26
İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖLÜMÜ ELEKTRİK MAKİNALARI LABORATUVARI

elektrik makinaları laboratuvarı

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: elektrik makinaları laboratuvarı

İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜH. BÖLÜMÜ

ELEKTRİK MAKİNALARI LABORATUVARI

Page 2: elektrik makinaları laboratuvarı

DENEY 1

BİR FAZLI TRANSFORMATÖR DENEYLERİ

Page 3: elektrik makinaları laboratuvarı

DENEY 1

BİR FAZLI TRANSFORMATÖR DENEYLERİ

I– GİRİŞ

Açık devre testinde transformatörün bir sargısı anma gerilimi ve frekansında

beslenirken diğer sargısı açık devre edilir. Yüksüz durumdaki akım ve giriş gücü ölçülür.

Yüksüz durumdaki akım, tam yük akımının küçük bir oranı olduğundan transformatörün

beslenen tarafındaki bakır kayıpları ihmal edilebilecek kadar düşüktür. Bu durumda giriş

gücü, bakır kayıpları akımın karesiyle doğru orantılı olduğundan, transformatörün anma

gerilimindeki demir kayıplarını temsil eder. Açık devre testinde transformatörün her iki tarafı

da beslenebilmekle birlikte, dağıtım sistemlerinde kullanılan büyük güçlü transformatörler söz

konusu olduğunda, ölçme aletlerinin bağlantıları ve çalışma aralıkları için uygulandığından

dolayı düşük gerilim tarafının beslenmesi tercih edilir.

Kısa devre testinde, sargılardan biri kısa devre edilirken diğer sargı anma geriliminin

genellikle %5’i veya %10’u oranındaki bir gerilimle beslenir. Bu durumda devreden tam yük

akımı akar. Demir kayıpları uygulanan gerilimin karesiyle doğru orantılı olduğundan bu testte

küçüktür ve bu durumda giriş gücü o yükteki bakır kayıplarını gösterir. Ölçme aletlerinin

bağlantıları ve çalışma aralıkları için uygulandığından kısa devre testinde genellikle yüksek

gerilim tarafının beslenmesi tercih edilir.

Bu testlerin avantajı, sonuçlarının; büyük transformatörde tam yük altında yapılan

testlerin maliyetlerine ve zorluklarına katlanmak zorunda kalmadan transformatörün

verimliliğini, yaklaşık eşdeğer devresinin ve regülasyonunun hesaplanmasını mümkün

kılmasıdır.

II - DENEYİN YAPILIŞI

Deneyde Kullanılacak Aletler ve Yapılacak İşlemler

NE9044 Transformatör Eğitim Seti

Analog Vatmetre

Digital Multimetre

İlgili Bağlantı Elemanları

Test 1 : Düşük gerilim tarafından beslenen açık devre testi:

Şekil 1.1’de gösterildiği gibi deney düzeneğini kurunuz ve gerekli bağlantıları yapınız.

Page 4: elektrik makinaları laboratuvarı

Şekil 1.1 : Açık devre testi bağlantı şeması

Oto transformatör ile gerilimi %10’luk oranlarla anma gerilimi olan 120V’a kadar

arttırınız, her bir gerilim değerine karşı düşen akım ve güç değerlerini Tablo 1.1’de not ediniz.

Anma geriliminin %10’u üzerinde de bir ölçüm alınız.

Tablo 1.1

Giriş Gerilimi

(V)

Hat Akımı, I0

(mA)

(A)

Mıknatıslanm

a Akımı, Im

(mA)

Demir Akımı,

Ip

(mA)

Güç, P

(W)

Güç Faktörü,

ϕ0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

Page 5: elektrik makinaları laboratuvarı

Test 2 : Yüksek gerilim tarafından beslenen kısa devre testi.

Şekil 1.2’de gösterildiği gibi deney düzeneğini kurunuz ve gerekli bağlantıları yapınız.

Oto–transformatör ile akımı %10’luk oranlarla anma akımı olan 4.2 A’e kadar

arttırınız, her akım değerine karşı düşen gerilim ve güç değerlerini Tablo 1.2’de not ediniz.

Anma akımının %10’u üzerinde de bir ölçüm alınız.

