Elektrik Motorları (PDF)

***[Manyetizma:]*** Dünyamızın manyetik bir kalkanı bulunur. Bir cisim manyetik özellik taşıması için elektronları aynı yönde olması gerekli. ***[Sabit mıknatıs:]*** Mıknatıslık özelliğini kaybetmeyen cisimlere denir. Pusula, hoporlor, mikrofon sabit mıknatıslı eşyalar. ***[DEMİR ATOMU:]*** Bir at...

***[Manyetizma:]*** Dünyamızın manyetik bir kalkanı bulunur. Bir cisim manyetik özellik taşıması için elektronları aynı yönde olması gerekli. ***[Sabit mıknatıs:]*** Mıknatıslık özelliğini kaybetmeyen cisimlere denir. Pusula, hoporlor, mikrofon sabit mıknatıslı eşyalar. ***[DEMİR ATOMU:]*** Bir atomda manyetik özellik olunabilmesi için, herhangi bir yörüngedeki elektron spin sayısı farklı olmalı ve komşu atomlardaki spinler de birbirine paralel olmalıdır. [Demir atomunun M kabuğunda pozitif elektron sayısı 9, negatif ise 5\'tir.] ***[Manyetik İndüksiyon Prensibi:]*** Elektro manyetik indüksiyon, değişen bir alana maruz kalmış bir iletkenin üzerindeki potansiyel fark (voltaj)üretimidir. 1831 yılında Michael Faraday tarafından keşfedilmiştir. Manyetik indüksiyon yoluyla EMK elde etmek için bobin veya manyetik alandan birisinin hareket etmesi yeterlidir. Manyetik indüksiyon yöntemiyle elde edilen akım alternatif akımdır. Manyetik indüksiyon, bir mıknatısın veya bir manyetik alanın hareketi ile bir iletken telde elektrik akımının üretilmesidir. İletkene manyetik alanın içinde akım geçirilirse 2 adet zıt kutup oluşur ve hareket ederler. ***[Transformatörler:]*** Manyetik indüksiyon prensibine göre aynı manyetik devre içerisinde etkileşimde bulunan iki bobin sayesinde çalışmaktadır. ***[Elektrik motorları]***: Tasarlanırken manyetik indüksiyon prensibine göre en verimli şekilde çalışacak biçimde tasarlanırlar ***["D.C. ve A.C. motorların çalışması\"]* :** Elektromanyetizma ve indüksiyon kanunlarıyla açıklanır ve ona göre dizayn edilir." ***[Doğrusal Hareket Eden Elektrik Makineleri]*** -Röleler -Selenoidler- Doğrusal Motorlar ***[Dairesel Hareket Eden Elektrik Makineleri]*** -Doğrusal Akım (DC) Makineler, -Alternatif akım (AC) Makineler, - Özel Elektrik Makineler ***[Hareketsiz Elektrik Makineleri]*** -Elektromıknatıs, -Transformatörler ***[Elektrik Motorları: ]*** Elektrik enerjisini hareket enerjisine dönüştüren elektrik makineleridir. Her elektrik motoru birisi sabit ve diğeri hareket eden iki temel parçadan oluşurlar. Genel olarak Doğru Akım ve Alternatif Akım da çalışan farklı tipleri vardır. DC ve AC çalışabilen elektrik motorları da vardır. ***[Elektrik Motorları Tarihçesi: ]*** İlk elektrostatik motor 1740 yılında Andrew Gordon ve Benjamin Franklin tarafından geliştirilmiştir. Coulomb kanununa göre çalışan bu motor statik elektrik yüklerinin değişimiyle elde edilen itme ve çekme kuvveti sayesinde kinetik enerji üretiyordu. 