3 Fazlı Motor 2 Faza Kalınca Neden YÜKSEK AKIM Çeker_?

[muzzy67]

megep in modüllerinden bir tanesinde '' 3 fazlı motor 2 faza aklınca yüksek akım çeker '' gibi bir cümle ile karşılaştım. Bunun teknik olarak izahı nasıl oluyor ?

 

[muzzy67]

Yine megep in aynı modülünde Aşırı Düşük -Yüksek gerilim koruma rölesinden bahsederken %10 u aşan gerilim düşümü veya gerilim artışında motorun yüksek akım çekeceği belirtiliyordu. Bunun nasıl olduğunu düşünemye çalıştım şu yolu kullandım
Örneğim 5000 Watt gücünde 3 fazlı bir motor un cosQ : 0,9 olsun
Öncelikle nominal gerilimde 5000=380.I.0,9.1,73 buradan I=8,45 Amper olur.

Düşük gerilimde (380 v un %10 aşan düşümü olarak 40 v u baz aldım.)
5000=340.I.0,9.1,73 ise I=9,44 Amper olur.

Yüksek gerilimde ise 5000=420.I.0,9.1,73ise I=7,64 Amper oluyor görüldüğü gibi gerilim düştüğünde çekilen akım yükselirken gerilim arttığın da çekilen azalıyor modülde bundan farklı bir yazı bu olayın aslı nedir yardımcı olur musunuz ?

 

[FilizSimsek]

Sayın muzzy67


3 fazlı motor 2 faza kalması durumu "simetrisiz bileşenler" diye bir yöntemle incelenir. Simetrili sistem dediğimiz üç fazlı, faz gerilimleri ve empedansları eşit, fazlar arasındaki elektrik açı 120 derece olan sistemlerdir. Motor iki faza kaldığında denge koşulları bozulur ve klasik denklemlerle analizini yapamayız.

Burada matematiksel ayrıntılara girmeyeceğim ama ben simetrisiz motoru şu şekilde anlatırım. Aynı mil üzerinde birbirine zıt hareket etmeye çalışan iki motor düşünün. Bunlardan biri bizim "normal" motorumuzdur. Yukarıdaki hesaplamanızda verdiğiniz motoru örnek alalım .Yani giriş aktif gücü 5000 W olan, 8.45 amper çeken bir "esas" motorumuz var ve bu motorla aynı mili paylaşan ama ters yönde dönmeye çalışan bir de hayali "ters motorumuz" var. Bu motor da şebekeden akım çekiyor. Ama ters motorumuz ters yönde bir moment üretip, bileşke momentin azalmasına, darbeli olmasına vb. yol açıyor. Başka bir deyişle "esas"motorumuzu frenlemeye çalışıyor veya yine başka bir deyişle esas motorumuzun miline bir yük gibi etki ediyor. Malumunuz motorda yük arttıkça şebekeden çekilecek akım da atacaktır. Şebekeden çekilecek akımın ne kadar büyük olacağı veya momentin ne kadar azalacağı simetrisizliğin ne kadar büyük olduğuna bağlıdır .

İkinci sorunuzu ben de anlamadım. Yüksek gerilimde niye aşırı akım çeksin ki..Buna bir bakmam lazım. Hesaplamalarınız bence doğru
Ama hemen bir not düşeyim.Yukarıda yazdığınız formülde yanlış anlamaya yol açabilecek bir nokta var :

P= 1.732xUxIxcosq yazmışsınız. Motor plakalarında verilen güç değeri motorun çıkış gücüdür. Yani motor plakasında 5 kW yazıyorsa motorun çıkış aktif gücü 5 kWdır. Giriş aktif gücünü bulmak için bu değeri verime bölmek gerekir.( Buradaki 5 kW değeri giriş gücüyse formülünüz doğru tabii.)

 

[ceryaner]

Sanırım şu şekilde düşünmek daha doğru olacaktır.