Şekil 1.2 Kısa devre testi bağlantı şeması

Tablo 1.2

Akım, (A) 0.41 0.82 1.21 1.6 2.04 2.42 2.82 3.22 3.62 4.01 4.43 4.6

Gerilim,(V)

Güç, (W)

III- SONUCLARIN İNCELENMESİ

Açık devre testinde her bir ölçüm için güç faktörünü, p, (p = P/(VI0)), hesaplayınız.

Akım bileşenlerini elde ediniz. Akımın güç bileşeni Ip = I0Cosϕ0 ve mıknatıslanma akımı

Im = I0Sinϕ0 ‘ dir. V-P, V-I0, V-Ip, ve V-Im grafiklerini çiziniz, sonuçları yorumlayınız. Bu

grafiklerden transformatörün eşdeğer şönt direnci R0 ve eşdeğer şönt reaktansı X0’yı elde

ediniz.

Kısa devre testi için I-V ve I2-P grafiklerini çiziniz, sonuçları yorumlayınız. Bu

grafiklerden transformatörün eşdeğer empedansını, eşdeğer direncini ve eşdeğer reaktansını

elde ediniz.

Açık devre ve kısa devre testlerinden elde ettiğiniz değerlerle transformatörün yaklaşık

eşdeğer devresini alçak gerilim tarafından görüldüğü gibi çiziniz. Yüksek gerilim tarafından

elde edilen değerler çevirme oranının karesine bölünerek alçak gerilim tarafına geçirilebilir.

Page 6: elektrik makinaları laboratuvarı

Şekil 1.3 Transformatörün yaklaşık eşdeğer devresi

Yaklaşık eşdeğer devresine göre transformatörün regülasyonu aşağıdaki gibi tanımlanabilir:

% regülasyon = 100*(V1’-V2)/V1’

ve yaklaşık olarak aşağıdaki gibi ifade edilebilir:

% regülasyon = 100x((IR/V)Cosφ ± (IX/V)Sinφ) +( 100x2/2)((IX/V) Cosφ ± (IR/V)Sinφ)2

Burada,

I : Tam yükteki anma akımı

V : Sistemin anma gerilimi

x : Transformatörün yüklenme oranı

(IR/V) ve (IX/V) terimleri transformatörün birim direncini ve birim reaktansını temsil

etmektedir.

Güç faktörünü 1, V2 = V1’ =240V alarak Tablo 1.2’de belirtilen yükleme koşulları için

% regülasyonu hesaplayınız ve grafiğini çizerek sonuçları yorumlayınız.

Verim Hesabı :

Bir sistemin verimi sistemden çekilen gücün sisteme gönderilen güce oranına eşittir.

Verim direkt veya endirekt olarak hesaplanabilir. Verimin direkt olarak hesaplandığı

yöntemde sekonder gücün primer güce oranı alınır (η = P2/P1). Endirekt yöntemde ise verim

boşta çalışma ve kısa devre deneylerinden belirlenen demir ve bakır kayıpları yardımıyla

hesaplanır .

η = P2/(P2 + PCU + PFE )

η = (1-kayıp güç/giriş gücü)*100 = (1-(PFE + x2*PCU)/(x*S*Cosϕ0+PFE+ x2*PCU))*100

Burada,

S : VA cinsinden transformatörün gücü, (1 kVA)

Cosϕ0 : Yükün güç faktörü

PFE : Anma gerilimindeki demir kayıpları

Page 7: elektrik makinaları laboratuvarı

PCU : Anma akımındaki bakır kayıpları

x : Transformatörün yüklenme oranı

olmaktadır.

Güç faktörünü 1 alarak ve önceki testlerde hesaplanılan bakır ve demir kayıplarını

kullanarak Tablo 1.2’de belirtilen yükleme koşullarının her biri için verimi hesaplayınız

Aldığınız değerlerle U2 – I2, %U –I2, %η - P2 ve I – P2 grafiklerini çiziniz, sonuçları

yorumlayınız.

