Bir fazlı asenkron motorlarda rotor geometrisinin performansa etkileri
Influences on performance of rotor geometry in single phase asynchronous motor
Yazar: MERVE ŞEN KURT
Danışman: DOÇ. DR. AHMET FENERCİOĞLU
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında; 97 Watt çıkış gücü, 0.31 Nm anma torku, 2950 rpm hız ve %72 verim etiket değerlerine sahip daimi kapasitörlü bir fazlı asenkron motorun rotor oluk tasarımında yapılacak iyileştirmeler ile elektriksel ve mekaniksel performansı ve veriminin arttırılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda; rotor oluk sayısı, rotor oluk şekli, rotor oluk açıklığı-kapalılığı, rotor oluk çarpıklık açısı, derin oluk ve çift kafesli rotor oluk yapısı gibi tüm oluk parametrelerinin her biri incelerek, motor performansına etkisi ele alınmıştır. İlk olarak analitik tasarımı yapılan bir fazlı asenkron motor, Sonlu Elemanlar Yöntemi ile modellenerek elektromanyetik geçici ve sürekli rejim analizleri yapılmıştır. Bu kapsamda orijinal rotor, tasarlanan derin oluk ve çift kafes oluk yapısına sahip rotorların prototip imalatı gerçekleştirilmiştir. Servo motorla yükleme yapan bir deney düzeneği yardımı ile prototip motorların, boş çalışma, yüklenme ve kısa devre deneyleri yapılmıştır. Test sonuçları ve sonlu elemanlar analiz sonuçları ile karşılaştırılarak modelin güvenilirliği teyit edilmiştir. Rotor oluk geometrisinde yapılan iyileştirmeler sonucunda çift kafes yapılı rotor ile motorun verimi %4.1, derin oluk yapısı ile verim %2 artırılmıştır. Bir fazlı asenkron motorun manyetik akı, akım yoğunlukları ve sargı sıcaklıkları dikkate alınarak etiket değerleri; çıkış gücü 125 W, anma torku 0.42 Nm, anma hızı 2932 d/d, güç faktörü 0.94 ve verim %77 etiket olarak belirlenmiştir.

Abstract:
This thesis has been aimed that electrical and mechanical performance and efficiency of the single phase asynchronous motor (SPAM) which has labeled values are 97 Watt output power, 0.31 Nm rated torque, 2950 rpm rated speed, %72 efficiency, 5 uF run capacitor has been increased with improvements in design of rotor slot. In accordance with this purpose rotor slot parameters which are slot number, slot shape, slot opening and closing, skew angle double cage and deep slot structure has been examined for influences on the SPAM's performance. Firstly analytical designed SPAM was modelled by Finite Element Method and transient, steady state  analyses of this model were made electromagnetically. In this case original, deep slot and double cage structured rotors are manufactured as prototypes and were tested by experimental setup which is loaded by servo motor and  unloaded, blocked rotor and loading experiments were made. Experimental results and finite element analysis solutions were compared and safety of models was verified. Motor efficiency was increased by %4.1 with improvements in double cage, %2 in deep slot structured rotor slot geometry. When SPAM's magnetic flux and current density and winding temperature have been taken into considiration, label values are determined as output power is 125 W, rated torque is 0.42 Nm, power factor is 0.94, rated speed is 2932 rpm and efficiency is %77.