Döner Makine Test Yönergeleri

1. Genel Bakış

1.1 Kapsam

Bu belge, 1 beygir gücü (746 Watt) veya daha yüksek güçteki dönen ekipman armatür ve alan sargılarının sargı kısa devreleri, faz dengesizlikleri ve rotor çubukları açısından değerlendirilmesine yönelik bir kılavuzu açıklamaktadır. İndüksiyon makineleri ve transformatörler için geçerlidir.

Belgede tipik statik sargı devresi analiz ölçümleri ve bu ölçümlerin makine durumunu nasıl gösterdiği açıklanmaktadır. Devre ölçümleri için limitlere ilişkin kılavuz ilkeler sağlar.

İncelenen ölçüm türleri, direnç, empedans, endüktans, kapasitans ve özel test ölçümleri gibi temel sargı devresi ölçümlerini sağlayan bireysel veya cihaz koleksiyonları tarafından sağlanır. Ölçüm tekniklerinin şunları içermesi gerektiği kabul edilmektedir (Referans: IEEE Std 120-1989):

a) Doğru akım direnç ölçümlerinde doğru akım değerleri kullanılmalıdır.

b) Endüktans ve empedans gibi alternatif akım ölçümleri, cihaz üreticisi tarafından seçilen sinüs dalga ölçümleri kullanılarak alternatif akım olacaktır.

c) Tüm ölçümler köprülü devreler üzerinden değerlendirilecek ve bu köprülerin sınırları dahilinde raporlanacaktır. Değerlerin oran, derece veya yüzde olarak sunulduğu durumlar dışında, endüktans ve empedans gibi standart mühendislik ölçü birimleri hesaplanmayacaktır.

Bu kılavuzun ilk taslağı hazırlandığı sırada, toprak-duvar yalıtım ölçümleri hariç tüm test sonuçlarını sağlamak için çıkış voltajı elektronik aralıktadır ve genellikle 10 Volt AC/DC’nin altında bulunur. Bu cihazlar için standart çıkış frekansları da genellikle 100 Hz’in üzerindedir. Bu değerleri aşan sağlam mühendislik ilkeleri kullanılarak enstrümantasyon geliştirilirse veya motor devresinin doğru bir görünümünü sağlayan ek değerler sağlanırsa, bunlar bu kılavuzun kapsamına dahil edilebilir.

1.2 Amaç

Bu kılavuzun amacı, sargı devresi analizi kullanılarak toplanan yöntemleri ve ortak verileri ana hatlarıyla belirtmek ve hem dönüşler arası yalıtım, topraklama duvarı yalıtımı hem de sincap kafesli rotorların değerlendirilmesi için sonuçların yorumlanmasında rehberlik sağlamaktır. Topraklama duvarı yalıtım ölçüm yöntemleri ve test sonuçları, IEEE Standardı 43, “Dönen Makinelerin Yalıtım Direncinin Test Edilmesi için IEEE Önerilen Uygulaması “nın güncel revizyonunu referans almalıdır.

a) Dönen makinelerin ve transformatörlerin durumunu değerlendirmek için kullanılabilecek tek tip test sonuçları kombinasyonları önermelidir.

b) İndüksiyon rotor devresi ölçümleri için okuma yöntemi ve sonuçların yorumlanması için genel kılavuzlar sağlamak.

c) Dönüşler arası yalıtım, toprak-duvar yalıtımı ve diğer dönen makine arızalarının türlerini belirlemek için kullanılan ölçüm türlerini tanımlar.

2. Referanslar

Aşağıda bu standartla ilgili referanslar yer almaktadır.

a) IEEE Std 43-2000: Dönen Makinelerin İzolasyon Direncinin Test Edilmesi için IEEE Önerilen Uygulaması

b) IEEE Std 56-1977: Büyük Alternatif Akım Dönen Makinelerin (10.000 kVA ve Daha Büyük) İzolasyon Bakımı için IEEE Kılavuzu

c) IEEE Std 118 ñ 1978: Direnç Ölçümleri için IEEE Standart Test Kodu

d) IEEE Std 120-1989: Güç Devrelerinde Elektrik Ölçümleri için IEEE Ana Test Kılavuzu

e) IEEE Std 388 ñ 1992: Elektronik Güç Dönüşüm Ekipmanlarındaki Transformatörler ve İndüktörler için IEEE Standardı

f) IEEE Std 389 ñ 1996: Elektronik Transformatörlerin ve İndüktörlerin Test Edilmesi için IEEE Önerilen Uygulaması

g) IEEE Std 1068 ñ 1990: Petrol ve Kimya Endüstrisi için Motorların Onarımı ve Geri Sarılması için IEEE Önerilen Uygulaması