Transformatörün hesapladığınız ve çizdiğiniz % regülasyon ve %η grafikleri ile

deneysel olarak elde ettiğiniz verilerle çizdiğiniz % regülasyon ve %η grafiklerini

karşılaştırınız ve yorumlayınız. Direkt ve endirekt olarak hesapladığınız verim değerlerini

karşılaştırınız.

IV- SORULAR

1. Boşta çalışma ve kısa devre deneylerini kısaca anlatınız. Ölçü aletlerinin

bağlanmasında nelere dikkat edilmelidir?

2. Birincil tarafa indirgenmiş fazör diyagramını çiziniz.

3. Herhangi bir yükleme oranında transformatörün verim ifadesini çıkartınız ve verimin

nelere bağlı olduğunu açıklayınız. Verim neden önemlidir.

4. Besleme frekansının değişimi demir ve bakır kayıplarınını nasıl etkileyecektir?

Açıklayınız.

5. Transformatör i) 0.8 endüktif güç faktöründe ii) 0.6 kapasitif güç faktöründe nominal

geriliminde çalıştığında verimi hesaplayın

6. Kısa devre deneyinde hesaplanan ile doğru akımla ölçülen sargı dirençleri arasında

fark var mıdır? Neden?

7. Boşta çalışma primerdeki vatmetrede okunan güç hangi kayıpları kapsar.

8. 220V ve 60Hz için hesap edilmiş bir transformatör 220V ve 50Hz’lik bir şebekeye

bağlanırsa, transformatörün mıknatıslanma akımı, endüksiyonu, endüklenen

gerilimleri ve kayıplarında ne gibi değişiklikler olur?

Page 8: elektrik makinaları laboratuvarı

DENEY 2

ASENKRON MOTORA YOL VERME YÖNTEMLERİ

Page 9: elektrik makinaları laboratuvarı

I – GİRİŞ

Üç Fazlı Alternatif Akım Makinaları :

Asenkron motor bir alternatif akım makinasıdır. İlk defa Nikola Tesla tarafından patenti

alınmıştır. Motorun imalatı ise Westinghouse firması tarafından Nikola Tesla yönetiminde

gerçekleştirilmiştir.

Sanayide kullanılan motorların, aynı güçteki başka bir tür motora göre, en sağlamı, en

ucuzu ve bu yüzden en çok kullanılanıdır. Çok fazlı a.c. makinaları yapıları gereği diğer

tipteki makinalardan daha verimli olmalarının yanında daha düşük güç/ağırlık oranına

sahiptirler. Genellikle, doğru akım makinalarına göre daha kolay imal edilirler, dayanıklı ve

güvenilirdirler. En önemli sınırlamaları, normal şebeke frekansına bağlandıklarında dakikada

ancak 3000 devirle veya daha düşük bir devirle dönmeleridir. Mevcut gerçek hızları, hız

kutup sayısına bağlı olduğundan, dakikada 3000, 1500, 750, 600 gibi devir sayıları sınırlıdır.

Hızdaki bu sınırlama bir ölçüde değişken frekanslı sürücü düzenekleriyle aşılmaktadır.

Üç Fazlı Asenkron Endüksiyon Motor :

Kullanımda bulunan elektrik motorlarının %90’ı sincap kafesli asenkron endüksiyon

motordur.

Sincap kafesli asenkron motorun çalışma ilkesi stator sargıları tarafından üretilen döner

manyetik alana dayanmaktadır. Senkron hızla dönen manyetik alan, iki taraftan da kısa devre

edilmiş rotor çubuklarında zıt bir elektro-motor kuvvet endükler ve akan akımlar ikinci bir

manyetik alan sistemi oluşturur. Stator sargılarının ve rotor çubuklarının meydana getirdiği

manyetik alanların etkileşiminden; rotoru, döner manyetik alanla aynı yönde fakat daha düşük

bir hızla döndüren bir moment doğar. Rotorun hızı motora bağlı olan yük arttıkça düşer.