Bizim elimizdeki motor 400V(yada 380 aynı şey) için dizayn edilmiş bir motor. Bu voltaja göre motorun gücü 5 kw tır. Yukarıda verilen formüle göre bu motorun bu voltajda çekeceği akım da bellidir. Şimdi motorun iç yapısına dönelim içinde bir endüvi direnci ve motorun dönmesi nedeni ile oluşan bir reaktans var ve çekilen akım bunların toplamını oluşturan endüktans'a göre oluyor(Okul biteli uzun zaman oldu ne olur formül sormayın). Buna göre yüksek voltaj verdiğinizde kabaca V=IxR formülüne göre voltaj arttığından(direnç sabit) akım da artar. Motorun gücü artık 5 kw tan fazladır. Ki bunda herkes hemfikir sanırım yüksek voltaj motoru yakar.

Şimdi de düşük voltaj durumunu düşünelim yine V=IxR formülünde voltaj düşmesi çekilen akımda azalmaya yol açmalıdır fakat dikkate alınması gereken nokta motorun dönmesinden kaynaklanan reaktans toplam empedansı ne şekilde etkiler. Yani motor düşük voltajda yol alamadığından reaktans oluşamaz ve sürekli aşırı akım çekebilir. Yani formüldeki R de değişebilir. Bu durumu doğrusu gözlemleyemedim, belki tecrübesi olan arkadaşlar vardır.

Saygılar

 

[AD_EM]

Bir asenkron motorun bir fazının eş değer devre şekli aşağıdaki gibidir.

Şeklin sade hali aşağıdaki gibi olur.

Bu şekle baktığımızda en son direncin S(slip=kayma)'ye bağlı olduğu görülecektir. Direncin S’ye bağlı olması çekilen akımında s’ye bağlı olması anlamına gelecektir. S’nin değeri ise 1 ile 0 arasında bir değerdir. Peki s nedir ve neye bağlıdır. ?

Biliyoruz ki; bir asenkron motorda statora uygulanan 3 faz gerilim bir döner alan oluşturur. Bu döner alana stator döner alan hızı ns denir. Bu döner alanın hızı kutup sayısı ve frekansa göre değişir.

Statorda oluşan bu alan rotorda da bir alan oluşturur ve rotorun dönmesine neden olur ve rotorun dönme hızına da nr denir.

Çalışma prensibi gereği statordaki döner alanın rotordan önde olması gerekir. Zaten motorda adını buradan almakta ve adına (aynı hızda olmayan) asenkron motor denmektedir. Yani motorun statoru ile rotoru aynı anda dönmemekte, rotor, stator alanını takip etmektedir.

İşte motorda; (ns-nr)/ns oranına kayma=s denir.

Motor duruyorken motora gerilim uygularsak, ilk anda rotor durduğu için rotorun hızı sıfırdır. nr=0,
stator hızı ise örneğin 1500 devir bir motor için ns=1500 d/dk’dır.

Bu durumda kalkış anında s=(1500-0)/1500’den=1 dir. Yukarıda bu değeri en son dirençte yerine koyarsak direnç R’2 olur. Yani direncin değeri minimum olduğu için ilk kalkış anında akım maksimum olur.

Motor tam yükte normal devrine ulaştığında(1500 d/dk bir motor için mesela rotor devri 1425 olsun) s=(1500-1425)/1500= 0,05 olur. Bu değeri yerine yazdığımızda direncin maksimum değerde olduğu ve bu nedenle akımın nominal değerinde olduğunu söyleyebiliriz.

Eğer fazlardan biri gidecek olursa, motorun rotoru döndürme gücü 1/3 oranında azalacaktır. Gücün azalması nedeniyle rotor daha yavaş dönmeye başlayacaktır. Rotorun yavaş dönmesi s’yi yani kaymayı büyüteceğinden eş değer devredeki direnç azalacaktır. Eş değer devrede direncin azalması enerjili olan fazların fazla akım çekmesine neden olacak ve bir müddet sonra motor sargıları yanacaktır.

 

[ceryaner]

Sayın Hemmühhemtek,

Hızlı davranmışım ama itiraf edeyim sizin açıklamanız daha teknik ve daha güzel

 

[binbaşı]

Yine megep in aynı modülünde Aşırı Düşük -Yüksek gerilim koruma rölesinden bahsederken %10 u aşan gerilim düşümü veya gerilim artışında motorun yüksek akım çekeceği belirtiliyordu. Bunun nasıl olduğunu düşünemye çalıştım şu yolu kullandım
Örneğim 5000 Watt gücünde 3 fazlı bir motor un cosQ : 0,9 olsun
Öncelikle nominal gerilimde 5000=380.I.0,9.1,73 buradan I=8,45 Amper olur.