3. Güvenlikle İlgili Hususlar

‘Statik sargı devresi analizi’ terimi, enerjisi kesilmiş ekipman üzerinde gerçekleştirilen bir test yöntemi olarak tanımlanır. Kullanılan aletler UL, CE, CSA veya eşdeğeri gibi bazı tanınmış sertifikalara uygun olmalıdır. Bu kılavuzda tüm güvenlik hususlarının ele alınması mümkün değildir. Test personeli, üreticinin kullanım kılavuzlarına, sendikaya, şirkete ve devlet yönetmeliklerine başvurmalıdır.

4. Sargı Devre Analizi Genel Teori

4.1 MANYETIK DEVRELER

Elektrik bobinleri ve makineleri, birleştirilmiş elektro-manyetik devrelerin bir kombinasyonundan oluşur. Manyetik devreler, elektrik akımının iletkenlerden geçmesi ve manyetik malzemeler aracılığıyla yönlendirilmesi sonucunda gelişir.

İlk olarak, I akımını taşırken bir mıknatısın kutuplarına dik açılarla yerleştirilmiş l uzunluğunda bir iletken düşünün. Sonuç F seviyesinde bir kuvvettir, burada B manyetik akı yoğunluğunun büyüklüğüdür (Tesla veya T cinsinden) ve manyetik akı manyetizmanın gücünün ölçümüdür. Elde edilen formül şu şekilde bulunur:

Formula 1: Kuvvet (Newton)

F = BI l

Akım yönünde l büyüklüğünde bir vektör olan l ile bir iletkenin keyfi konumuna dayanır.

Formül 2: Keyfi İletken Pozisyonlu Kuvvet

F = Il x B

B’nin A alanı ile sabit büyüklükte olduğunu varsayarsak:

Formül 3: Manyetik Akı (Φ, Webber)

Φ = BA veya B = Φ/A

B, Webber(Wb)/m olarak ifade edilir

I ve B arasındaki ilişki aşağıdaki gibidir:

Formül 4: Amper Devir Yasası

A/m *d*l = I

Burada A/m manyetik alan yoğunluğu H

Bir bobinde olduğu gibi kapalı bir devreden N kez akım geçirildiğinde, ortaya çıkan manyetomotor kuvvet (mmf veya ℑ) aşağıdaki gibidir:

Formül 5: MMF

ℑ = NI

NI aynı zamanda Amper dönüşleri (At) olarak da bilinir. Bir N bir ëturn.í olarak bilinecektir.

Endüktans (L), Henry (H) birimi olarak gösterilen birim akım başına akı bağlantısı olarak tanımlanır.1

Formül 6: Endüktans

L = (NΦ)/I

Birbirinden farklı ëní bobin ile sarılmış bir toroid için endüktanslar tanımlanabilir:

Formül 7: Toroid Alanlar1

Lpq = (Np(kpqΦq))/iq

Bir endüktans içinde depolanan enerji, bir akım (i) taşıyarak hesaplanabilir:

Formül 8: Endüktif Enerji

W = (1/2)Li 2

Frekans, bir iletken içindeki alanları etkiler. Uygulanan frekans arttıkça, akım ve bunun sonucunda oluşan alanlar iletkenin yüzeyine yaklaşır (deri etkisi). Bunun nedeni, alternatif akının olduğu bir iletkende indüklenmiş emfilerin olmasıdır. Bu emfiler merkezde çevreye göre daha büyüktür, bu nedenle potansiyel fark, merkezdeki akıma karşı çıkan ve çevrede ona yardımcı olan akımlar oluşturma eğilimindedir. Böylece akım iletkenin dışına doğru zorlanır ve iletkenin etkin alanı azalır.

