Üç Fazlı Sincap Kafesli Asenkron Motorun Sıcaklık Dağılımının Çıkarılması

Abstract

Bu çalışmada, 3 fazlı sincap kafesli asenkron motorun sonlu elemanlar yöntemiyle ısıl modeli oluşturulmuştur. Oluşturulan modelde motorda meydana gelen kayıpları birer ısı kaynağı olarak ele alan dağıtılmış ısı kaynakları modeli kullanılmıştır. Asenkron motorda en yüksek kayıplar üzerinden akım geçen stator sargıları ve rotor kafes çubuklarında meydana gelmektedir. Bu yüzden modelde ana ısı kaynakları stator sargıları ve rotor çubuklarıdır. Karkas – stator arasındaki ve stator – rotor arasındaki hava aralığı için sınır değerleri belirlenmiştir. Stator gövdesi, rotor gövdesi, stator sargıları ve rotor sargılarında meydana gelen kayıplar ilgili hacimlere bölünerek hacimsel ısı üretim katsayıları bulunmuştur. Motorda kullanılan malzemelerin ısıl özellikleri belirlenmiştir. Oluşturulan modelin doğruluğunun tespit edilebilmesi için deneysel çalışma yapılmıştır. Motorun karkas – stator arası hava aralığına, stator gövdesine, oluklara ve sargı başlarına yerleştirilmiş sıcaklık algılayıcıları aracılığıyla sıcaklık verileri alınmıştır. Son olarak oluşturulan modelin çözümlenmesi sonucu elde edilen sıcaklık değerleri ile deney sonunda alınan sıcaklık verileri kıyaslanmıştır.

In this study thermal model of three-phase induction motor was obtained by using finite element method. For this model, distributed temperature sources model, which uses motor losses as a heat sources, is used. Highest losses are occurred in stator windings and rotor bars, which current passes in, of induction motor. Thus, stator and rotor windings are the main heat sources in this model. Boundary values were determined for the air gap between frame – stator and stator – rotor. Volumetric heat sources coefficients were found by dividing losses which are occurred in stator frame, rotor frame, stator windings and rotor windings of their volumes. Thermal characteristics of materials of the motor are determined. Lastly, heat distribution was obtained by taking ¼ cross section of the motor. Experimental study was done to find out the accuracy of the model. Temperature values were taken by using temperature sensors, which are placed, in the air gap between frame and stator, stator frame, stator slots and end windings. Finally, temperature values, which were taken from the experiment and simulation, were compared.