DC Motor Çalışma Prensibi | DC Motor Dersleri

DC MOTORUN ÇALIŞMASI – ÇALIŞMA PRENSİBİ

DC Motor çalışma prensibi nedir ? DC Motor nasıl çalışır ? DC Motor nedir ? DC Motor çalışması matematiksel formülleri nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız DC Motor Çalışma Prensibi adlı yazımızla karşınızdayız.

DC Motorun çalışması ile ilgili detaylara yer verdiğimiz yazımızda umarım faydalı bilgiler edinirsiniz.

Başlayalım.

DC MOTOR

Basit bir şekilde bir DC motor, elektrik enerjisini (direkt akım sistemini) mekanik enerjiye dönüştüren bir cihazdır.Bugün endüstriyel anlamda hayati bir öneme sahiptir ve bu alanda uğraşan herkes için bu makalede inceleyeceğimiz  detaylar da DC motorun çalışma prensibine hakim olmalarıda aynı derecede önemlidir.

DC motorun çalışma prensibini anlamak için ilk önce kendi yapısal özelliklerine bakmamız gerekmektedir.

Bir DC motorun temel olarak yapısı, komütatör segmentleri ve fırçalar üzerinden besleme ucuna bağlanan bir akım taşıma armatürü içerir.Armatür, resimde de görüleceği  gibi sabit olarak veya elektromıknatısın kuzey güney kutupları arasına yerleştirilir.

Armatürde doğru akım sağlandıkça, mıknatısın elektromanyetik etkisinden dolayı mekanik bir kuvvet etki edecektir.Şimdi, DC motorun çalışma prensibinin ayrıntılarına girebilmek ve DC motorun armatür iletkenleri üzerinde etkili olan kuvvetin yönünü belirlemek için Fleming’in sol el kuralını net bir şekilde anlamamız önemlidir.

Akım taşıyan bir iletken, bir manyetik alana dik olarak yerleştirilirse, iletken, hem alanın yönüne hem de akım taşıma iletkenine karşılıklı olarak dik yönde bir kuvvetle karşılaşır.

Fleming’in Sol El Kuralı, motorun dönüş yönünü belirleyebilir.Sol elimizin işaret parmağını, orta parmağını ve baş parmağını birbirine dik olarak uzatıyoruz.

Orta parmak iletkendeki akım yönünü gösterir ve işaret parmağı manyetik alanın yönü boyunca yani kuzeyden güney kutbuna doğru ilerler ve son olarak başparmak oluşturulan mekanik kuvvetin yönünü gösterir.

Biliyoruz ki, bir elektrik alanın (E) ve bir manyetik alanın (B) etkisi altında bir “v” hızda etki için sonsuz derecede küçük bir şarj dq’si yapıldığı zaman , Lorentz Force (dF), şarjın sonuçları ;

Formül = dF = dq (E + vB)

DC motorun çalışması için, E = 0 dikkate alınarak düşünecek olursak ;

Formül = dF = dq x v x B

Örnek olarka ;  dq v ve manyetik alan B’nin vektör çarpımıdır ;

Formül = dF = dq x (dL / dt) x B  [V = dL / dt]

Burada, dL iletken taşıma yükünün q uzunluğudur.

Formül = dF = dq x (dL / dt) x B  ya da dF = IdL x B (Burada akım I = dq/dt ise) ya da F = B x I x L=ILsinϴ

ya da F = B x I x L x sinϴ olacaktır.

Resimdeki şemadan da  görüleceği gibi, bir DC motorun yapısı, armatür iletkeni boyunca akımın doğrultusunda, her durumda, alana dik olacak şekildedir.Bu nedenle kuvvet, her iki eşit alana dik doğrultuda armatür iletkeni üzerinde hareket eder ve akım sabittir.

Formül (Ör )= ϴ = 90 derece

Bu durumda, armatür iletkeninin sol tarafındaki akımı ‘+I’ olarak alacak ve armatür iletkeninin sağ tarafındaki akım ‘-I’ olacaktır, çünkü birbirlerine zıt yönde akmaktadırlar.