1 Elektrik Makineleri ve Elektromekanik, Syed A Nasar, Schaumís Outline Series, 1981

2 Elektrik Mühendisleri için Standart El Kitabı, On Dördüncü Baskı, Donald G Fink, Wayne Beaty, McGraw Hill, 2000.

4.2 YALITIM SISTEMLERI

“Elektrik yalıtımı, farklı potansiyellerdeki iletkenler arasına yerleştirildiğinde, uygulanan gerilimle aynı fazda yalnızca ihmal edilebilir bir akımın içinden akmasına izin veren bir ortam veya malzemedir. Dielektrik terimi, uygulanan dielektrik olarak düşünülebilecek olan elektrik yalıtımı ile neredeyse eş anlamlıdır. Mükemmel bir dielektrik iletkenler arasında hiçbir iletim akımı geçirmez ve sadece kapasitif şarj akımı geçirir. “2 (Ayrıca bkz. IEEE Std 120-1989, Bölüm 5.4.2)

Bir dielektriğin en basit devre gösterimi paralel bir direnç ve kapasitördür. İletkenler arasındaki kapasitans (vakumda) 0,0884 x 10-12 A/t olup burada A iletkenin santimetre kare cinsinden alanı ve t iletkenlerin santimetre cinsinden aralığıdır. “Elektrotlar arasındaki hacmi bir dielektrik malzeme doldurduğunda, aynı uygulanan voltaj için kapasitör düzlemlerine daha fazla yük çeken malzemenin molekülleri ve atomları içindeki yükler nedeniyle kapasitans daha yüksektir. Elektrotlar arasındaki dielektrik ile kapasitans şöyledir: “3

Formül 9: Paralel Dairesel İletkenler Arasındaki Kapasitans

C = (2π∈í∈oL)/cosh-1(D/2r)

Yalıtım sistemlerinin geçirgenliği, iyonik arayüz polarizasyonu ve moleküler dipolar polarizasyonlar gibi uygulanan frekanstaki bir artışla aşağı doğru (dağılım bölgesi) azalır. Polimerlerde dipolar dağılım çok düşük frekanslarda meydana gelir.

4.3 YALITIM ARIZASI

Bu kılavuzda “arızalar” olarak adlandırılan yalıtım arızaları kirlenme, ark izi, termal yaşlanma ve mekanik arızaları içerir. Her arıza türü ortak bir faktör taşır: Elektrik yalıtımının direnç ve kapasitif özellikleri değişir.

Kirlenme, özellikle de su girişi, yalıtım iletkenliğini artırır. Su, yalıtım sistemi içindeki yalıtım çatlaklarında ve kalıntılarında toplanma eğilimindedir. Elektrik alanları kirletici maddelerde genleşme de dahil olmak üzere değişikliklere neden olur ve bu da yalıtım sistemini daha da bozar. Gazlar, buharlar, tozlar vb. dahil olmak üzere diğer kirleticiler yalıtım sisteminin kimyasal yapısına saldırabilir. Yalıtım sistemi tamamen köprülendikten sonra sistem kısa devre yapmış sayılır. Bu durum normalde ilk olarak yalıtım sisteminin en zayıf olduğu iletkenler arasında meydana gelecektir. Kilit arıza alanları arasında, dönen bir makinenin uç dönüşleri gibi bobinin emniyete alınmamış kısmı (aynı zamanda sargıların en yüksek elektriksel gerilim noktasıdır) ve bobinlerin dönen bir makinedeki yuvaları terk ettiği nokta gibi en yüksek mekanik gerilim noktası yer alır.

Yalıtım sistemlerinin ark izi, bir yalıtım sisteminin yüzeyi boyunca iletkenler arasında yüksek akım geçtiğinde meydana gelir. Bu noktalardaki yalıtım karbonlaşarak elektrik yalıtım sisteminin kapasitif ve dirençli bileşenlerini değiştirir. Ark izi genellikle şunların sonucudur: Güçlü elektrik gerilimleri; Kirlenme; veya Her ikisi. Bu tür bir arıza öncelikle iletkenler veya bobinler arasında meydana gelir ve normalde kısa devre ile sonlanır.

Bir yalıtım sisteminin termal yaşlanması, Arrhenius Kimyasal Denkleminin bir sonucu olarak elektrik yalıtım sistemlerinin bozulmasıyla gerçekleşir. Genel olarak kabul edilen “temel kural”, çalışma sıcaklığındaki her 10o C’lik artış için yalıtım sisteminin termal ömrünün yarıya inmesidir. Yalıtım, yalıtım sistemi için sıcaklık sınırına ulaştığında hızla bozunacak ve karbonlaşacaktır.

Diğer çevresel faktörler de yalıtım sisteminin termal ömrünü etkiler: Sargı kirliliği; Nem; Elektroliz; ve, Diğer elektriksel stresler.

