızını statordan daha fazla akım çekmekle telâfi eder. Motor boş çalışırken aldığı akım ve güç, sürtünme, az miktarda demir, akım ısı zayia tını karşılamak için olduğundan ideal olarak (s) kayma değen sıfırdır, yani senkronizm vardır. Rotor sabitken ise (s = 1) olur. Bunun için herhangi bir (s) kayma değeri için rotora tesir eden (EMK) = (sE2); rotor frekansı t,, — sf,; ve Rotor akımı I 2 :

s E_

En

Bundan dolayı da rotor sabitken (s) kay ma değeriyle dönen bir asenkron motoru gibi akım husule gelmesi için direnci (R2/s) olma sı icabeder. Bunun için de dönen asenkron motoru sekonderi Ohmik dirençle yüklü bir transformatöre teşbih edilebilir. Alınan güç ise yine bundan dolayı yalnız aktif ve meka nik güçtür.

Şimdi vektör diagramı ile mukayesesini yapalım :

Transformatör diagramı gibi burada da müşterek mıknatıs akısı (0) Primer (E) ge rilimle (90°) bir faz kaymasına maliktir. (0) için (İm), mıknatıslama akımı ile, akım ısı zayiatı toplamı burada da (İo) boş dönme primer akımını teşkil ediyor. Rotora tesir eden Elektromotris kuvveti herhangi (s) kayma değeri için değeri (sE,) olacak ve Rotor akımı ise (L2) faz açısı ile (I,,) olur. Rotordaki Omik gerilim düşüşü (R2I,), endüktiv ise (w2L2I2)

E. M. M. — 16 16

ŞEKİL : 1 dir ki, rotor ankoş ve bobin başlıklarının da ğıntı alanlarından husule gelir. (I2) akımı rotorda teessüs ettikten sonra istihsal ede ceği miknatis a'anı, (0) müşterek alanı if na etmek istiyeceğinden primerde bunu önli yecek (I',) gibi bir akım çekilecek ve asıl pri mer akım (I,) ise bu akün ile (In) boş mik natısleme akımının geometrik toplamına eşit olur. (I'o + In = I,), bu primer akımı statorda (1,11,) ohmik, (I,w,L,) endüktiv ge rilim düşümleri tevlid ettiği için bunların vektöryel ilâvesi ile stator kutup gerilimi (U,) meydana gelir.

Hayland daire diag ramını çizmek usulü :

Herhangi bir takat ve tipte elimizde dö ner akımlı bir senkron motoru bulunduğunu farz edelim. Bu motorun etiketinde normal olarak ekseriya beygir veya kilovat olarak güc ve bu güc için dakikadaki devir adedi, akım, ve işletme voltajı yazılıdır. Bu done lerden başka gerek işletmelerde gerekse konstrüksiyon bürolarında daha bir çok tek nik evsafın ve varyasyon şekillerinin malûm olması arzu edilir. Hayland diagramını çiz dikten sonra motorun arzu edilen yükteki çekme momenti, çektiği güc ve zayiatı, ran dımanı ve bilhassa devir düşme derecesi ko laylıkla okunabilir. Şekil: 2 çizilmiş trifaze bir senkron motorunun Hayland diagramını gösterir.

ŞEKİL : 2

Hayland daire diagramını çizmek için motor boş dönerken ve rotor sabit tutulduğu zaman çekilen boş ve kısa devre akımları (İo).. ve (İk)ve güçleri (No) ve (Nk) yi ay rıca gerilimi ölçmek kafidir. Rotor sabit tu tulduğu zaman büyük motorlara normal ge rilim tatbik etmek mümkün olmadığından, motor tesmiye akımı çekebilecek kısa devre düşük gerilimini tatbik etmek icabeder. O zaman (İk) değeri:

Uk İk = İn .

Un

hesaplanır.

Diagramda boş ve kısa devre akımlarının de ğerlerinden başka yönleri dahi tespit edilmiş olması icabettiğinden bunlar hesaplanır ya hut ölçülür.

No

Cos 00 = — •

V u,i0

Nk Cos 0k =

V 3UtIk

Diagramı çizmek için ordinat olarak gerilim (U,) ve apsis plarak keyfi (O A) çizilir. (İo) ve (İk) için ayni mikyas Amper olarak vje yönleri ı çizdiğimiz (0 1) taksimatlı (Cos 0) dairesile tespit ve çizdikten sonra şu şekilde daireyi çizeriz.

Daire boş ve kısadevre akımlarının nihayet noktalan olan (Po) ve (Pk) noktalarından geçeceğinden dairenin (M) merkezi için (Pk) noktasından (90° 0k) açısile bir çiz gi çizilir, sonra (Pk) ve (Po) noktalarını bir leştiren çizginin orta dikey çizgisi olan (0 0') çizilirse iki çizgi (M) merkezinde birbirlerini kesecektir. (M), (Po) ve (Pk) noktalarile çi zilen daire istenilen Hayland diagramının esas dairesi olur.

Motorun boştan kısadevre noktasına ka dar bütün diğer noktalan da dâirenin üzerin de bulunacağından ayni akım mikyası için tesmiye akımı (İt) değeri ve yönü,

Nn

Cos 0n =

— den

V 311,1,

tespit ve çizenz. Şu malûmlardan aşağıdaki meçhulleri diagramdan okumak kabildir:

Po noktasından O A apsisine çizilen (Po e) dikeyi .motor boş çalıştığı zaman de mir ve sürtünme zayiatını gösterir.

