Bir Fazlı Sürekli Kondansatörlü Asenkron Motorlarda Hız Kontrolü

Abstract

Bu çalışmada aspiratör ve fan tipi uygulamalar için istenilen sıcaklık değerini sabit tutacak şekilde, bir fazlı asenkron motorun değişik hızlarda çalışmasına olanak verecek bir hız ayar kontrol ünitesi gerçekleştirilmiştir. Mekanik ve elektronik kontrol yöntemleri incelenmiş ve bu yöntemler ile elde edilen güç ve debi karşılaştırılarak elektronik kontrol yönteminin daha avantajlı olduğu görülmüştür. Fan ve aspiratör uygulamaları için tahrik elemanı olarak kullanılan bir fazlı asenkron motorların kullanım alanları ve çeşitleri anlatılmıştır. Özellikle dıştan rotorlu asenkron motorların iç yapısı kullanım yerine göre avantajları detaylı olarak açıklanmıştır. Asenkron motor hız kontrolü yöntemlerinden sabit gerilim/frekans ve gerilim kontrolü yöntemleri incelenerek, maliyet ve basitlik açısından gerilim kontrolünün bu tür bir çalışma için daha uygun olduğu belirlenmiştir. Gerilim kontrolü yöntemlerinden faz kontrolü ve aç-kapa kontrolü yöntemleri incelenmiş ve her iki metot için gerilim kaynağına verdikleri harmonik değerlerinin analizi yapılmıştır. Ana ve yardımcı sargısı olan iki sargılı bir asenkron motor için, gerilim kontrolü yönteminin sadece ana sargı üzerinde (yardımcı sargı doğrudan gerilim kaynağına bağlanmıştır) yapılması gerektiği yapılan testler sonucunda görülmüş ve kontrol devresi buna uygun olacak şekilde tasarlanmıştır. Kapalı çevrim kontrolünün yapılabilmesi için öncelikle olarak kapalı çevrim parametrelerinin çıkarılması konusu incelenmiştir. Kapalı çevrim kontrolü için kullanılan entegrenin yapısı ve çalışma prensibi açıklanarak, gerçeklenen devrenin değişik ayar ve ortam sıcaklıklarında ürettiği dalga şekilleri incelenmiştir.

In this study, a variable speed control unit has been realized for keeping the temperature of a process constant at the desired level through modifying the applied voltage to a permanent-split-capacitor single phase induction motor used in the exhaust fans and ventilators. Mechanical and electronic speed control methods are examined and the motor input power and air flow rate for these two methods are compared. It is seen that electronic control method has much lower input power requirements for the same amount of air flow. Advantages of the external rotor induction motor depending on the usage areas have been examined. Various speed control methods for induction motors are examined and it has been specified that it would be more feasible to prefer input voltage adjustment because of simplicity and lower cost. Phase control and integral-cycle methods have been examined for voltage control methods and the harmonic characteristics of the waveforms have been analyzed for both methods. Tests revealed that controlling only the voltage of main winding with auxiliary winding voltage is kept at rated voltage gives satisfactory result for a single phase induction motor with two windings as main and auxiliary. Closed-loop control of the temperature controlled system is given. Temperature sensor types such as thermistors, resistor temperature detectors and specific integrated circuits are examined according to their operation principals, cost, range and measurement accuracy. Temperature-controlled closed-loop speed control system is realized using a special integrated circuit designed for phase-control applications. Examination of various waveforms at different set points and process temperatures are given in detail at different test points of the circuit.