Elektrik yalıtım sistemindeki mekanik hatalar arasında gerilme çatlaması, titreşim, mekanik saldırı ve mekanik arızalar yer alır. Çeşitli işlemler sırasında bir bobin içindeki kuvvetler mekanik harekete neden olur ve yalıtım malzemelerinin kırılmasıyla sonuçlanabilir. Elektriksel ve mekanik titreşim, yalıtım sistemi üzerinde aşırı gerilime neden olarak gerilim kırılmalarına ve yalıtım sisteminin gevşemesine yol açar. Mekanik saldırı, malzemelerin iletkenler arasında ve/veya yalıtım sisteminden toprağa doğru yalıtım sistemi içine hareketini içerir. Mekanik arızalar, dönen makinelerdeki rulman arızaları gibi, rulmanın parçalanmasına ve sistemin hareketli bileşenlerinden geçmesine neden olan arızaları içerir. Bu arızalar iletkenler, bobinler veya bobin ile toprak arasında kısa devre olarak sonlanabilir.

4.4 Sargı İzolasyon Arızasının Aşamaları

Sargı arızasının birincil nedenleri şunlardır: İzolasyon (termal) bozulması; Kirlenme; Nem girişi; geçici akımlar; ve mekanik stresler ve ilk olarak aynı bobin içindeki iletkenler arasında, aynı fazdaki bobinler arasında veya ayrı fazlardaki bobinler arasında izolasyonun bozulmasına neden olur. Bu sargı “şortları”, her zaman olmasa da, sargı gerçekten arızalandığında bir yalıtım direnci hatası olarak sonuçlanabilir. İletkenler arasındaki değişikliklerin tespit edilmesi, ekipman çalışmayı durdurmadan önce erken onarım veya değiştirme eylemi için daha fazla şans sağlar. Arıza oranının arızanın ciddiyetine (yani: dönüş oranı) ve iletkenler arasındaki potansiyele bağlı olacağını unutmayın (örneğin, arızalar 600 Vac altındaki ekipmanlarda trend olabilir ve 1000 Vac üzerindeki sistemlerde hızla arızalanacaktır.

İletkenler arasındaki bir sargı arızasının genel aşamaları aşağıdaki gibidir:

– Aşama 1: İletkenler arasındaki yalıtım gerilir ve arıza noktasındaki yalıtımın direnç ve kapasitif değerlerinde bir değişikliğe neden olur. Yüksek sıcaklıklar ve benzer reaktif arızalar, bu noktada yalıtımın (dielektrik) karbonlaşmasına neden olur. Yalıtım sistemi boyunca izleme nedeniyle karbonlaşma da meydana gelebilir.

– 2. Aşama: Arıza noktası daha dirençli hale gelir. Sargının ëiyií kısmı (ve sistemin diğer akım taşıyan bileşenleri) ile kısa devre dönüşleri arasında karşılıklı bir endüktans oluşur. Kısa devre dönüşlerindeki akım artışı nedeniyle arıza noktasında I2 R kayıpları artar, bu noktadaki sıcaklığı yükseltir ve yalıtım sisteminin hızla karbonlaşmasına neden olur. Motor bu noktada açmaya başlayabilir, ancak kısa bir soğutma süresinden sonra çalışabilir.

– Aşama 3: İzolasyon bozulur ve kısa devre noktasındaki enerji, izolasyon sisteminde patlayıcı bir yırtılmaya ve sargıların buharlaşmasına neden olabilir.

4.5 Ekipmanların Karşılaştırılması

Dönen makineler ve transformatörler benzer prensiplere bağlı olarak çalışır. Örneğin, üç fazlı bir endüksiyon motorunun tıpkı bir transformatörün primer ve sekonder sargılarında olduğu gibi bir primer (stator sargısı) ve sekonder (rotor sargısı) devresi vardır. Aradaki fark, elektrik enerjisinin transformatörlerle farklı bir elektrik enerjisi değerine dönüştürülmesidir. Aynı elektrik enerjisi bir elektrik motoru kullanılarak mekanik enerjiye dönüştürülür.