Bir endüksiyon motorun anma hızı stator sargılarının tasarımı ve besleme kaynağının

frekansı ile belirlenir. Faz başına P çift kutupla sarılmış ve f Hertz’lik bir kaynakla beslenen

bir makinanın anma hızı

ns = (60*f )/P rpm

Denklemiyle ifade edilebilir. ns motorun Senkron Hızıdır. Mekanik kayıplardan dolayı motor

senkron hıza ulaşamaz. Senkron hızla rotorun yük altındaki gerçek hızı arasındaki farka

Kayma Hızı veye yalnızca Kayma denir. Kayma, s, senkron hızın bir oranı olarak da ifade

edilebilir.

s = (ns - nr)/ns

Page 10: elektrik makinaları laboratuvarı

Asenkron Motora Yolverme Yöntemleri:

Bir asenkron motor dururken n=0 ve s=1’dir. Bu halde stator sargılarına tam gerilim

uygulandığında motor bağlı olduğu şebekeden nominal akımının (5-6) katı daha büyük akım

çeker. Büyük güçlü motorlarda ve bunların çekebileceği zayıf şebekelerde bu akım şebekede

gerilimin azalmasına sebep olmaktadır. Motor sayısı arttıkça sistemde aşırı gerilim düşümleri

meydana gelir. Dolayısıyla motorun yol alma akımını sınırlamak gerekir.

Çalıştıralacak iş makinasının özelliklerine göre yolalma koşulları: hafif (Mo=0,1-

0,4)Mnom ; normal (Mo=0,4-0,75)Mnom ; ağır (Mo=0,75-1,0)Mnom olabilir.

Pratikte kullanılan yolverme yöntemlerinden bazıları şöyle sınırlanabilir:

1. Doğrudan yolverme

2. Ototransormatörle yolverme

3. Statora transformatör ve ya direnç bağlayarak yolverme

4. Rotora direnç bağlayarak yolverme

5. Yıldız-üçgen yolverme

Yıldız Üçgen Bağlantı ile Yolverme:

Stator sargıları önce yıldız bağlanır. Bu durumda faz gerilimi ve faz akımı 3 ’te birine düşer.

Sonra stator sargıları üçgen bağlanır. Motor yıldız bağlıyken hat akımı üçgen bağlantıya göre

üç kat küçüktür:

Yıldız bağlı motor yol alır ve devir sayısı nominal değerine yaklaştığında stator

sargıları üçgen bağlanırsa faz sargılarına nominal gerilim uygulanmış olur. Sargı bağlantı

dönüşümü sırasında oluşabilecek akım atlaması tehlikeli değildir.

Yıldız-üçgen dönüşümüyle yol verme yönteminin önemli bir dezavantajı vardır: Hat

gerilimi 3 ’te birine düştüğünden dolayı, yol alma momenti 1/3 oranında azalır, (My.a

≡21U ). Bundan dolayı bu yöntem, yük momenti büyük olan kısa devre rotorlu asenkron

motorların yol almasında kullanılamaz.

Page 11: elektrik makinaları laboratuvarı

II- DENEYİN YAPILIŞI

Deneyde Kullanılacak Aletler ve Yapılacak İşlemler

FH2 MKIV Deney Seti

FH90 Sincap Kafesli Endüksiyon Motor

V3 A.C. Voltmetre, 250 V kademesinde

A3 A.C. Ampermetre,2A kademesinde

W1 A.C. Vatmetre,500 W kademesinde

Dijital ampermetre

Test 1 : Sincap kafesli asenkron bir motorun sargıları üçgen bağlantı yapılarak

çalıştırılması

Deney düzeneğini şekil 2.1’den takip ederek sargı uçlarını üçgen bağlantı olacak

şekilde ayarlayınız. Üç fazdan beseleyiniz. Bir sargı üzerindeki akımı görecek şekilde

ampermetre bağlantısını yapınız. Sistemi boşta çalıştırarak kaynaktan çektiği akımı not ediniz.

Şekil 2.1 Deney seti bağlantı uçları

Daha sonra şekil 2.2.’deki devreyi kurunuz. Yük bağlantısını yaptıktan sonra motoru

çalıştırınız. Motor yaklaşık olarak durana kadar momenti arttırınız. Durduğu anda her üç

Page 12: elektrik makinaları laboratuvarı

sargıdaki gerilim, kalkış akımı ve güç değerini ayrıca göstergeden okuduğunuz kalkış

momentini kaydediniz.

