Wani yadda ake yi harmonik distortion a cikin gagarwa na mota?

Harmonik Distorsiyonun Motor Isıyasına Etkisi

1. Artan Bakır Kayıpları

• İlke: Bir motorda, sarım direnci temel frekansında bakır kayıplarını (direnç kayıplarını) oluşturur. Ancak, harmonik akımlar sarımlar boyunca akış gösterdiğinde, yüksek harmonik frekanslar nedeniyle deri etkisi daha belirgin hale gelir. Deri etkisi, akımı iletkenin yüzeyine yoğunlaştıran ve etkin kesit alanını azaltan bir etkidir, bu da direnci artırarak bakır kayıplarını artırır.

• Sonuç: Bakır kayıplarındaki artış, motor sarımlarındaki sıcaklıkta doğrudan bir artışa neden olur, yalıtım malzemelerinin yaşlanmasını hızlandırır ve motorun ömrünü kısaltır.

2. Artan Demir Kayıpları

• İlke: Bir motorun demir çekirdeğinde, manyetik alan değişimlerinin frekansının artması, histerezis ve eddy akım kayıplarını (demir kayıpları olarak bilinir) artırır. Özellikle, yüksek frekanslı harmonikler, bu kayıpların frekansın karesine orantılı olduğu için, eddy akım kayıplarını önemli ölçüde artırır.

• Sonuç: Demir kayıplarındaki artış, demir çekirdeğinin sıcaklığını artırır, genel motor ısıyasını daha da kötüleştirir, verimliliği ve güvenilirliği azaltır.

3. Artan Ek Kayıplar

• İlke: Bakır ve demir kayıpları dışında, harmonikler diğer formlarda ek kayıplara neden olabilir. Örneğin, harmonik akımlar, stator ve rotor arasında ekstra elektromanyetik kuvvetler oluşturabilir, bu da mekanik titreşimlere ve sürtünme kayıplarına neden olur. Ayrıca, harmonikler, yataklar ve fanlar gibi bileşenlerde ekstra mekanik kayıplara neden olabilir.

• Sonuç: Bu ek kayıplar, motorun ısı üretimi üzerinde daha fazla bir artışa neden olur, bu da yatakların aşırı ısınmasına, yağlama başarısızlığına ve hatta mekanik arızalara yol açabilir.

4. Düzgün Olmayan Sıcaklık Yükselişi

• İlke: Harmonik akımların varlığı, motorun içinde düzensiz manyetik alan dağılımına neden olabilir, bu da yerel aşırı ısınmaya yol açabilir. Örneğin, sarımların belirli bölgeleri daha yüksek harmonik akım yoğunluklarına sahip olabilir, bu da bu bölgelerin diğerlerinden çok daha yüksek sıcaklıklara ulaşmasına neden olur. Bu düzensiz sıcaklık yükselişi, yerel yalıtım malzemelerinin yaşlanmasını hızlandırır ve motor arızası riskini artırır.

• Sonuç: Yerel aşırı ısınma, sadece motorun ömrünü etkiler, aynı zamanda yalıtım çökmesine neden olabilir ve ciddi elektriksel arızalara yol açabilir.

5. Azalan Soğutma Sistemi Verimliliği

• İlke: Bir motorun soğutma sistemi (fanlar ve ısı alıcılar gibi), genellikle temel frekansın termal yükünü karşılamak üzere tasarlanmıştır. Harmonik akımlar motorun ısı üretimi arttığında, soğutma sisteminin bu ek ısıyı dağıtmak için yeterli olmayabilir, bu da motorun sıcaklığının sürekli artmasına neden olur.

• Sonuç: Soğutma sistemi verimliliğindeki azalma, motorun ısıya geçiş problemini daha da kötüleştirir, sonunda aşırı ısı koruma mekanizmalarını tetikleyebilecek veya motoru yakabilecek bir döngü oluşturur.

6. Azalan Güç Faktörü

• İlke: Harmonik akımların varlığı, harmoniklerin faydalı işe katkıda bulunmadığı ve reaktif güç ve harmonik gücü artırmasından dolayı motorun güç faktörünü azaltır. Düşük bir güç faktörü, motorun aynı çıkış gücünü korumak için şebekeden daha fazla akım çekmesi gerektiğini anlamına gelir, bu da hat kayıplarını ve dönüştürücü kayıplarını artırır, motorun ısı üretimi de artar.

• Sonuç: Güç faktöründeki azalma, sadece motorun ısı üretimi üzerinde bir artışa neden olmakla kalmaz, aynı zamanda güç sisteminin genel verimliliğini de azaltır, bu da elektrik maliyetlerini artırır.

Motor Isıyasına Olan Harmoniklerin Etkisini Azaltma Tedbirleri

Harmoniklerin motor ısıyasına olan etkisini azaltmak için aşağıdaki tedbirler alınabilir:

• Harmonik Süzgeçleri Kurun: Pasif veya aktif harmonik süzgeçleri kullanarak sistemdeki harmonik akımları emerek veya baskılayarak, şebeke geriliminin sinüzoidal şeklini geri getirin ve harmoniklerin motora olan etkisini azaltın.

• Harmonik Dirençli Motorları Seçin: Bazı motorlar, özel sarım yapıları veya harmonik kayıpları ve ısıtmayı minimize eden çekirdek malzemeleri ile harmoniklere daha iyi dayanacak şekilde tasarlanmıştır.

• Yük Yönetimi Optimizasyonu: Üretim programlarını, birçok doğrusal olmayan yükün aynı anda çalışmasını önleyerek, harmoniklerin oluşmasını azaltın.

• Değişken Frekanslı Sürücüler (VFD'ler) Kullanırken Düşük Harmonik Modunu Seçin: Eğer motor VFD tarafından sürüklendiyse, düşük harmonik özelliklerine sahip VFD'leri seçin veya VFD parametrelerini ayarlayarak harmonik çıkışı azaltın.

• Soğutma Sistemlerini Geliştirin: Zaten harmoniklere maruz kalan motorlar için, fan gücünü artırarak veya ısı alıcı tasarımını iyileştirerek soğutma sistemini geliştirin, böylece ısı dağılımını artırın ve aşırı ısınmayı önleyin.

• Düzenli Bakım ve İzleme: Motorun çalışma durumunu düzenli olarak inceleyin, sıcaklık, akım ve güç faktörü gibi parametreleri izleyin ve potansiyel sorunları zamanında ele alarak motorun en iyi performansını sağlayın.

Özet

Harmonik distorsiyon, motor ısıyası üzerinde önemli bir etkiye sahiptir, özellikle bakır kayıplarındaki artış, demir kayıplarındaki artış, ek kayıplardaki artış, düzensiz sıcaklık yükselişi, azalan soğutma sistemi verimliliği ve azalan güç faktörü şeklinde ortaya çıkar. Bu faktörler topluca, motorun daha yüksek sıcaklıklarına ulaşmasına, yalıtım malzemelerinin hızla yaşlanmasına, motorun ömrünün kısalmasına ve ciddi elektriksel ve mekanik arızalara neden olabilir. Harmoniklerin motor ısıyasına olan etkisini azaltmak için, etkili harmonik azaltma tedbirlerinin uygulanması, motor seçim ve bakımının optimize edilmesi ve güç sisteminin istikrarlı çalışması önemlidir.