Düşük gerilimde (380 v un %10 aşan düşümü olarak 40 v u baz aldım.)
5000=340.I.0,9.1,73 ise I=9,44 Amper olur.

Yüksek gerilimde ise 5000=420.I.0,9.1,73ise I=7,64 Amper oluyor görüldüğü gibi gerilim düştüğünde çekilen akım yükselirken,gerilim arttığında çekilen azalıyor modülde bundan farklı bir yazı bu olayın aslı nedir yardımcı olur musunuz ?

Sn muzzy67,ilk mesajınızdaki sorunuzun cevabı sn.hemmuhhemtek tarafından çok güzel de açıklanmıştır, ayrıca bunu tekrar teorik olarak yazmaya gerek de duymuyorum, ağırlıklı olarak da ikinci mesajınızdaki sorunuzun cevabını vermeye çalışacağım.

Asenkron motorlar çalışmaları sırasında,yalnızca anma gerilimi olan sabit bir 3 faz geriliminde(380 volt ac. de) ve miline uygulanan belirli bir anma yük değerinde,motor üzerindeki etiket anma akımını çekerler.Yani etikette yazan bu anma akımının amper olarak etiket değerinde çekilebilmesi;

a )Sabit,değişmeyen bir 3 fazdaki gerilim değeri,
b )Motorun üretici firması tarafından tavsiye edilen belirli bir güç değeriyle milinden yüklenmesinde,yani bu 2 şart tam olarak gerçekleştiğinde olur.Bu şart gerçekleşirken,3 faz da muntazam,ayni anda ve aralarında ayrıca bir gerilim farkı bulunmadan da gelebilmelidir.Sebebi ise;

Statorda,3 fazlı akımla yaratılan döner alanla,yine statorun bu döner alanından,motorun çalışma prensibi nedeniyle geride kalan rotorun kayma oranının,motorun güç faktörünü de ayrıca direk olarak değiştirmesindendir.Yani asenkron motorlar,boşta da çalışsa,faz gerilimleri fazla ya da az da gelse,çektikleri akım;kaymanın ileriye doğru ötelenmesi(Artması) veya geriye doğru ötelenmesi(Azalması) nedeniyle,güç faktörünün belirli bir sabitede sürekli ayni kalmaması nedeniyle fazla bir akım çekerler ve bu sırada,milleri bir yüke de bağlı olduklarından,motor büyüklüğüyle de ilişkili olarak sargıları fazla ısınır.Bu gerilim,sizin de dediğiniz gibi,yüzde 10 olan bir sınır değerinden yüksek veya az olduğunda,motorun sargılarının aşırı ısınıp yanması bile söz konusudur ve motor koruma devrelerinin,bu gerilimin tolerans dışındaki değişmelerinde,motor devresinde mutlaka koruma amaçlı olarak bulunması gerekir.(Aşırı düşük-aşırı yüksek gerilim koruma röleleri)

Asenkron motorlar,omik devreler gibi lineer(Gerilim arttığında,akım şidetinin de doğru orantıda artabilmesi) değil,unlineer devrelerdir.Ama bu unlineerlik(Doğrusal olmayan,ters akım etkileri) SMPS güç kaynaklarındaki gibi (Gerilim artınca akımın da azalması,gerilim düştüğünde akımın da artması şeklinde değil) gerilim arttığında veya azaldığında(%10'un üstündeki değişmelerde) statordaki 3 fazlı sargılardan,bu her iki halde de aşırı akımların geçerek motoru yakabilmesi şeklindedir.Yani gerilimin artı veya eksi durumunda,bu akım her iki halde de aşırı artıyor ve motor için riskli bir durumuna geliyor.Bunun sebebi,her iki halde de,motor için nominal akım için şart olan belirli bir kayma miktarı karşılığı olan cos fi(Güç faktörü)'nün,her iki durumda da,bizim ve motor üreticilerinin istemediği bir düzeye gelmesidir.Motor mili boş da dönse ,yük miktarı olması gerekenden eksik veya fazla(Aşırı) da olsa,bizim ve motor üreticilerinin karekteristik olarak idealde istediği en iyi şartlar oluşmuyor.Bu şartlara,bu yüklenme parametresinin yanında,bir de çok az değişen gerilim (%10'u geçmeyecek) şartı ayrıca ekleniyor.Ancak ideal kayma oranını ve bu kaymaya göre değişmeyen cos fi( güç çarpanını)bu şartlarda yakalamış oluyor ve istediğimiz nominal (En ideal) değerde bir akım şiddetinin geçmesini sağlamış oluyoruz.

