IE2 tek fazlı asenkron motor tasarımı, prototipüretimi ve optimizasyonu
IE2 efficiency single phase induction motor design,prototyping and optimization
- Tez No: 921946
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ENGİN AYÇİÇEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
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 çıkış performansları özelinde yapılmıştır. Her bir farklı tasarım için Hız – Moment, Hız – Çıkış gücü, Hız – Kayıp güç gibi eğriler çizdirilerek 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.
Özet (Çeviri)
In the contemporary context, characterized bey increasing energy consumption demands and persistent storage challenges on a global scale, the need to enhance efficiency in energy production and consumption has become paramount. Research efforts focusing on the improving efficiency in electric motors, which account for a significant portion of generated electrical energy, have gained significant importance. The International Electrotechnical Commission (IEC) has established efficiency classes based on frame and power for both polyphase and single-phase electric motors under the IEC 60034-30-1 standards. For single-phase electric motors, the efficiency class has been set at least IE2. A design study was then conducted to upgrade the 80 type, 0.37 kW, 4-pole single-phase asynchronous motor used in industry from the IE1 efficiency class to the IE2 efficiency class, in compliance with IEC standards. The study also considered the motor's suitability for mass production, cost-effectiveness, and high performance. The existing motor (IE1) was analyzed through a lamination process, and the impact of its main and auxiliary windings, as well as capacitors, on motor performance was assessed. The goal was to improve the motor's efficiency by minimizing losses, which was achieved through the optimization of the windings. The finite element method (FEM) was utilised in the analyses. In addition, parametric analyses were performed to determine the parameters at the optimum level and efficiency was increased.. The analytical calculations required for this were performed by plotting various curves, including Speed-Torque, Speed-Output Power, and Speed-Lost Power for each distinct design. The final results of the parametric analyses were verified by comparing them with the prototype motor produced.The primary objective of the present study was to contribute to the growing body of research on green energy and energy efficiency, a field that has seen significant progress in recent years.
Benzer Tezler
- IE2 sınıfı yüksek verimli sincap kafesli tek fazlı asenkron motor tasarımı ve performans testleri
Design and performance tests of high efficiency squirrel cage single-phase induction motor of IE2 class
SERHAT AKŞUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiManisa Celal Bayar ÜniversitesiElektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEZAİ TAŞKIN
- Elektrik motorlarında enerji verimliliği mevzuatının türkiye pazarına etkisinin analizi
Analysis of the effect of energy efficiency legislation on electric motors on turkish market
SERDAR BÜYÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER GÜLER
- Tek serbestlik dereceli lineer olmayan salınıcıların yaklaşık simetrileri ve ilk integralleri
Approximate symmetries and the firt integrals of the nonlinear oscillators with one degree of freedom
AHMET KIRIŞ
- IE2 verim sınıfından IE4 verim sınıfına geçişte asenkron motor tasarımı
The design transition of an induction motor from IE2 efficiency class to IE4
ÇAĞLAR ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LALE ERGENE