Üç-fazlı asenkron motorların kutup sayısını değiştirmek için, faz modülasyonu tekniğinde yeni bir sargı tasarımı
A New winding design in phase modulation technique for pole-chaning of threephase induction motors
Yazar: MEHMET EMİN GÜVEN
Danışman: DOÇ.DR. ATİLLA ÖZMEN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1987
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bir alternatif akım makinası olan üç-fazlı asenkron motorlar, bazı üstünlükl erinden dolayı endüstride yaygın şekilde kullanılmak tadır. Bu motorların hızları sabittir ve doğru akım motorlarında ol duğu gibi ekonomik bir şekilde sürekli olarak değiştirilemez. Üç faz lı asenkron motorlarda en ekonomik hız değişimi, stator sargısının kutup sayısını değiştirmek suretiyle elde edilir. üç-fazlı, kısa-devre rotorlu asenkron motorlarda tek sargı kul lanarak, kutup sayısının değiştirilmesinde genel olarak, kutup-genlik modülasyonu ve faz modülasyonu teknikleri kullanılmaktadır. Son za manlarda kutup-genlik modülasyonu tekniği üzerindeki çalışmalar yo ğunlaşmıştır. Çünkü bu teknik, faz modülasyonu tekniğine göre, uç sa yısı ve anahtarlama işlemi yönünden daha ekonomiktir. Faz modülasyonu tekniğinde sargıdan çıkan uç sayısının fazla olması, bu sargı tekniğinin kullanılmasında caydırıcı bir etki yap maktadır. Yapılan çalışmada yeni bir sargı bağlantısı kullanılarak, faz modülasyon tekniği, sargıdan çıkan altı uç ile gerçekleştiril miştir. Kutup-genlık modülasyonu tekniğinde de sargıdan altı uç çık masına karşılık, faz modülasyonu tekniğinin yeni bağlantısında anah tarlama işlemi daha basittir. Faz modülasyonu tekniğinin yeni bağlantısında, sargı üç bileşe ne ayrılmakta ve her bileşen sargı kendi arasında tekrar üçe ayrı larak, fazlara uygun şekilde dağıtılmaktadır. Böylece her iki kutup sayısında da sargıda üçlü paralel kollar oluşmaktadır. Paralel kol ların oluşturulmasında, üç-adım yöntemi veya oluk-yıldızı diyagram ları kullanılmaktadır. Yeni sargı bağlantısı, yakın-oranlı hız deği şimlerinde, motorun, sabit-güç veya sabit-moment isteklerini karşı lamasında uygun olmaktadır. Yeni sargı bağlantısı kullanılarak gerçekleştirilen faz modü lasyonu tekniği, üç ayrı motor üzerinde denenmiştir. Deney sonuçla rı, teorik hesaplamaları doğrulamıştır. Yapılan çalışma, eşdeğeri olan çalışmalar ve uygulamadaki motorlar ile karşılaştırıldığında, bugün endüstride en çok kullanılan, 36 oluklu asenkron motorlarda başarıy la kullanılabileceğini göstermiştir. Oluk sayısının artması halinde, yeni sargı bağlantısı dana hassas olarak uygulanabilmektedir.

Abstract:
Three-phase induction motors are alternating current machines and they are widely used in industry because of their certain ad vantages, unlike the d-c motors, they have a constant speed, that is, their speed can not be changed continuously in an economical way. The most economic speed change in three-phase induction motor is obtained by changing the number of poles of the stator winding. In general, pole-amplitude modulation or phase modulation techniques are applied for changing the number of poles by using a single winding in three-phase squirrel-cage induction motors. Recent studies are focusing on pole-amplitude modulation technique, because this technique is more economic than phase modulation technique from the point of view of the number of leads and of switching processes. -iii-The appearance of a large number of leads in phase modulation technique plays a discouraging role in using this winding technique. In this thesis the phase modulation technique has been realised with six leads of the winding by using a new winding connection. Altnough the same thing is valid also for pole^amplitude modulation technique, the switching process in the new winding connection of the phase mo dulation technique is more simpler. In the new winding connection of the phase modulation technique, the winding is separated into three components. Each component is sub divided into three parts individually and then phase connections are made in a convenient way. So, three parallel paths occur in both pole numbers. To obtain parallel paths one of the methods, namely "the met hod of three-steps" or "slot-^star diagrams" is used. The new winding connection is successf ull constant-torque or constant-power requ irements of the motor in close^ratio speed changes. The phase modulation technique using the new winding connection has been tested on three different motors. The experimental results confirmed theoretical calculations. This study, when compaired with similar studies and motors in use, has shown that it can be used successfully in 36 slots induction motors which are widely employed in industy today. Especially in the case of a large number of slots, the new winding connection provides a precise application.