Transformatör sargıları, genellikle fazlar arasında dengeli olacak şekilde tasarlanır. Bu, sekonderde dengeli enerji ve sistem genelinde dengeli devre empedansları sağlar. Üç fazlı dönen makineler (montajlı) rotor konumu değiştikçe değişen karşılıklı endüktansa sahiptir. Sonuç, her üç faz da test edilirken rotorun bir konumda bulunduğu test edilmiş bir endüktif dengesizlik ve bunun sonucunda ortaya çıkan empedans dengesizliği olabilir. Dönen makine sargı dengesizlikleri ya rotor pozisyonu için telafi edilerek ya da empedans ve endüktans okumaları karşılaştırılarak değerlendirilebilir.

4.6 Değerlendirme için Test Ölçümleri

Transformatör ve döner makine sargılarının değerlendirilmesi için temel elektrik ölçümleri şunları içerir:

a) Direnç (IEEE Std 118-1978, IEEE Std 389-1996) ñ Kablo boyutundaki, bağlantılardaki ve açık/yüksek dirençli devrelerdeki değişiklikleri tespit etmek için kullanılır.

b) Endüktans (IEEE Std 388-1992: Bölüm 5.2 Endüktans (Empedans) Dengesizliği, 5.6.1 Endüktans Köprüsü Ölçüm Yöntemi, IEEE Std 120-1989) ñ Endüktans, geometri ve geçirgenliğin bir fonksiyonudur. Gerilim, akım ve frekanstan bağımsızdır. Ölçülen toplam endüktans, devre endüktansı olarak bilinen devrenin karşılıklı ve dahili endüktanslarının bir kombinasyonudur. Kısa sargılarda arıza tespiti ancak dielektrik yalıtım sistemlerinin kapasitansları dirençli hale geldiğinde ve bobinin “iyi” kısmı ile kısa sargılar arasında karşılıklı endüktansla sonuçlanan bir kısa devre mevcut olduğunda mümkündür. Karşılıklı endüktans, dönen makinelerdeki rotor sargılarının değerlendirilmesinde de kullanılır.

c) Kapasitans (IEEE Std 389-1996, IEEE Std 120-1989) ñ Genel devre kapasitansını ve toprak duvarı yalıtım kapasitansını ölçmek için kullanılır. Normalde zaman içinde eğilim göstermiştir.

d) Empedans (IEEE Std 388-1992: Bölüm 5.2 Endüktans (Empedans) Dengesizliği, IEEE Std 389-1996: Bölüm 8.3 Empedans Dengesizliği, 8.4 Denge Testleri, IEEE Std 120-1989: Bölüm 5 Empedans Ölçümleri) ñ Empedans frekans, direnç, endüktans ve kapasitansa bağlıdır. Direncin genel empedans üzerinde nispeten küçük bir etkisi vardır ve uygulanan frekans endüktif ve kapasitif reaktans bileşenlerini etkiler. Endüktanstaki artışlar empedans değerlerine ek bir etkiye sahipken, kapasitans devre empedansı üzerinde ters bir etkiye sahiptir. Örneğin, genel devre endüktansındaki bir artış empedansta kabaca paralel bir artış yaratacak, genel devre kapasitansındaki bir artış ise empedansın düşmesine neden olacaktır.

e) Faz Açısı (IEEE Std 120-1989) ñ Devre faz açısı, gerilim ve akım arasındaki gecikme süresinin bir ölçümüdür ve ayrılık derecesi olarak sunulur. Devre empedansı, uygulanan voltaj ve frekanstan doğrudan etkilenir.

f) Frekans Tepki Testleri (IEEE Std 389-1996: Bölüm 11.1 Transformatör Frekans Tepkisi) ñ Frekans tepki testleri bir dizi yöntem kullanılarak değerlendirilebilir. Bu kılavuzun amaçları doğrultusunda, değerlendirme, akım/frekans tepkisi testi olarak da bilinen, frekans iki katına çıkarıldığında bir bobinin akımındaki yüzde azalma olarak sunulacaktır. Akım/frekans tepkileri, frekans arttıkça devrenin kapasitanslarında meydana gelen değişikliklerden etkilenir.

g) İzolasyon Direnci Testleri ñ IEEE Std 43-2000 kapsamındadır.

Sağlanan ölçümlerden bağımsız olarak, birincil amaç, üç fazlı dönen bir makinede veya üç fazlı transformatörde fazlar arasında olduğu gibi benzer bobinler arasındaki dengesizlikleri belirlemektir.

