Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İnönü Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik-Elektronik Mühendisliği (Dr), Türkiye
Tez Danışmanı: Müslüm Arkan
Tezin Onay Tarihi: 2015
Tezin Dili: Türkçe
Desteklendiği Program: Diğer
Özet:
Kırık rotor arızasının tespiti
için kullanılan en yaygın metot motor akım imza analizi ile arızaya ilişkin
temel harmoniğin yan bandlarının analiz edilmesidir. Eğer motor düşük frekanslı
yük momenti salınımına maruz kalırsa, salınım ile ilişkili harmonikler kırık
rotor çubuk arızasına benzer bir davranış sergilerler. Pratikte, asenkron
motorda kayma frekansının iki katına yakın frekanstaki yük salınımları stator
akımında kırık rotor arızası ile aynı etkiye sahiptir. Bu gibi durumlarda
stator akım spektrumu analizi yanlış anlaşılabilmekte ve bundan dolayı kırık
rotor çubuk arızasının tespiti zorlaşabilmektedir. Bu tez çalışmasında asenkron
motorlarda kırık rotor çubuk arızasını düşük frekanslı yük momenti salınımından
ayrıştırmak için üç farklı metot önerilmektedir. İlk olarak Hilbert dönüşümü
(HT) ve uzay vektör açısal dalgalanma (SVAF) metodunun birleşiminden oluşan
analitik sinyalin açısal dalgalanması (ASAF) metodu kullanılmaktadır. Yeni
geliştirilen bu metotta Hilbert dönüşümü ile elde edilen analitik sinyalden
belirlenen örnekleme frekansına göre uzay vektörünün açısal dalgalanması
bulunmaktadır. Elde edilen ASAF sinyalinin spektrumundan yararlanılarak
ayrıştırma işlemi sağlanmaktadır. Geliştirilen ASAF metodu hem şebeke hem de
V/f açık çevrim kontrollü sürücüler ile beslenen asenkron motorlarda
uygulanabilmektedir. Kırık rotor çubuk arızasını düşük frekanslı yük momenti
salınımından ayrıştırmak için geliştirilen diğer bir metot ise; moment ve motor
faz gerilimlerinin detaylıca analizinden elde edilen spektrumlardan
yararlanılarak ayrıştırma harmoniklerinin tanımlanmasıdır. Bu metotta motor faz
geriliminin doğru olarak ölçülebilmesi için asenkron motorun statoru yıldız
bağlı olmalıdır. Ayrıştırma harmoniklerini belirlemek ve doğrulamak için iki
boyutlu zaman adımlı sonlu elemanlar metodu (2D-TSFEM) kullanılmıştır. Asenkron
motorlarda hız ve moment kontrolü için doğrudan moment kontrollü (DTC)
sürücüler yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, DTC sürücülerde kırık rotor
çubuk arızasının düşük frekanslı yük momenti salınımından ayrıştırılması henüz
literatürde açıklanmamıştır. Bu tez de, son olarak DTC asenkron motor
sürücülerinde kırık rotor çubuk arızasını düşük frekanslı yük momenti
salınımdan ayrıştırmak için durağan referans çatıdaki vqs gerilim ve iqs akım
bileşenlerinin spektrumları kullanılarak arıza indeksleri tanımlanmış ve bu
arıza indeksleri kullanılarak bir ayrıştırma metodu geliştirilmiştir.
Bilgisayar benzetimi ve deneysel sonuçlar, üç fazlı asenkron motorda kırık
rotor çubuk arızasının düşük frekanslı yük momenti salınımından ayrıştırılması
için geliştirilen algoritmaların uygulanabilirliğini ispatlamak için
sunulmuştur.