1821 yılında Micheal Faraday, civa yerleştirdiği mıknatıs ve yukarıdan içerisine civa içerisine daldırdığı bir iletkenle ile ilk doğru akım motorunun ilk örneğini oluşturmuş oldu \*1800 yılların başında Alessandro Volta tarafından ilk kimyasal pilin icadı ile sürekli elektrik akımı sağlamak mümkün oldu. \*İlk çalışan DC motor örnekleri birkaç yıl ara farkla İngiliz, Amerikalı ve Prusyalı mucitler tarafından üretildi. \*1855 yılında ilk elektrikle çalışan araç Macar Ányos Jedlik tarafından üretilmişti. **Alternatif akım (AC) ve Doğru akım (DC) farklılıkları;**  **Elektrik motor çeşitleri:** Elektrik motorları genel olarak Doğru Akımda çalışanlar ve Alternatif Akımda çalışanlar olarak ikiye ayrılabilir. Doğru Akım (DC) Alternatif Akım (AC) Özel motorlar (DC & AC)   **Doğru akım (DC) Motorlar:** Kendi aralarında uyartım şekline göre 2 gruba ayrılır. **-Kendinde uyartım**: Sabit mıknatıs gibi enerji ihtiyacı olmayan bir sistemle yapılıyorsa kendinden uyartımlı. **-Yabancı uyartım:** Dışarıdan enerji verilerek bir elektromıknatıs yardımıyla yapılıyorsa yabancı uyartımlı adını alırlar   **Alternatif Akım (AC) Motorlar:** AC motorları ise manyetik alanın dönüş hızına göre 2 gruba ayrılır -Senkron (Eş zamanlı) motorlar -Asenkron (Eş zamansız) motorlar **AC VE DC Motor yapısal farklılıklar;** ***[EMK:]*** \*Lenz kanununa göre manyetik indüksiyon yöntemiyle indüklenen EMK, kendisini meydana getiren kuvvete zıt yönlüdür. \*Yani bir bobinde indüklenen EMK, kendini oluşturan akımı zayıflatacak yöndedir \*Motora gerilim uygulanıp harekete geçtiğinde, motor hızlandıkça zıt EMK'da artar. \*Elektrik motorlarında güç Watt cinsinden belirtildiği gibi beygir gücü cinsinden de belirtilebilir \* Sabit Mıknatıslı DC motorunun hızını kontrol etmek için endüvisinden geçen akımı kontrol etmek yeterlidir.   *[**Özel elektrik motorlar:** Y]*apısal olarak hem DC motorlara hem de AC motorlara benzemekle beraber, asıl amaçları DC ve AC sistemlerin üstünlüklerini bir arada kullanarak daha verimli çalışabilmektedir. ***[Özel motor çeşitleri:]*** Fırçasız Motorlar ,Adım Motorları ,Evrensel Motorlar , Histerisiz Motor   **DC Motor çeşitleri:** ** Kendinden uyartımlı Sabit mıknatıslı DC motorlar :** **-**Manyetik indüksiyon prensibine göre manyetik alan içerisindeki bir iletkenden elektrik akımı geçirildiğinde, iletken zıt kutuba doğru iletilir -Sabit manyetik alanın gücünü kontrol etmek mümkün olmadığından yüksek güçlerde tercih edilmezler. -Kontrol devreleri basit ve az eleman içerir. Ayrıca sürücüsüz de çalışabilirler -Hızları ve ürettikleri tork sabit değildir. -Yapıları basit olmasına rağmen, fırça ve kolektörlerinden dolayı uzun ömürlü değillerdir. -Batarya veya pil beslemeli sistemlerde düşük tüketim ve kolay sürülebildiği için sıklıkla kullanılırlar. -Sabit mıknatıslı DC motorlar yüksek güç gerektirmeyen uygulamalarda tercih edilirler. -Kontrol devreleri basit ve az eleman içerir. Ayrıca sürücüsüz de çalışabilirler. ** Yabancı Uyartımlı Doğru Akım (D.C.) Motorları (3-Gruba ayrılır):** Yabancı uyartımlı DC motorlarda, sabit mıknatıs bulunmaz. Bunun yerine alan sargısı sabit manyetik alan oluşturulur **-Seri Doğru Akım (D.C.) Motorları:** Yüksek kalkınma hızları vardır, Sabit hızlı değillerdir hızlanırken tork düşer hız artar, elektrikli toplu taşıma trenlerde kullanılır **-Şönt Doğru Akım (D.C.) Motorları**: endüvi akım ve uyartım devresi bağımsızdır, yüksek kalkınma momenti yoktur, kontrol kolaydır, paketleme konveyorde kullanılır **-Kompunt