Ardından sol taraftaki armatür iletkeni üzerindeki kuvvet,

Formül = Fi = B x I x L x Sin90 = B x I x L

Benzer şekilde, sağ taraftaki iletken üzerindeki kuvvet,

Formül = Fr = B x (- I) x L x sin90 = -B x I x L

Bu nedenle, bu pozisyonda her iki taraftaki kuvvetin büyüklükte fakat tersi yönde eşit olduğunu görebiliriz.İki iletken, w = genişlik armatür dönüşü ile ayrıldıklarından, iki zıt kuvvet, dönme kuvvetinin veya armatür iletkeninin dönmesine neden olan bir tork üretir.

DC Motor çalışma prensibi

Şimdi, armatür dönüşü, başlangıç ​​pozisyonu ile α (alfa) açısı oluşturduğunda tork ifadesini inceleyelim.

Üretilen tork şu formül ile verilir ;

Formül = Ʈ = F x cosa x w ya da Ʈ = B x I x L x w x cosa

Burada a (alfa), armatür dönüşü düzlemi ile referans düzlemi veya manyetik alanın yönü boyunca burada bulunan armatürün başlangıç ​​pozisyonu arasındaki açıdır.

Tork denklemindeki cosα teriminin varlığı, kuvvetin aksine, her konumda torkun aynı olmadığına işaret eder.Aslında, α (alfa) açısının değişmesine bağlı olarak değişir.Torkun değişimini ve motorun dönüşünün arkasındaki prensibi açıklamak için adım adım bir analiz yapalım.

Aşama 1:

Başlangıçta, armatürün başlangıç ​​noktası veya a = 0 açısının referans noktası olduğu düşünülür.

Formül = Ʈ = B x I x L x w x cos 0 = B x I x L x w

Α = 0 olduğu için, cos α = 1 terimi veya maksimum değer, dolayısıyla bu konumda tork τ = BILw olarak verilir.Bu yüksek başlangıç ​​torku, armatürün geri kalan hareketsizliğinin üstesinden gelmeye yardımcı olur ve kendini dönüşe ayarlar.

Aşama 2:

Armatür harekete geçtikten sonra, armatürün gerçek pozisyonu ile başlangıç ​​referans pozisyonu arasındaki a açısı, rotasyonunun başlangıç ​​pozisyonundan 90o’ya ulaşıncaya kadar artar.Sonuç olarak, cosα terimi azalır ve ayrıca tork değeride azalır.

Bu durumda tork, ‘a’ 0 dereceden büyük olduğunda BILw’den sonuç olarak daha az olan τ = BILwcosα ile verilir.

Aşama 3:

Armatürün dönüş yolunda, rotorun gerçek pozisyonunun başlangıç pozisyonuna tam olarak dik olduğu bir noktaya ulaşılır, yani a = 90 derece olacaktır  ve sonuç olarak cosα = 0 olacaktır.

Bu pozisyonda iletken üzerinde etki eden tork  ;

Formül =  Ʈ = BILw x cos90 = 0 olacaktır

Diğer bir deyişle, bu durumda armatürün üzerinde neredeyse hiç bir dönme momenti yoktur.Ancak hala armatürün durması söz konusu değildir, çünkü bu durum, DC motorun çalışmasının, bu noktada hareketin eylemsizliğinin, bu noktadaki boş torkun üstesinden gelmek için yeterli olacak şekilde tasarlanmasından kaynaklanıyor.

Rotor bu pozisyondan geçtikten sonra, armatürün gerçek konumu ile başlangıç düzlemi arasındaki açı tekrar azalır ve tekrar tork ile çalışmaya başlar.

DC MOTOR ÇALIŞMA PRENSİBİ SONUÇ : 

Bugün DC Motor Çalışma Prensibi adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Temel elektronik serisinde DC Motor ile ilgili yazılarımıza yer vermeye devam ediyoruz.

İyi Çalışmalar

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.