ELEKTRİK MOTORU VE ÇALIŞMA PRENSİBİ NEDİR ?
Elektrik motorları nedir ? Elektrik motorları çalışma prensibi nedir ? Elektrik motorları tarihçesi nedir ? Elektrik Motor çeşitleri nedir ? Bu ve benzeri sorulara cevap aradığımız Elektrik Motoru ve Çalışma Prensibi nedir adlı yazımızla karşınızdayız.
Başlayalım.
ELEKTRİK MOTORLARI
Motor veya elektrik motoru, elektriğin icadından bu yana mühendislik ve teknoloji alanındaki en büyük gelişmelerden birini meydana getiren bir cihazdır.Bir motor, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bir elektro-mekanik cihazdan başka bir şey değildir.
Motorlar sayesinde, 21. Yüzyılda yaşamın temelleri adına bu şekilde büyük bir adım atılmıştır.Motor olmasaydı, hala Sir Thomas Edison’un döneminde elektrik enerjisinin tek amacının ampulleri kızdırdığı bir yerde yaşıyor olurduk.Farklı özel amaçlar için farklı motor tipleri geliştirilmiştir.
Basit bir ifadeyle, dönme kuvvetini üreten bir aygıtın bir motor olduğunu söyleyebiliriz.Bir elektrik motorunun işleyişinin çok temel prensibi, manyetik alan ve akıma dik yönde kuvvetin, alan ve akımın birbiriyle etkileşime girdiği zaman gerçekleştiği prensibine dayanır.
Motorların icat edilmesinden bu yana, bu mühendislik alanında birçok ilerlemeler kaydedilmiştir ve modern mühendisler için çok önemli bir konu haline gelmiştir.
Motorun Sınıflandırılması veya Türleri
Motorun veya motor tiplerinin birincil sınıflandırması, aşağıda gösterildiği gibi tablolanabilir.
Motor -> Dc Motor – AC Motor – Özel Motorlar & AC Motor -> Senkron motor – Endüksiyon Motoru & Endüksiyon Motoru -> Tek fazlı endüksiyon motoru – 3 fazlı endüksiyon motoru
Motorun Tarihçesi
1821 yılında İngiliz bilim adamı Michael Faraday, elektrik akımı ve alanın karşılıklı etkisiyle üretilen tork nedeniyle iletkenin dönüşüyle sonuçlanan bir manyetik alan içine akım taşıyan bir iletken yerleştirerek elektrik enerjisinin mekanik enerjiye dönüştürülmesini açıkladı.
En temel makine olan DC (Doğru Akım) makinesi, 1832 yılında başka bir İngiliz bilim adamı William Sturgeon tarafından tasarlandı.Fakat modeli aşırı derecede pahalıydı ve herhangi bir pratik amaç için kullanılmadı.
Daha sonra 1886 yılında, ilk elektrik motoru bilim adamı Frank Julian Sprague tarafından icat edildi.Bu, çeşitli bir yük aralığı altında sabit bir hızda dönme ve böylece motorun hareket edebilmesi yeteneğine sahipti.
Burada;
DC motoru
Senkron motor
3 Fazlı Asenkron Motor
1 Fazlı Asenkron Motor
Özel Motor Çeşitleri
Yukarıda bahsedilen motorların dört temel sınıflandırması arasında DC motorun isminden de anlaşılacağı gibi, doğru akım tarafından yönlendirilen tek motordur.
Bu, elektrik motorunun en ilkel versiyonudur; burada dönen bir tork, manyetik alan içindeki iletken aracılığıyla ve akımın akışı sebebiyle ortaya çıkmaktadır.
Geriye kalanların hepsi AC elektrik motorlarıdır ve her zaman senkron hızda çalışan senkron motor için alternatif akım ile tahrik edilir.Burada rotor, stator dönen manyetik alanı ile manyetik olarak kilitlenen ve onunla birlikte dönen bir elektromıknatıstır.
Bu makinelerin hızı, frekans (f) ve kutup sayısı (P), Ns = 120 f / P olarak değiştirilerek değiştirilir.
Dönen manyetik alanın rotor iletkenlerini kestiği bir başka AC motor tipinde, kısa devre rotor iletkenlerinde indüklenen dolaşım akımı bulunmaktadır.
Manyetik alanın ve bu sirkülasyon akımlarının etkileşimi nedeniyle, rotor dönmeye başlar ve rotasyonuna devam eder.Asenkron motor olarak da bilinen senkron motorun senkron hızdan daha düşük bir hızda çalıştırıldığı ve dönen torku ve hızın, senkronize hız Ns ve rotor hızı Nr arasındaki farkı , kaymayı değiştirerek yönetildiği endüksiyon motorudur.
Formül = s = (Ns –Nr)/Ns
Değişen akı yoğunluğu nedeniyle EMF indüksiyonun prensipleri kontrol altında çalıştırılır.Buradan da indüksiyon makinesinin ismi gelmektedir.Tek fazlı endüksiyon motoru 3 faza benzer, akıya bağlı emf indüksiyonu prensibiyle çalışır, ancak tek fark, tek fazlı besleme üzerinde çalışır ve başlangıç metotları, iyi bilinen iki teori, yani Çift Döner alan teorisi ve Crossfield teorisi ile yönetilir.