Şekil 2.2 Deney düzenği

Test 2 : Sincap kafesli asenkron bir motorun sargıları yıldız bağlantı yapılarak

çalıştırılması

Deney düzeneğini şekil 2.1’den takip ederek sargı uçlarını yıldız bağlantı olacak

şekilde ayarlayınız. Üç fazdan beseleyiniz. Bir sargı üzerindeki akımı görecek şekilde

ampermetre bağlantısını yapınız. Sistemi boşta çalıştırarak kaynaktan çektiği akımı not ediniz.

3 fazlı ampermetreyi sargılara bağlayınız. Yük bağlantısını yaptıktan sonra motoru

çalıştırınız. Motor yaklaşık olarak durana kadar momenti arttırınız. Durduğu anda her üç

sargıdaki kalkış akımı ve göstergeden okuduğunuz kalkış momentini kaydediniz.

III- SONUCLARIN İNCELENMESİ

Her iki testte elde ettiğiniz sonuçları, yıldız üçgen bağlantı dönüşümündeki akım ve gerilim

ifadelerini şekil 2.3’deki eşdeğer sargı bağlantı şekillerine göre çıkartarak karşılaştırınız.

Page 13: elektrik makinaları laboratuvarı

B

Y

R

UfΔ

IfΔ

IhΔ

Z

Z

Z

B

Y

R

Z Z

ZUfλ

Ifλ

Ihλ

Şekil 2.3 Sargı eşdeğer şemaları

Page 14: elektrik makinaları laboratuvarı

DENEY 3

DOĞRU AKIM MOTOR

KARAKTERİSTİKLERİNİN ELDE

EDİLMESİ

Page 15: elektrik makinaları laboratuvarı

I-GİRİŞ

Bu bölümdeki deneylerde, şönt ve seri uyarmalı doğru akım motorunun hız kontrol

karakteristikleri ve yük karakteristikleri incelenecektir.

II- DENEYİN YAPILIŞI

Şönt Motor Deneyleri

Deneyler süresince kullanılacak devre şeması, Şekil 1’de elektriksel ve Şekil 2’de montaj

planı olarak verilmiştir.

Şekil 1. Şönt motor deney şeması

Motora Yol Verme :

Şekil 1’deki devre, Şekil 2’deki montaj planı kullanılarak NE 7010 deney seti üzerinde

kurulur. ‘Field Regulator’ potansiyometresi %50 konumuna getirilir. Setin ana güç anahtarı

kaldırılarak enerji verilir ve ‘Supply Reset’ butonuna basılarak dahili besleme kaynakları

çalıştırılır. 0-220 V DC kaynağı anahtarı ‘1’ konumuna getirilir ve potansiyometre ile 200V’a

ayarlanır. Bu işlemden sonra ‘DC Starter’ yaylı potansiyometresini yavaşça ve sürekli olarak

saat yönünde çevirerek motora yol veriniz. Bu potansiyometre son konumuna gelince

kilitlenecektir. Makinanın ısınması ve okunacak değerlerin yerleşmesi için en az 5 dakika

bekleyiniz.

Test 1: Hız Kontrolü

a) Uyarma Akımını Değiştirerek: Motor ısındıktan sonra endüvi uç gerilimini, DC kaynak

potansiyometresini kullanarak U = 220V değerine getiriniz ve deney boyunca bu değerde

sabit tutunuz. Uyarma akımını Im=0.35A değerinden başlatmak üzere, her 0.05 A’lik artış

için devir sayısını okuyup kaydediniz (Artışlar tek yönde). Böylece uyarma akımı ile devir

Page 16: elektrik makinaları laboratuvarı

sayısı arasındaki değişim elde edilmiş olur. Bir sonraki deney için motor uç gerilimi 220

V’a ve uyarma akımı 0.45 A değerine getirilir.

Im (A) 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70

n(d/d)

b) Uç Gerilimini Değiştirerek : Şönt uyarmalı motorun uç gerilimi değiştirilerek devir

sayısı kontrol edilebilir. Bir önceki deneyde bırakılan noktadan hareketle, bu defa uyarma

akımı sabit tutularak uç gerilimi azaltılmıştır. Elde edilen değerler kaydedilerek uç

gerilimi ile devir sayısı arasındaki değişim elde edilir.