Doğru Akım (D.C.) Motorları:** şönt motor gibi kontrolü kolaydır, seri doğru akım motoru gibi anında hızlanabilir seri ve paralel bağlantısı vardır, hem seri hem şönt çalışabilir. ** Sabit Mıknatıslı DC motor Sürücüleri:** **-**Sabit Mıknatıslı DC motorunun hızını kontrol etmek için endüvisinden geçen akımı kontrol etmek yeterlidir. -DC motor sürücüleri PWM ile motorun gücünü sinyaller yardımı ile kontrol edebilirler. **DC Motor parçaları:**  **Fırçalar:** Fırçalar, rotor dönerken sürekli olarak elektrik akımını rotorun sargılarına ileterek, motorun sürekli çalışmasını sağlar. **Kolektör:** Rotor üzerindeki sargılara bağlı fırçaları bir araya getiren bir yapıdır. Kolektör, rotor dönerken fırçaların sürekli olarak sargılara temas etmesini sağlar. **Endüvi:** DC motorun rotor kısmıdır ve elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürür. Elektrik akımı, endüviden geçen sargılara iletildiğinde, manyetik alan ile etkileşime girerek rotorun dönmesini sağlar. **Bobin:** Elektrik akımını geçiren bir iletken telin sarılmasıyla oluşturulan bir yapıdır. DC motorlarda bobinler, endüvi üzerinde bulunur ve elektrik akımını manyetik alana dönüştürerek rotorun dönmesine yardımcı olur. DC MOTOR ÖZET ***[Alternatif Akım Motorları:]*** Manyetik alanın dönüş hızına göre senkron ve asenkron 2 tip motor vardır. ** Senkron (Eş zamanlı) Motorlar:** -Dış gövdeye statör adı verilir, sargıları bu kısımda yer alır -Dış gövdedeki dönen kısım endüvi adı verilir. -manyetik alan ile endüvi aynı hızda hareket eder. -1-3 fazlı senkron motorlar mevcuttur, 1 fazlı küçük güçlü ve sabit mıknatıslı, 3 fazlılar güçlü. -Otomotiv sektöründe şarj dinamosu olarak görev yaparlar DC akımı AC ye çevirir -Hidroelektrik santrallerinde ve güçlü jeneratörlerde elektrik enerjisi AC akımına çevirmek için kullanılır ** Asenkron (Eş zamansız) Motorlar:** -Stator içerisinde dönen kısım endüvi yerine rotor adını alır. -Rotor üzerinde sargı yerine kısa devre çubukları yer alır -rotor, stator manyetik alanın etkisiyle hareket ettiği için manyetik alanı bir parça geriden takip eder aradaki bu farka kayma denir. **1 fazlı asenkron motorlar:** 2 adet sargı kullanılır manyetik alan oluşması için, motor çalışınca yardımcı sargı devreden çıkar **3 fazlı asenkron motorlar:** 3 farklı sargı bulundugundan manyetik alan kolay oluşur. Bu motor ne kadar çok kutuplu olursa o kadar yavaş Döner fakat ama aynı oranda tork üretir.  **Kompleks Güç:** alternatif akımdaki güç kompleks olarak ifade edilir. \*3 fazlı sistemlerde ise güç 1 fazlı sistemlere göre kök 3 kadar fazladır. **Yıldız bağlantıda:** tüm bobinlerin çıkışları birleştirilerek, girişlerini 3 faz uygulanır. Böylece şebeke gerilimi bobinler ara paylaştırılmış olur. **Reaktif güç**: ise motorun sargılarındaki endüktif etkiden dolayı harcanan güçtür ve motorun mekanik gücüne yansımaz. **Üçgen bağlantıda**: ise her bobinin çıkışı diğerinin girişine bağlanır ve bu bağlantı noktalarından 3 faz uygulanır. Böylece şebeke akımı bobinler tarafında paylaşılır. **Yumuşak yol verici (soft-starter):** Bu sayede motor akımı elektronik olarak kontrol edilerek motorun yavaş yavaş devir alması sağlanır.