Yukarıda bahsedilen dört temel motor tipinin dışında, endüstrinin ihtiyaçlarına göre geliştirilen özel özelliklere sahip Lineer İndüksiyon motoru (LIM), Step motor, Servo motor gibi özel tipte elektrik motorları bulunmaktadır.
Elektrik Motorunun Çalışması
Elektrik motoru, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bir cihazdır.Esas olarak üç tip elektrik motoru vardır.
DC motor
Endüksiyon motor
Senkronize motor
Bütün bu motorlar az çok aynı prensipte çalışır.Elektrik motorunun çalışması, esas olarak manyetik alanın akım ile etkileşmesine bağlıdır.
Şimdi, konuyu daha iyi anlamak için elektrik motorunun temel çalışma prensibine tek tek bakalım.
DC Motorun Çalışması
DC Motorun çalışma prensibi esas olarak Fleming Sol El kuralına bağlıdır.Temel bir DC motorda, manyetik kutuplar arasına bir armatür yerleştirilir.Armatür sarımı harici bir DC kaynağı tarafından sağlanırsa, akım armatür iletkenleri içinden akmaya başlar.
İletkenler manyetik alanın içinde akım taşıdıkça, armatürü döndürme eğilimi gösteren bir kuvvet yaşayacaklardır.Alan mıknatısının N kutupları altında armatür iletkenleri varsayalım, akımı aşağı doğru taşıyor (kroslar) ve S kutupları altındakiler akımı yukarı doğru taşıyorlar (noktalar).
Fleming’in Sol El Kuralı’nı uygulayarak, N kutupları altındaki iletken tarafından ortaya çıkan F kuvvetinin yönü ve S-kutupları altındaki iletkenlerin yaşadığı kuvvet belirlenebilir.Herhangi bir anda iletkenlerin maruz kaldığı kuvvetlerin, armatürü döndürme eğiliminde oldukları bir yönde olduğu bulunmuştur.
Yine, bu dönme nedeniyle N-kutupları altındaki iletkenler S-kutbunun altına gelir ve S-kutupları altındaki iletkenler N-kutbunun altına gelir.İletkenler N-kutuplarını S-direğe ve S-direklerine N-kutbu oluştururken, bunların içinden geçen akımın yönü komütatör ile tersine çevrilir.
Akımın bu tersine çevrilmesi nedeniyle, tüm iletkenler N kutupları altında aşağı doğru yönde akım taşırlar ve tüm iletkenler S-kutupları altında şekilde gösterildiği gibi yukarı doğru akım taşırlar.
Bu nedenle, her iletken N-kutup deneyimleri altında aynı yönde kuvvet alır ve iletkenler S-kutupları altında gerçekleşir.Bu durumda sürekli ve tek yönlü tork geliştirmeye yardımcı olur.
İndüksiyon Motorunun Çalışması
Asenkron motor durumunda elektrik motorunun çalışması DC motordan biraz farklıdır.Tek fazlı asenkron motorda, stator sargısına tek fazlı bir besleme verildiğinde, titreşimli manyetik alan üretilir ve üç fazlı bir asenkron motorda, üç fazlı stator sargısına üç fazlı besleme verildiğinde, dönen bir manyetik alan üretilir.
Bir endüksiyon motorunun rotoru ya sargılı tip veya sincap kafes tipidir. Rotorun türü ne olursa olsun, üzerindeki iletkenler kapalı döngü oluşturmak için sonunda kısa devre yaparlar.
Dönen manyetik alan nedeniyle, akı, rotor ve stator arasındaki hava boşluğundan geçer, rotor yüzeyini süpürür ve böylece rotor iletkenini keser.
Bu nedenle Faraday’ın elektromanyetik indüksiyon yasasına göre, kapalı rotor iletkenlerinde dolaşan bir akım olacaktır.İndüklenen akım miktarı, zamana bağlı olarak akı’nın değişim hızıyla orantılıdır.Yine, bu akı bağlantı değişim hızı, rotor ve dönen manyetik alan arasındaki nispi hız ile orantılıdır.
Lenz yasasına göre rotor, içinde akım üretmenin her nedenini azaltmaya çalışacaktır.Bu nedenle, rotor dönmekte ve rotor ve dönen manyetik alan arasındaki nispi hızı azaltmak için dönen manyetik alanın hızını elde etmeye çalışmaktadır.
Senkron Motorun Çalışması
Senkron motorda, sabit üç fazlı stator sargısına dengeli üç fazlı besleme verildiğinde, senkron hızda dönen bir döner manyetik alan üretilir. Şimdi bu dönen manyetik alanın içine bir elektromıknatıs yerleştirilirse, dönen manyetik alanla manyetik olarak kilitlenir ve, senkron hızda olan aynı hızda dönen manyetik alanla döner.
ELEKTRİK MOTORU VE ÇALIŞMA PRENSİBİ NEDİR SONUÇ :
Bugün Elektrik Motoru ve Çalışma Prensibi nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Temel olarak motorlar hakkında bilgi vermeye ve bu konuyu anlamaya çalışacağız.Umarım faydalı olacaktır.
İyi Çalışmalar