Asenkron motor rotor arızlarının modellenmesi, simulasyonu ve analizi
Modeling, simulation and analysis of induction motor rotor faults
Yazar: İMRAN EKİNCİ
Danışman: PROF. DR. MÜSLÜM ARKAN
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Asenkron motorlar = Induction motors ; Fourier dönüşümü = Fourier transformation ; Kaçak akı = Leakage flux ; Rotor = Rotor ; Stator akımı = Stator current

Özet:
Asenkron motorlar sağlamlığı, güvenirliği ve kolay kontrolü gibi özellikleri nedeniyle endüstriyel uygulamalarda yoğun olarak kullanılmaktadırlar. Geniş ve yoğun kullanım alanına sahip olmaları motor üzerinde çeşitli arızaların oluşumunu da beraberinde getirmiştir. Meydana gelebilecek olası arızaların erken tespiti, işletmelerin üretim sürekliliğin devamı ve mali kayıpların önüne geçilebilmesinde oldukça önemlidir.
Bu çalışma kapsamında asenkron motor kullanımının yoğun olduğu işletmelerde motorların çalışması sırasında oluşan arızaları simülasyonlar yardımı ile erken tespit etmek hedeflenmiştir. Öncelikle asenkron motorlarda karşılaşılan arızaların neler olduğuna değinilmiştir. Daha sonra sonlu elemanlar yöntemini kullanan ANSYS@Maxwell paket programında asenkron motorda çeşitli kırık rotor çubuğu arızaları oluşturulmuştur.  Kaçak akı sinyallerini elde etmek için simülasyon modellerine akı sensörleri yerleştirilmiştir. 
Tez kapsamında yapılan simülasyon çalışmalarından elde edilen sonuçların Matlab programında Hızlı Fourier Dönüşümü (Fast Fourier Transformu FFT) alınarak sağlıklı ve arızalı verilerin karşılaştırılması yapılıp değerlendirilmiştir. Arızalı motor analizi yapılırken stator akımı ve kaçak akı sinyallerine bakılmıştır. Kaçak akı inceleme yöntemi ile motor arızalarında klasik olarak kullanılan Motor Akım İmza Analizi (MAİA) arasındaki farklılıklara değinilmiştir. İncelemeler neticesinde arıza analiz yöntemlerinde kaçak akı incelemesi yönteminin üstünlüğüne vurgu yapılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Asenkron motor, Fourier dönüşümü, kaçak akı, kırık rotor çubuğu, stator akımı

Abstract:
Induction motors are used extensively in industrial applications due to their features such as robustness, reliability and easy control. Its wide and intensive usage area has brought the formation of various faults on the motor. Early detection of faults is very important for industry to maintain production continuity and prevent financial losses.
In this study, it is aimed to detect the faults early that occur during the operation of the motors in the applications where the use of induction motors is intense, with the help of simulations. First of all, the faults encountered in induction motors were mentioned. Then, the broken rotor bar failure encountered in induction motors was created in the ANSYS @ Maxwell simulation program using the 2D Finite Elements method, and the results were obtained. Fluxgate sensors are placed in these models to obtain leakage flux results.  
The results obtained from the simulation studies carried out within the scope of the thesis were compared and evaluated by taking Fast Fourier Transform (FFT) in Matlab program. To analyze the motor condition, the stator current and leakage flux signals were taken into consideration. Differences between the leakage flux analysis method and the Motor Current Signature Analysis (MCSA), which is traditionally used for motor faults, are mentioned. As a result of the investigations, the superiority of leakage flux in fault analysis methods was emphasized.

Keywords: Induction motor, Fourier transform,  leakage flux, broken rotor bar, stator current