Aslında buradan hareketle 3 fazlı asenkron motorun,2 faza kaldığında tam olarak yanma sebebini de bu kayma prensibinden giderek açıklayabiliriz.Motor milinin çıkış gücü (HP), 3 fazlı sargıların yukarıdaki 2 şartı gerçekleştiğinde, bu oluşan, en ideal olabilen çalışma şartında,elektriki olarak verilen "1.73*volt*amper.cos fi" 'lik elektrik güç değeri,milden örneğin 2 hp'lik bir mekanik eşdeğer gücün çıkmasını (Redüktör veya bir dişli bir uygulamada,bir de emniyet değeri olarak motorun biraz kW olarak büyük seçilmesi) sağlar.Yani her bir fazın verdiği gücü 1 birim kabul edersek, 3/3 tam güçle fazlardan elektrik akımı aktığında biz ancak bu şartla bu 2 hp gücü elde edebiliyoruz.

Fazlardan birinin,kontaktörün kontağı yanıp veya bir fazın kablo olarak kontaktörden çıkıp gelmediğini,faz koruma rölesinin de bulunmadığını varsayalım.2 fazla gelen elekriğin, stator sargılarında uygulayacağı güç 2/3'e düşer,yani, 1/3'lük bir kısmı devre dışında kalır.Motor 2 fazla da,bir yükle bağlı olduğu bu mili yine döndürür,ama 3 herkülle (Fazla) yapacağı iş,2 herküle(Faza) inmiştir.Tabi iş yalnızca bununla da kalmaz.Yüke bağlıyken 1 hp ile dönecek bir makina sistemi (Redüktör,dişli düzeni,dev pervane)bu defa çıkış milinde, 2/3* 2 hp = 1.32 hp ile mili döndürmeye çalışır,çünkü motor durmamıştır,hala da dönmektedir.Güç yetmezliğiyle karşılaşan trifaze asenkron motorumuzda,stator ve rotor arasında oluşan kayma miktarı da,bu gücün yetmemesi,az gelmesiyle artar.Kaymanın artması,cos fi''yi de kötüleştirir,sargılardan anormal akımlar geçerek,motor büyüklüğüne de bağlı olarak(Büyük güçlü motorlar daha kısa sürede ısınır) oluşan bu aşırı ısı,2 fazdaki sargıları da rahatça kavurup yakar.Yani burada, 2 fazda oluşan bu yanma olayı,doğrudan değil,ama dolaylı olarak motordaki faz kaymasının bozulmasından (Güç yetmezliği ana sebebinden ilk hareketle) ortaya çıkıp,aşırı akımlarda bu sargıları kolayca ısıtıp yakabilmektedir.

Yani motor,sonuç olarak bir fazın yokluğunda,gerilimin belirli limitler dışına çıkmasında,miline yüklenen yükün,anormal derecede fazla olmasında veya boşta(Hiç olmayıp) veya düşük değerlerde bulunmasından etkilenip kayma miktarı değişerek,fazla olan akımları çeker.Çekilen akımın zamana göre fazla miktarlarda olmasında da,motor koruma devreleri(Tmş,faz koruma rölesi,aşırı ve düşük gerilimden koruma rölesi,vb.)eğer motordan önce yer almazsa, motorumuzun aşırı ısınıp,yanarak devre dışında kalması da kaçınılmaz olacaktır.Kolay gelsin.

 

[içerişehir]

hocam voltaj düşerse akım yükselir ve motoru yakarsın

 

[yasin yeşilkır]

motor iki faza kalırda mesala 3 faz 1 faz koptu..kopan faza ait grup yanıyor doğrumu sonuçta enerji kesik ama neden yanar öyle biliyorum doğrumu

 

[denizsayar]

kardeşim 3 fazda motor çok rahat dönüyor sen onu 2 fazda yapmaya çalışırsan motor 2 fazla döndürmeye çalışacağı için fazla akım çeker ve motor ısınır hafif hafif duman çıkar ve bom