U (V) 220 200 180 160 140 120

n(d/d)

Ölçek : U için 20V = 15 mm, n için 100 d/d = 10mm, Orjin (100V, 700 d/d)

Test 2: Yük Karakteristiğinin Elde Edilmesi

Şönt motora yukarıda açıklandığı biçimde yol verilir ve U=160V değerine getirilir.

Generatörün uyarma sargısına gerilim verilerek (0-30V DC kaynak üzerinden) motor akımı I

= 4.5A değerine getirilir. Gerçekleştirilen bu ayarlar korunmak üzere (U, I = sabit) uyarma

akımı 0.25A değerinden itibaren tek yönde arttırılarak uyarma akımı ile devir sayısı

arasındaki değişim elde edilir. Bu değişim bir ölçek farkıyla yük momenti devir sayısı

değişimini verecektir.

Im (A) 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65

n(d/d)

Ölçek : Im için 50mA = 10 mm, n için 100 d/d = 10mm, Orjin (0.2A, 800 d/d)

Page 17: elektrik makinaları laboratuvarı

Şekil 2. Şönt motor deneyinde kullanılacak devrenin montaj planı

Page 18: elektrik makinaları laboratuvarı

Seri Motor Deneyleri

Deneyler süresince kullanılacak devre şeması, Şekil 3’te elektriksel ve Şekil 4’te montaj planı

olarak verilmiştir.

Şekil 3. Seri Motor Deney Şeması

Motora Yol Verme :

Şekil 3’deki devre, Şekil 4’deki montaj planı kullanılarak NE 7010 deney seti üzerinde

kurulur. ‘0-30V DC Kaynak’ potansiyometresi %50 konumuna ve anahtarı ‘1’ konumuna

getirilir. Setin ana güç anahtarı kaldırılarak enerji verilir ve ‘Supply Reset’ butonuna basılarak

dahili besleme kaynakları çalıştırılır. 0-220 V DC kaynağı anahtarı ‘1’ konumuna getirilir ve

potansiyometre ile 200V’a ayarlanır. Bu işlemden sonra ‘DC Starter’ yaylı potansiyometresini

yavaşça ve sürekli olarak saat yönünde çevirerek motora yol veriniz. Bu potansiyometre son

konumuna gelince kilitlenecektir. Makinanın ısınması ve okunacak değerlerin yerleşmesi için

en az 5 dakika bekleyiniz.

Test 3: Hız Kontrolü

Seri motorun devir sayısı uç gerilimi değiştirilerek kontrol edilebilir. Motor ısındıktan

sonra uç gerilimi 120V değerine düşürülür ve bu değerden itibaren aynı yönde sürekli

arttırılır. Okunan devir sayıları ve uç gerilimi değerleri kaydedilir.

U(V) 120 140 160 180 200 220

n(d/d)

Ölçek : U için 20V = 15 mm, n için 100 d/d = 10mm, Orjin (100V, 900 d/d)

Page 19: elektrik makinaları laboratuvarı

Test 4: Yük Karakteristiğinin Elde Edilmesi

Seri motora yukarıda açıklandığı biçimde yol verilir ve U = 200V değerine getirilir ve

deney süresince bu değerde sabit tutulur. Motorun çektiği akım (=uyarma akımı) ile devir

sayısı arasındaki değişim elde edilir. Bu değişim bir ölçek farkıyla yük momenti devir sayısı

değişimini verecektir.

I(A) 6.5 70 75 80 85 90 95 100

n(d/d)

Ölçek : Im için 50mA = 15 mm, n için 100 d/d = 10mm, Orjin (6A, 1000 d/d)

III- SONUCLARIN İNCELENMESİ

Tüm testler elde ettiğiniz değerlerin tablo altındaki ölçek değerlerine göre grafiklerini

çiziniz. Örneğin test 1-a için gerilim-hız karakteristiği U için 20V = 15 mm, n için 100 d/d =

10mm, Orjin (100V, 700 d/d) ölçeğinde çizilecektir.

Teorik olarak elde edilmiş karakteristikler ile pratikte elde ettiğiniz karakteristikler

arasında ne gibi farklar vardır, inceleyiniz.

