IE2 Tek Fazlı Asenkron Motor Tasarımı, Prototip Üretimi ve Optimizasyonu

Dünyada artan enerji tüketim talepleri ve depolama sorunları enerji üretim ve tüketiminde verimlilik esasını ön plana çıkarmaktadır. Dolayısıyla üretilen elektrik enerjisinin büyük bir bölümünü kullanan elektrik motorlarında verimliliği artırma çalışmaları önem arz etmektedir. Bu bağlamda Uluslararası Elektroteknik ˘ Komisyonu (IEC) tarafından IEC 60034-30-1 standartları çerçevesinde hem çok fazlı hem de tek fazlı elektrik motorları için tipe ve güce göre verim sınıfları yayınlanmıştır. Tek fazlı elektrik motorları için ise verim sınıfı en az IE2 olarak tespit edilmiştir. Bu tez çalışmasında; öncelikle literatür taraması yapılmış ve tek fazlı asenkron motor çeşitleri incelendikten sonra endüstride kullanılan 80 tip, 0,37 kW, 4 kutuplu tek fazlı asenkron motorun IEC standartlarına göre IE1 verim sınıfından IE2 verim sınıfına yükseltilmesi amacıyla tasarım çalışması yapılmıştır. Bu çalışma yapılırken aynı zamanda seri üretim prosesine uygunluğuna ˘ ve maliyetin düşük olmasına da dikkat edilmiştir. Tezin hedefi yüksek performanslı fakat uygun maliyetli bir motor tasarımı yapmaktır.

Bu çalışmada mevcut motorun (IE1) laminasyonu kullanılmış ve ana ve yardımcı sargılar ile kondansatörlerin motor performansı üzerindeki etkisi analiz edilmiştir. Verimde artış sağlamak adına ˘ kayıpların azaltılması amaçlanmış ve bu sargıların optimizasyonu ile sağlanmıştır. ˘ Analizlerde sonlu elemanlar yöntemi (SEY) kullanılmıştır. Ayrıca parametreleri optimum düzeyde belirlemek için parametrik analizler yapılmış ve verimlilik artırılmıştır. Değerlendirme ve karşılaştırmalar; verim, moment, sıcaklık artışı, ˘ güç faktörü gibi çıkışs performansları özelinde yapılmıştır. Her bir farklı tasarım için Hız – Moment, Hız – Çıkış gücü, Hız – Kayıp güç gibi eğriler çizdirilerek ˘ xvii gerekli analitik hesaplamalar yapılmıştır. Parametrik analizlerin nihai sonuçları, üretilen prototip motorla karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Bununla birlikte ilgili ˘ motorun kullanım alanları göz önünde bulundurularak saha testleri yapılmış ve yük altında sorunsuz çalışarak endüstriyel kullanıma uygun olduğu tespit edilmiştir. Tez ˘ çalışmasına başlarken; son yıllarda ivme kazanan yeşil enerji, enerji verimliliği˘ gibi konularda yapılan çalışmalara katkı sağlamak amaçlanmış ve seri üretimi ˘ yapılabilen elektrik motoru ile başarıya ulaşılmıştır.