Etukojeen käyttö epätahtikoneen hyötysuhteen parantamiseksi
Wuorio, Joonas (2013)
Wuorio, Joonas
Tampereen ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013111316949
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013111316949
Tiivistelmä
Opinnäytetyön toimeksiantaja oli Tampereen ammattikorkeakoulu ja työn tarkoituksena oli tutkia miten tutkimuksissa käytetyt kolme eri etukojetta vaikuttivat kolmivaiheisen epätahtikoneen hyötysuhteeseen. Hyötysuhdetta mitattiin osakuormilla ja käytetyt etukojeet olivat tähtikolmiokytkin, pehmokäynnistin ja taajuusmuuttaja. Epätahtikoneen tehostamisella voidaan mm. pidentää moottorin käyttöikää, säästää energiakustannuksissa ja vähentää laitteiston mekaanista rasitusta.
Etukojeilla saatuja mittaustuloksia verrattiin suoraan verkkoon kytketyn oikosulkumoottorin suorituskykyyn. Oikosulkumoottorin kuormitustyyppi oli tutkimuksissa sellainen, missä kuormamomentti ja pyörimisnopeus pysyivät vakioina. Tällaisella kuormitustyypillä opinnäytetyössä käytetyt etukojeet eivät kasvattaneet hyötysuhdetta. Mittaustulosten perusteella voidaan todeta, että tässä opinnäytetyössä käytetyt etukojeet laskivat hyötysuhdetta, ja suoraan verkkoon kytketyllä moottorilla saavutettiin parhaimmat tulokset.
Tämän työn mittaustuloksista selviää, että työssä käytetyt etukojeet eivät kasvata oikosulkumoottorin hyötysuhdetta, joten energiankulutuksen kannalta tällaisen etukojeen käyttö on epäedullista. Työssä saavutettiin haluttuja tuloksia ainoastaan alentamalla staattorijännitettä. Alentamalla staattorijännitettä saatiin osakuorman tietyillä alueilla hyötysuhde hieman korkeammaksi. Kuormamomentin kasvaessa lähelle nimellisarvoaan ei pienemmällä staattorijännitteellä ollut merkittäviä vaikutuksia. Työssä käytettyjen etukojeiden avulla pystyttiin rajoittamaan oikosulkumoottorin isoa käynnistysvirtaa mutta ei kasvattamaan hyötysuhdetta. Jos oikosulkumoottorin kuormitustyyppi muuttuu, on näillä etukojeilla erilaiset vaikutukset.
Etukojeilla saatuja mittaustuloksia verrattiin suoraan verkkoon kytketyn oikosulkumoottorin suorituskykyyn. Oikosulkumoottorin kuormitustyyppi oli tutkimuksissa sellainen, missä kuormamomentti ja pyörimisnopeus pysyivät vakioina. Tällaisella kuormitustyypillä opinnäytetyössä käytetyt etukojeet eivät kasvattaneet hyötysuhdetta. Mittaustulosten perusteella voidaan todeta, että tässä opinnäytetyössä käytetyt etukojeet laskivat hyötysuhdetta, ja suoraan verkkoon kytketyllä moottorilla saavutettiin parhaimmat tulokset.
Tämän työn mittaustuloksista selviää, että työssä käytetyt etukojeet eivät kasvata oikosulkumoottorin hyötysuhdetta, joten energiankulutuksen kannalta tällaisen etukojeen käyttö on epäedullista. Työssä saavutettiin haluttuja tuloksia ainoastaan alentamalla staattorijännitettä. Alentamalla staattorijännitettä saatiin osakuorman tietyillä alueilla hyötysuhde hieman korkeammaksi. Kuormamomentin kasvaessa lähelle nimellisarvoaan ei pienemmällä staattorijännitteellä ollut merkittäviä vaikutuksia. Työssä käytettyjen etukojeiden avulla pystyttiin rajoittamaan oikosulkumoottorin isoa käynnistysvirtaa mutta ei kasvattamaan hyötysuhdetta. Jos oikosulkumoottorin kuormitustyyppi muuttuu, on näillä etukojeilla erilaiset vaikutukset.