(P e) — motor boşta çalışırken mikna tisiyet akımını gösterir. .Boş akım toplamı ise : (İo = İm + İv) olur.

Pn — Statorun çektiği I, akımının niha yet noktasından apsise çizilen (P d) motor I, tesmiye akımı için çektiği elektrik gücü olur ve bunun mikyası diğer noktalar için de kabul edilir. (Pn Po) rotorun tesmiye gücü için çektiği akımdır.

(Po Pk) çizgisi motorun milden verebile ceği güç çizgisidir.

Po) den (Pk) noktasına kadar herhangi bir noktadan bu çizgiye çizilen dikey o nok taya ait motorun vereceği mihaniki gücü gösterir. Keza tesmiye gücü ve akımı için bu lunan değer diğerleri için mikyas alınacaktır.

(Pn a) ile (Pn d) arasındaki fark (d a) motor tesmiye gücü ile çalışırken ha sıl olan zayiatı gösterir, yani randıman :

Pna

r=

% olur.

Pnd

Toplam zayiattan:

de — demir ve sürtünme zayiatını, cb — Stator bakır yani akım ısı zayiatını, ba — Rotor bakir yani akım ısı zayiatını (Pk) noktasında verilen'güç sıfırdır, alınan ise rotor ve stator dirençlennde akım ısı za yiatı olarak sarfedilir.

Dönme momenti Mâ : Statorun çektiği döner akımın hasıl ettiği döner miknatıs alan gücü rotor çevresine P çekiş kuvvetile P. r çekme momenti tesirini icra eder. Motor milinden verilen N, gücü ise bu dönme momentin motor hızı ile çarpımına eşittir.

E M. M. — 15 16

P•r.2nn Na =

60 . 102 yahut:

Md.n

973 olur

P.r.2 nn

60 . 75

Md.n 716

Sabit bir güc için (Md) değeri devir azal dıkça artar. Herhangi işletme noktası için dönme momentini diagramdan okuyabilmek ıçm (Pk) noktasından (O A) apsizine bir <Pk «,) dikeyini çizeriz. Bu dikey motor kx sadevre .vaziyetinde iken rotoı ve statorda sarf olunan elektrik gücünü gösterdiğinden ikisinin (R2) ve (R,) rotor ve stator dirençleri nlsbetinde (Pkf) ve (f f,) kısanlarına taksim ettikten sonra (f) üe (Po) arasını birleştirir sek bu çizgi diagramın Dönme moment çizgisi olur.

(Po) itibaren (Pk) noktasına kadar bütün noktalardan ( P o p sonsuz) dönme moment çizgisine çizilen dikeyler (Kg.m.) olarak dÖ« me momenti gösterir. Tesmiye güç noktası (Pn) için dönme momenti (Pn b) olup Kg.m. olarak diğer noktalar ve bilhassa maximum moment yani motorun sürşarjla anbale olabi lecek noktası için esas mikyas olabilir.

Motorun azamî dönme moment noktası (Po Pk) verilen güç çizgisinin (o o') dikeyi nin daireyi kestiği (Pm) noktasından absise çizilen dikeyin (Po P sonsuz) moment hattmı kestiği (m) noktasına kadar olan çizgidir. Mo tor (Pm) noktasından sonra mile güç veremez ve durur.

(Pk) noktasından sonraki saha (p sonsuz) ya kadar döner alan istikametinin aksine roto run çevrilmek istenildiği sahayı gösterir. Yani burada frenleme tesiri mevcuttur ve kayma ( s > l ) dir. (P sonsuz) den sonra ise senkro nizmden yukarı motorun döndüğünü yani motor yerine Jeneratör gibi çalıştığını göster mektedir, (p sonsuz) noktasında (R2: s = 0) olduğundan kayma değeri sonsuzdur.

Şekil 3 Y/A bir trifaze senkron moto runun devirle oranlı olarak dönmemoment değeri ile akımın demarajda (Y) ve ( A ) için kurvlannı gösterir. Görüldüğü gibi talimatna

M. E. M. 14

ŞEKİL: 3 meye uyularak gerilim varyasiyonlan azalt mak gayesile motora bidayette düşük voltaj la demaraj yaptığımız zaman akün azalması nisbetinde dönme momentin de azaldığı gö rülmektedir. Yük altında yüksek bir dönme momenti lüzum hasıl olduğu zaman bu hususu nazan dikkate almak icabeder,, zira görüldüğü gibi ( A J de demaraj akımı fazla olduğu nis bette dönme momenti de büyümektedir. Motor yol alırken devir artmasile mütenasip olarak bidayette dönmemomentl artar. Mazlmum noktası işletmede ve yüklemede aynıdır, yani ayni kayma değerine tekabül eder.

Diagramda herhangi yükleme noktası için devir adedini yahut kayma değerini bulmak için (Pk) noktasından keyfi olarak (Pk H) çizgisini çizeriz. (P sonsuz) noktasından bu çizgiye (p sonsuz s) paralelini çizdikten sonra (S) üe (Po) ve (Pn) noktalan arası çi zilir.

(Px o) i ( o l ) 10 müsavi kısma taksim ettikten sonra herhangi bir nokta için yükle mütenasip yüzde olarak kayma değerini dola yısiyle devir adedini diagramdan okuyabiliriz. Bu suretle gerek motor konstrüktörü gerekse işletmeci için elzem olan birçok teknik evsafı diagramdan almak mümkün olmuş olacaktır.