Zaman Harmonikli Gerilimlerin Kafesli Asenkron Makinada Yarattığı Etkilerin Sonlu Elemanlar Yöntemi İle İncelenmesi

Abstract

Asenkron makinalar, kontrol amacına yönelik olarak, her zaman saf sinüzoidal gerilimle beslenmeyebilirler. Bu durum, makina içinde zaman harmonikleri oluşmasına neden olur. Zaman harmonikleri, asenkron makinalarda, milde titreşim ve ses gibi problemler oluşturabilir. Bu çalışmada, çeşitli zaman harmoniği bileşenleri içeren kaynaklar bir asenkron makinaya uygulanmış ve problemlere ilişkin performans grafikleri ve alan dağılımları çıkartılmıştır. Sonlu elemanlar yöntemi yardımı ile yapılan bu inceleme sonrasında çıkan sonuçların, analitik sonuçlarla uyuşup uyuşmadığı hakkında yorumlar yapılmıştır. Bu amaçla, sonlu elemanlar yönteminin genel makina analizi ve makinanın harmonik analizindeki yeri açıklanmıştır. Harmonik kavramı ve asenkron makinadaki etkileri detaylı olarak incelenmiştir. Buna ek olarak, çözümde yararlanılan program olan Maxwell 2D ve RMxprt hakkında özet bilgi de, okuyucuyu bilgilendirmek üzere sunulmuş, izlenecek yol ve yöntem açıklanmıştır. Problem ve çözümü sunulmuş, durum analitik sonuçlarla karşılaştırılmıştır.

For control reasons, induction machines may not always be fed by pure sinusoidal voltage waveforms. That causes time harmonics to occur within the machine. Time harmonics may cause some problems such as vibrations on the shaft and noise in induction machines. In this study, sources with various time harmonic components have been applied to an induction machine and performance plots and field distributions have been obtained for each problem. This evaluation has been performed through the Finite Elements Method and has been analyzed through a comparison with analytical results. For this aim, the importance of the finite elements method in the analysis of general machinery and the harmonic analysis of electric machines has been explained. Harmonics concept and the effects of harmonics on induction machines have been analyzed. In addition to this, a summary has been prepared in order to inform the reader about the programs used for the analysis, Maxwell 2D and RMxprt and the followed methodology has been explained. The problem analyzed in this study and gives the solution, in comparison to analytical results.