Page 20: elektrik makinaları laboratuvarı

Şekil 4 : Seri Motor Deneylerinde Kullanılacak Devrenin Simgesel Montaj Planı

Page 21: elektrik makinaları laboratuvarı

DENEY 4

SENKRON MAKİNA DENEYLERİ

Page 22: elektrik makinaları laboratuvarı

I-GİRİŞ

Bu bölümdeki deneylerde, senkron makinanın generatör ve motor çalışma durumundaki

karakteristikleri elde elde edilecek, şebeke gerilimi ile senkronizasyonu sağlanacaktır.

II- DENEYİN YAPILIŞI

Senkron Generatör Deneyleri

Deney süresince kullanılacak devre şeması, Şekil 1’de elektriksel ve Şekil 2’de montaj

planı olarak verilmiştir.

Şekil 1 : Senkron Generatör Boşta Çalışma Deney Şeması.

Test 1: Boşta Çalışma Karateristiğinin Elde Edilmesi

Senkron generatörün, uyarma sargı akımı ile çıkış uç gerilimi arasındaki değişim boşta

çalışma karateristiğini verecektir. Şekil 1’deki devre şeması Şekil 2’deki montaj planı

yardımıyla kurulur. DC motora yol verilerek (bakınız Deney 4) devir hızı 1500 d/d değerine

ayarlanır. Uyarma akımı 0-30V DC kaynak gerilimi ile %0 - %100 arasında değiştirilir. Bu

işlem sırasında sürekli tek yönde hareket edilmelidir. Deney boyunca devir sayısında değişim

olmamalıdır (n = sabit).

Page 23: elektrik makinaları laboratuvarı

%0 %10 %20 %30 %40 %50 %60 %70 %80 %90 %100

Im+(A)

V+(V)

Im-(A)

V-(V)

Çizim için ölçek : 25V = 10mm, 1A = 25mm

Test 2: Devir Sayısı-Gerilim Karakteristiğinin Elde Edilmesi

Bağlantılar değiştirilmeden, devir sayısı ile uç geriliminin değişimi elde edilecektir.

Bunun için senkron generatörün uyarma akımı Im = 2A değerine getirilir. Devir sayısı, şönt

motorun uyarma akımı ve uç gerilimi değiştirilerek istenen değerlere getirilebilir.

n(d/d) 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700

V(V)

Çizim İçin Ölçek : 100 d/d = 10mm, 10V=10mm, Orjin (800 d/d, 100V)

Page 24: elektrik makinaları laboratuvarı

Şekil 2.Montaj Planı

Test 3: Şebeke ile Senkronizasyon

Yüksüz olarak çalıştırılan senkron generatörün ürettiği gerilimin şebeke gerilimi ile

senkronize çalışması sağlanacaktır. Bunun için Şekil 3’teki montaj kurulur. Senkronizasyon

şartları sağlanarak senkronizasyon anahtarı kapatılır. Bu işlemler sırasında lambaların

Page 25: elektrik makinaları laboratuvarı

değişimi, şebekeden çekilen veya verilen gücün değişimi gözlenir. Birkaç kez işlemler

tekrarlanarak meydana gelen olaylar gözlenir.

Şekil 3. Senkronizasyon deneyi montaj planı

Page 26: elektrik makinaları laboratuvarı

Test 4: Motor Çalışma Durumu

Senkron makine bir önceki deneydeki gibi senkron hıza çıkartılıp senkronize

edildikten sonra, DC motor, DC Starter kullanılarak kapatılır. Böylece senkron motora yol

verilmiş olur. Senkron motorun uyarma akımını değiştirerek çektiği gücün aktif ve reaktif

bileşenlerinin değiştiğini gözleyiniz ve rezistif, 0.8 kapasitif ve 0.8 endüktif güç faktörleri için

uyarma akım değerlerini kaydediniz.

III- SONUCLARIN İNCELENMESİ

Tüm testler elde ettiğiniz değerlerin tablo altındaki ölçek değerlerine göre grafiklerini

çiziniz. Teorik olarak elde edilmiş karakteristikler ile pratikte elde ettiğiniz karakteristikler

arasında ne gibi farklar vardır, inceleyiniz.