Senkron Generatörlerde Farklı Stator Oluk Yapılarının Uç Gerilimine Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi

BALCI, SELAMI

Senkron Generatörlerde Farklı Stator Oluk Yapılarının Uç Gerilimine Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi

Selami BALCI (Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik Elektronik Mühendisliği, Bölümü, Karaman, Türkiye)

Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi

7 0

Yıl: 2019 Cilt: 8 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 947 - 957 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 26-11-2020

Senkron Generatörlerde Farklı Stator Oluk Yapılarının Uç Gerilimine Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi

Öz:

Senkron generatörlerin uluslararası standartlara uygun değerlerde AA gerilim üretebilmeleri için stator ve rotorunmekanik yapısının tasarım aşamasında belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Benzer şekilde, stator üzerindekiolukların yapısı, yerleşimi ve sargı adımı gibi tasarım parametreleri ile rotor kesitinin generatörde üretilengerilimin temel ve harmonik bileşenlerini etkilediği bilinmektedir. Tasarım sürecini kısaltmak ve maliyetleridüşürmek için elektromanyetik yazılımlardan yararlanmak çok önemlidir. Bu çalışmada, hava araçlarının yerbeslemesinde kullanılan 400 Hz frekanslı 5 kVA anma güç değerinde bir senkron generatorün stator olukları ikifarklı yapıda tasarlanmış ve Ansys-Maxwell/RMxprt elektromanyetik modelleme yazılımı ile benzetimiyapılmıştır. Böylece, 400 Hz generator için stator oluk yapısında mekanik düzenleme ile çıkış filtregereksinimlerini azaltan bir çalışma gerçekleştirilmiştir.

Anahtar Kelime:

Analysis of the Effect of Different Stator Slot structures on the Terminal Voltage of the Synchronous Generators with Finite Element Method

Öz:

It is of great importance to determine the mechanical structure of the stator and rotor at the design stage so that synchronous generators can produce AA voltage in accordance with international standards. Similarly, it is known that the design parameters such as the structure of the slots on the stator, placement and slot pitch of the winding on the stator and the rotor section affect the fundamental and harmonic components of the voltage generated in the generator. It is very important to use electromagnetic software to shorten the design process and reduce costs. In this study, the stator slots of a synchronous generator with a rated power of 5 kVA at 400 Hz frequency used in the ground feeding of aircraft are designed in two different structures and simulated with Ansys-Maxwell / RMxprt electromagnetic modeling software. Thus, a study was performed which reduce the output filter requirements by mechanical arrangement in stator slot structure for 400 Hz generator.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] Dorrell D.G., Popescu M. 2011. Effect of Winding Asymmetries and Winding Connection on Small Synchronous Machines. IEEE Transactions on Industry Applications, 47 (6): 2453-2459.
[2] Liu M., Pei Y., Han Z., Shi P. 2013. Optimization of Permanent Magnet Motor Airgap Flux Density Based on the Non-uniform Air Gap. International Conference on Mechatronic Sciences, Electric Engineering and Computer (MEC), pp:3422-3426, 20-22 Dec., Shenyang, China.
[3] Peşint M.A. 1975. Senkron Makinalar. Yüksek Teknik Öğrt. Okulu Matbaası, 50-55s., Ankara.
[4] Jiji K.S., Jayadas N.H., Babu, C.A. 2014. FEM-Based Virtual Prototyping and Design of Third Harmonic Excitation System for Low-Voltage Salient-Pole Synchronous Generators. IEEE Transactions on Industry Applications, 50 (3): 1829-1834.
[5] Uygun D., Çetinceviz Y. 2018. Yüzey Yerleştirmeli Kalıcı Mıknatıslı Senkron Generatörlerin Tutma Torkunun Azaltılması için Stator Yapılandırması. GU J Sci, Part C., 6 (3): 605-620.
[6] Hargreaves P.A., Mecrow B.C., Hall R. 2010. Open Circuit Voltage Distortion in Salient Pole Synchronous Generators with Damper Windings. 5th IET International Conference on Power Electronics, Machines and Drives (PEMD 2010), 19-21 April, Brighton, UK.
[7] Skalka M., Ondrusek C., Kurfurst J., Cipin R. 2012. Harmonic Reduction in Induction Machine Using Slot Wedges Optimization. IEEE International Symposium on Power Electronics, Electrical Drives, Automation and Motion, pp: 1252-1255.
[8] Kometani H., Sakabe S., Kameari A. 2000. 3-D Analysis of Induction Motor with Skewed Slots Using Regular Coupling Mesh. IEEE Transactions on Magnetics, 36 (4): 1769-1773.
[9] Nau S.L. 1997. The Influence of the Skewed Rotor Slots on the Magnetic Noise of Three Phase Induction Motors. IEE, EMD97 Conference Publication, 444: 396-399.
[10] Williamson S., Flack T.J., Volschenk A.F. 1995. Representation of skew in time-stepped twodimensional finite-element models of electrical machines. IEEE Transactions on Industry Applications, 31 (5): 1009-1015.
[11] IEEE-SA Standards Board. 2014. IEEE Recommended Practice and Requirements for Harmonic Control in Electric Power Systems. IEEE Power and Energy Society, IEEE Std 519™-2014.
[12] Tseng W.T., Chen W.S. 2016. Design Parameters Optimization of a Permanent Magnet Synchronous Wind Generator. 19th International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), 13-16 Nov., Chiba, Japan.
[13] Dorrell D.G., Popescu M. 2010. Effect of Winding Asymmetries and Winding Connection on Small Synchronous Machines. IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, pp:17-22, 12-16 Sept. Atlanta, GA, USA.
[14] Martin R., Bumby J.R., Mueller M.A. 2004. Finite Element Analysis and Experimental Test of An Axial Flux Toroidal Generator. Second International Conference on Power Electronics, Machines and Drives (PEMD 2004), pp: 402-407, 31 March-2 April, Edinburgh, UK.
[15] Balci S. 2010. Evirici Çıkış Transformatörlerinin Modellenmesi ve Analizi. Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 53s., Ankara.
[16] Bastos J.P.A., Sadowski N. 2003. Electromagnetic Modeling by Finite Element Methods. Universidade Federal de Santa Catarina Florianopolis, Brazil, Copyright by Marcel Dekker.
[17] Ansoft Corporation. 2005. Maxwell 3D Field Simulator V11 Student Version User’s Guide, Ansoft Korea. [18] Ansys Electronics Desktop. 2019R2. Rmxprt Help Datasheets.

