AC MOTORLARIN İMALAT HESABI
Hava aralığındaki manyetik akı yoğunluğu B(Gauss) doğru hesap etmek gerekir. Bu gauss miktarını belirleyen en büyük etkenler oluk dişinden geçen (Wt) manyetik gauss miktarı ve oluğun alabileceği tel kesitine bağlı olarak nüve uzunluğudur.
Silisli saçların günümüzde ortalama geçirebileceği manyetik akı yoğunluğu 18000 gauss tur. Dolayısı ile bu değeri aşan nüve parçası aşırı doyuma gidecektir ve saç kayıpları da artacaktır.
Öncelikle bir kutbun alanını hesaplamak gerekir. Stator iç çapı olan rsi yarıçap değerinden stator iç çevre uzunluğu 2 x pi x rsi olarak bulunur.
Stator boyu hesabı ise biraz daha detaylıdır. Motor tipine bağlı olarak statorlar bütün olarak veya saçlar arasında belli uzunlukta havalandırma boşlukları bırakılarak imal edilirler.
Boşluklu nüvede fiktif (kullanılabilir) nüve uzunlıuğu hesabı;
bt: boşluk mesafesi
zk: boşluk sayısı
Ltopl:Mevcut nüve uzunluğu
ro :stator ile rotor arası hava aralığı mesafesi
bkh=bk/(1+5x(ro/bk))
Lfiktif = Ltopl - (zk x bkh)
Boşluksuz nüvede fiktif (kullanılabilir) nüve uzunlıuğu hesabı;
s: bir adet nüve saçının demir kalınlığı
y: saçın bir yüzeyinin izolasyonunun kalınlığı
ke = s/(s+2xy)
Lfiktif=ke x Ltopl
Dolayısı ile toplam stator içi yani hava aralığı alanı : 2 x pi x rsi x Lfiktif bulunur.
Bu alan kutup sayısı 2p ye bölünürse 1 kutuba ait kesit alanı bulunmuş olur.
Diş ortası (wt) manyetik akı yoğunluğu hesabı;
To: oluk adımı
X:oluk sayısı
To =2 x pi x rsi / X
Bdişortası= To x Bhava aralığı / Wt
Bu hesap ile Bdişortası gauss miktarının (saçın cinsine göre ) 18000 gausstan fazla olmaması gereklidir.
Boyunduruk (hsy) manyetik akı yoğunluğu hesabı;
Qhavaaralığı akı miktarı bir kutba ait yukarıda hesaplanan bir kutba ait kesit ile hava aralığında istenilen Bhava aralığı gauss ile çarpımına eşittir.
Bboyunduruk = Qhavaaralığıakısı / (2 x Lfiktif x hsy)
Bu hesap ile Bboyunduruk gauss miktarının (saçın cinsine göre ) 18000 gausstan fazla olmaması gereklidir.
Diş başı manyetik akı yoğunluğu hesabı;
To: oluk adımı
X:oluk sayısı
To =2 x pi x rsi / X
Bdişortası= To x Bhava aralığı / Diş başı mesafesi
Diş başı mesafesi Diş ortasından daha büyük olduğu için genellikle diş ortasına göre daha az gauss geçer
Bu hesap ile Bdişortası gauss miktarının (saçın cinsine göre ) 18000 gausstan fazla olmaması gereklidir
Bu değerler uygun ise motor gücünü oluşturacak kesit hesabına geçilebilir.
Sarmak istediğimiz kutup sayısını biliyoruz. 2p
sarmak istediğimiz el sarımı veya yarım gabare ise hatve = X / 2p dir.
Tam gabare sarımında hatve kısaltmak mümkündür.
Motorlarda kısa hatve ve oluk dağıtımı Şebeke ana harmoniğinin yanında meydana gelen diğer harmoniklerin etkilerini gidermek için yapılırlar. Oluk dağıtımının çok olması harmonik etkilerinin giderilmesi bakımından iyidir. Ancak oluk sayıları motor imali sırasında hesaplanan değerlerdir ve daha sonra değiştirilemez. Sarımda kısa hatve ise sarılacak kutup sayısına göre değiştirilir. Motorda oluşacak harmonilkler genelde 3. Harmonik ,5. Harmonik ve 7. Harmoniktir. 3. Harmonik oluk dağilımı suretiyle bir miktar önlenebilir. 5. ve 7. Harmonikler ise kısa hatve yoluyla azaltılabilir
veya yok edilirler. Bunu belirleyen kutba düşen oluk sayılarıdır. 5. Harmoniğin yok edilmesi için kutup mesafesinin 1/5 kadarlık kısmı kısaltılır. 7. harmoniğin yok edilmesi için de kutup mesafesinin 1/7 kadarlık kısmı kısaltılır. 8 Kutuplu motorda harmonik etkisi az olduğu için kısa hatve genelde kullanılmaz
Kd, dağıtım katsayısı kd = (Sin (C x a / 2)) / (C x Sin(a / 2))
Ka, Adım katsayısı ka = Cos (b / 2) , b = kısaltılmış oluk sayısı x a
E = 4,44 x f x Q x Nb x kd x ka x10-8VOLT etkin değer bulunur.(Bir fazda oluşan EMK
Bu formul ile İstediğimiz Voltaj değerine göre bir fazın toplam spir sayısı bulunur.
Kullanılak sarımın paralel sayısı , sarım cinsine bağlı olarak bir bobin için gereken spir sayısı bulunur.
Oluk içi ortalama olarak yamuk şeklindedir. Yamuk alanı formulu = ((yamukkısakenar + yamukuzunkenar)/2 )*yamuk
yüksekliğidir.
Kullanılacak yalıtım ve teller arası boşluk vb sebepler dolayısı ile ortalama olarak kullanılabilecek alan bu hesabın yarısıdır. Bu sonuç ile oluğa atılacak toplam tel kesiti bulunur. Bu kesit kullanılmak yukarıda hesaplanan spir sayısı ve motorun çalışma ve soğuma özellikleri dikkate alınarak seçilecek olan akım yoğunluğu J dikkate alınarak yapılan hesaplamalarda kullanılacak tel kesiti bulunur.
Bu tel kesitine göre seçilen akım yoğunluğu J kullanılarak telden geçecek max akım bulunur.
Buna göre P=U x Ix karekök(3) x cosQ ile motorun gücü bulunabilir.
Bu hesaplamalarda bir miktar tecrübe ve denemeler gerekmekte olup kabaca bu şekilde hesaplanabilmektedir.