5.0 Ekipmanların Değerlendirilmesi

5.1 Üç Fazlı Transformatörlerin Değerlendirilmesi

Sargı analizi teknikleri kullanılarak üç fazlı transformatörler üzerinde testler gerçekleştirilirken, test edilen tarafın karşısındaki devre kısa devre edilmeli ve topraklanmalıdır (IEEE Std 388- 1992: Bölüm 5.6.1 İndüksiyon Köprüsü Ölçüm Yöntemi, IEEE Std 389-1996). Üç aşamanın her biri ölçülür ve denge açısından değerlendirilir. Önerilen test sonucu limitleri için Tablo 1’e bakın.

a) Fi ve I/F testleri yalıtım arızasını ñ yalıtım sistemi devre kapasitansları ve dirençlerindeki değişiklikleri tespit edecektir.

b) Endüktans ve Empedans ölçümleri, gelişmiş sargı hatalarını ve üretim veya onarımdaki kusurları tespit edecektir.

c) Direnç, gevşek bağlantıları, kopuk iletkenleri ve ilgili sorunları tespit etmek için kullanılır.

5.2 Üç Fazlı İndüksiyonlu Döner Makinelerin Değerlendirilmesi

Stator ve rotor, sargı devresi analiz teknikleri kullanılarak ayrı ayrı değerlendirilir. Aşağıdaki yönergeler her ikisini de kapsayacaktır.

5.2.1 Monte Edilmiş Motor Rotoru Testi

Elektrik motoru rotorlarında yaygın olarak görülen arıza türleri şunlardır:

a) Hava boşluğu (Rotor Eksantrikliği): Rotorda gevşeklik olmadıkça veya motor mili ya da yataklarındaki bir arıza ciddi boyutlara ulaşmadıkça, normalde ilerleyici bir arıza değildir. Gevşeklik, rulmanlar ve motor mili sorunları, titreşim analizi teknikleri kullanılarak daha hızlı ve daha güvenli bir şekilde tespit edilebilir. Üretim ve onarım hava boşluğu sorunları, kabul testi sırasında veya ekipmanın kurulumunda zaman kaybedilmeden önce üretici/onarım atölyesinde statik sargı devresi analizi ile tespit edilebilir. Bu tür bir kabul testi, hava aralığının doğru ayarlanıp ayarlanmadığını belirlemek için kullanılır (montaj sırasında rotorun her iki ucundan alınan ortalama hava aralığı değerinin +/- %10’u).4

b) Döküm Boşlukları ve Rotor Çubuğu Bağlantıları: Zaman içinde “kırılmış rotor çubuğu” hatalarına dönüşebilir. Alüminyum döküm rotorlarda her zaman döküm boşlukları, alüminyum alaşımında varyasyonlar ve bakır alaşımlı çubukların bağlantılarında endüktansı etkileyecek varyasyonlar vardır. Arızalar, şaft 360 derece döndürülürken bir dizi devre endüktansı veya empedans okuması yapılarak tespit edilebilir. Bu okumalar bir dalga formu olarak grafiklendirilebilir ve dalga formunun endüktans ve/veya empedans değişikliklerinin konumuna bakılarak arızalar için görüntülenebilir. Dalga formunun eğimindeki küçük bir değişiklik küçük, genellikle müdahaleci olmayan bir arızaya işaret ederken, dalga formunun zirvesindeki önemli bir değişiklik ciddi rotor arızalarına işaret eder. Ciddi arızalar motorun çalışma özelliklerini etkileyebilir.

c) Kırık Rotor Çubukları: Normalde elektrik motorunun yanlış çalışması nedeniyle meydana gelen aşamalı arızalardır. Bir elektrik motoru çalıştırıldığında, yüksek akımlar ve yüksek frekans nedeniyle rotorda ısı oluşur ve bir soğuma süresi gerektirir. Diğer durumlarda rotor durabilir, bu da yüksek akımlara ve yüksek rotor frekanslarına neden olabilir. Bakır alaşımlarının (veya alüminyumun) ve rotor malzemelerinin genleşme oranı farklıdır ve bu da çubuklar üzerinde mekanik stres yaratır. Aşırı stres altında rotor çubukları çatlayabilir ve motorun tork üretme kabiliyetini azaltabilir. Rotor çubukları kırıldıkça, çevreleyen rotor çubukları ek akım taşıyarak rotor çubuğu sıcaklıklarında daha fazla artışa ve ek çatlakların oluşma olasılığına neden olur.