APA	BALCI S (2019). Senkron Generatörlerde Farklı Stator Oluk Yapılarının Uç Gerilimine Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi. , 947 - 957.
Chicago	BALCI SELAMI Senkron Generatörlerde Farklı Stator Oluk Yapılarının Uç Gerilimine Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi. (2019): 947 - 957.
MLA	BALCI SELAMI Senkron Generatörlerde Farklı Stator Oluk Yapılarının Uç Gerilimine Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi. , 2019, ss.947 - 957.
AMA	BALCI S Senkron Generatörlerde Farklı Stator Oluk Yapılarının Uç Gerilimine Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi. . 2019; 947 - 957.
Vancouver	BALCI S Senkron Generatörlerde Farklı Stator Oluk Yapılarının Uç Gerilimine Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi. . 2019; 947 - 957.
IEEE	BALCI S "Senkron Generatörlerde Farklı Stator Oluk Yapılarının Uç Gerilimine Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi." , ss.947 - 957, 2019.
ISNAD	BALCI, SELAMI. "Senkron Generatörlerde Farklı Stator Oluk Yapılarının Uç Gerilimine Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi". (2019), 947-957.

APA	BALCI S (2019). Senkron Generatörlerde Farklı Stator Oluk Yapılarının Uç Gerilimine Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 8(3), 947 - 957.
Chicago	BALCI SELAMI Senkron Generatörlerde Farklı Stator Oluk Yapılarının Uç Gerilimine Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 8, no.3 (2019): 947 - 957.
MLA	BALCI SELAMI Senkron Generatörlerde Farklı Stator Oluk Yapılarının Uç Gerilimine Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, vol.8, no.3, 2019, ss.947 - 957.
AMA	BALCI S Senkron Generatörlerde Farklı Stator Oluk Yapılarının Uç Gerilimine Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2019; 8(3): 947 - 957.
Vancouver	BALCI S Senkron Generatörlerde Farklı Stator Oluk Yapılarının Uç Gerilimine Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 2019; 8(3): 947 - 957.
IEEE	BALCI S "Senkron Generatörlerde Farklı Stator Oluk Yapılarının Uç Gerilimine Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi." Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 8, ss.947 - 957, 2019.
ISNAD	BALCI, SELAMI. "Senkron Generatörlerde Farklı Stator Oluk Yapılarının Uç Gerilimine Etkisinin Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Analizi". Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 8/3 (2019), 947-957.