Ranque-hılsch vorteks tüp soğutmalı üç fazlı asenkron makinenin elektriksel parametrelerinin deneysel olarak incelenmesi

Enerjinin etkin, verimli ve en az kayıpla kullanımı, dünya üzerinde yoğunlaşılan önemli problem sahalarından biri haline gelmiştir. Üretilen enerjinin kullanım oranları incelendiğinde; büyük bir bölümünün sanayi sektöründe, sanayi sektöründeki kullanım oranları incelendiğinde ise enerjinin neredeyse yarıya yakınının elektrik motorları tarafından tüketildiği görülmektedir. Bu bilgilerden hareketle enerji verimliliğinde odak noktalarının başında sanayi sektörünün geldiğini, sanayi sektöründe ise elektrik motorlarının verimliliklerinin ön planda tutulması gerektiği açık bir şekilde görülmektedir. Elektrik motorlarında; çalışma anında enerji dönüşümü ile sürtünme vb. nedenlerle meydana gelen yüksek sıcaklık, motorun ekonomik ömründe, etkinliğinde ve verimliliğinde azalmalara neden olmaktadır. Bu nedenlerden ötürü elektrik motorlarında çalışma anında meydana gelen ısının uzaklaştırılması önemli bir meseledir. Bu çalışmada, elektrik motorundaki çalışma anında meydana gelen ısının azaltılarak, verimliliğinin arttırılması hedeflenmiştir. Çalışmada; 1,1 kW gücünde, elektriksel ve fiziksel parametreleri bilinen, IE3 verimlilik sınıfında rotoru sincap kafesli bir asenkron motorun soğutulması için, karşıt akışlı Ranque-Hilsch Vorteks Tüpü ilk defa kullanılmıştır. Çalışmalar, deneysel ve benzetim olmak üzere iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Benzetim çalışmasında, ANSYS Motor-CAD yazılımından yararlanılarak, öncelikle boşta çalışma sonuçları ve ardından elektrik motorunun kapalı bir kabin içerisinde çalıştırıldığı ve kabin içi sıcaklığın vorteks tüpü vasıtasıyla soğutulduğu varsayılarak güç ve verim analizleri gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalarda; elektrik motoru alternatör ile akuple edilmiş, ortam sıcaklığı sırasıyla 25 ℃, 20 ℃, 15 ℃, 10 ℃, 5 ℃ ve 0 ℃ sıcaklıklara ayarlanmış, devir sayısı 95 rpm'den 950 rpm'e kadar 95'er rpm arttırılmış, yükleme %100, %75, %50 olacak şekilde çalıştırılmış ve 3 kez tekrarlanan deney sonuçları kaydedilmiştir. Gerçekleştirilen çalışmalar kapsamında; benzetim çalışmaları neticesinde, geleneksel fanlı soğutma ile önerilen soğutma sistemi karşılaştırıldığında, verimlilikte %1,22'lik artış elde edilirken, deneysel çalışmalar neticesinde %1,79'luk verimlilik artışı olmuştur.