Test ekipmanının endüktans ve empedans yoluyla arızaları tespit etme yeteneği, rotor konumu değiştikçe devrenin karşılıklı endüktansındaki değişikliklerden kaynaklanmaktadır. Bir elektrik motoru dönen bir ikincil devreye sahip bir transformatör olduğundan, rotor konumu değiştiğinde etkin birincil (stator sargıları) ikincil (rotor sargıları) oranı değişir ve genel karşılıklı endüktans ve sonuçta devre empedansı değişir. Dönen ekipmanın doğası gereği, zaman içindeki değişiklikler sinüzoidal (veya bazı varyasyonlar) ve simetrik olacaktır.

Bir rotor endüktans veya empedans testi gerçekleştirmek için genel süreç, 360 derece dönüş boyunca eşit artışlarla veya gerçek zamanlı endüktans veya empedans tabanlı bir test kullanarak endüktans veya empedans okumaları almaktır. Test sonuçları yorumlama için grafik haline getirilmelidir.

5.2.2 Montajı Yapılmış Döner Ekipman Stator Testi

Birleştirilmiş döner ekipman test sonuçlarının değerlendirilmesi, değişen derecelerde arıza tespit doğruluğu sağlayacaktır. Örneğin, endüktans testi sonuçları, rotor farklı konumlara yerleştirildikçe yüksek ve değişen değer dereceleri sağlayacaktır, bu nedenle rotor konumu, birincil (stator) ve ikincil (rotor) sargılar arasındaki karşılıklı endüktans değerleri nispeten aynı olacak şekilde ayarlanmalıdır. Bununla birlikte, empedans ile birleştirilmiş endüktans, yalıtım arızasının veya sargıdaki kirlenmenin kapasitif etkisini gösterir. Örneğin, empedans ve endüktans nispeten paralel ise, faz dengesizliği rotor konumundan kaynaklanacaktır. En az bir fazın empedansında bir azalma varsa veya empedans ve endüktans nispeten paralel değilse, devre kapasitansı değişmiştir ve bu da olası sargı kirlenmesi veya yalıtım bozulmasını gösterir.

Erken dönüş arızaları, faz açısındaki veya akım/frekans yanıtındaki değişiklikler olarak okumalarda bir ëshiftí olarak algılanacaktır. Bir kayma örneğin Fi: 77/76/77 ve/veya I/F: -44/-46/- 44 şeklinde gösterilebilir.

5 Direnç ve empedans dengesizliği okumaları sadece rotor konumu hesaba katılırsa sayılabilir. Okumalar, rotor konumunun değişiminden kaynaklanan sinüs dalgasının tepe ya da vadi noktasında yapılmalıdır.

6.0 Kaynakça

a) IEEE Std 43-2000: Dönen Makinelerin İzolasyon Direncinin Test Edilmesi için IEEE Önerilen Uygulaması

b) IEEE Std 56-1977: Büyük Alternatif Akım Dönen Makinelerin (10.000 kVA ve Daha Büyük) İzolasyon Bakımı için IEEE Kılavuzu

c) IEEE Std 118-1978: Direnç Ölçümleri için IEEE Standart Test Kodu

d) IEEE Std 120-1989: Güç Devrelerinde Elektrik Ölçümleri için IEEE Ana Test Kılavuzu

e) IEEE Std 388-1992: Elektronik Güç Dönüşüm Ekipmanlarındaki Transformatörler ve İndüktörler için IEEE Standardı

f) IEEE Std 389-1996: Elektronik Transformatörlerin ve İndüktörlerin Test Edilmesi için IEEE Önerilen Uygulaması

g) IEEE Std 1068-1990: Petrol ve Kimya Endüstrisi için Motorların Onarımı ve Geri Sarılması için IEEE Tavsiye Edilen Uygulaması

h) Penrose, Dr. Howard W., Motor Devre Analizi: Teori, Uygulama ve Enerji Analizi, SUCCESS by DESIGN, 2001

i) Fink, Donald ve Beaty, H. Wayne, Standard Handbook for Electrical Engineers, Fourteenth Edition, McGraw-Hill, 2000.

j) Sarma, Mulukutl, Elektrik Makineleri: Steady-State Theory and Dynamic Performance, Second Edition, PWS Publishing Company, 1996

k) Mazur, Glen ve Proctor, Thomas, Elektrik Motorlarında Sorun Giderme, İkinci Baskı, ATP Yayıncılık, 1997

l) Nasar, Syed, Electric Machines and ElectroMagnetics, McGraw-Hill, 1981