Alternatif Akım Motorları
( Alternating Current ) |
Birinci Bölüm

Asenkron motorlar, endüstride en fazla kullanılan elektrik makineleridir. Bizde bu yazı serüvenimizin birinci bölümünde altarnatif akım (AC) motorlarının genel yapısı ve tarihçesini inceleyeceğiz.

A- A+

09.05.2013 tarihli yazı 103602 kez okunmuştur.

►Alternatif akım motorları diğer adıyla AC motorlar asenkron ve senkron olmak üzere 2 bölümden oluşurlar.

►Öncelikle asenkron ile senkron arasındaki fark öğrenelim.

►Asenkron motor – senkron motor arasındaki temel fark:

►Asenkron motorları senkron motorlardan ayıran en büyük özellik, dönme hızının(teoride karşılığı mil hızıdır) sabit olmayışıdır.

►Makinenin asenkron oluşu bu özelliğinden gelmektedir.

Asenkron Motorların Tarihçesi

►Asenkron motoru Nikola Tesla bulmuştur ve ilk asenkron motor 4 kutupludur.

►Döner manyetik alan fikri François Arago (Fransız) tarafından 1824 yılında geliştirilmiş ve Walter Baily tarafından uygulanmıştı.

►Walter Baily, akım kullanarak etrafında dönen herhangi bir yük için uygun olmayan bir bakır disk yaptı.

►En erken alternatif akım motoru olarak kabul edilir.

►Döner manyetik alan fikrine dayanan pratik indüksiyon motorlar birbirinden habersiz Galileo Ferraris (İtalyan) ve Nikola Tesla (Sırp) tarafından icat edildi.

►1915’teki otobiyografisinde Tesla, 1882 yılında döner manyetik alanı tasarladığını ve 1883 yılında döner manyetik alanı kullanan ilk indüksiyon motorunu icat ettiğini yazmaktadır.

►Ferraris 1885 yılında fikri geliştirerek ve 1888 yılında motor işleyişinin temellerini detaylandırdığı araştırmasını Turin Royal Academy of Sciences’de yayınladı.

►Tesla, aynı yıl motoru için US 381968 Patentini aldı.

►Sincap kafesli indüksiyon motor bir yıl sonra Mikhail Dolivo Dobrovolsky (Rus) tarafından icat edildi.

►Aynı zamanda ilk üç fazlı transformatörü icat etmiştir.

Şekil 1: Bugün, endüstri ve ev uygulamaları için asıl güç olan orijinal Tesla Elektrik Motorlarından biri 1888

►Tesla’nın elektrik motoru Dünya’da yapılmış bütün icatlar içinde en iyi 10 taneden birisidir.

Şekil 2: Londra British Science Museum (İngiliz Bilim Müzesi)’da gösterimde olan orijinal AC Tesla İndüksiyon Motorlarından biri.

►Bu motor İngiltere’de Prof. Aytron için Tesla tarafından kiralandığı T.C. Martin’in kitabında bahsedilmiştir.

►1892’de Prof. Ayrton’ a orijinal indüksiyon motorunu verdiği Londra’da bulunan Institution of Electrical Engineers and the Royal Institution of Great Britain (Elektrik Mühendisleri ve Büyük Britanya Kraliyet Enstitüsü)’de ünlü dersini verdi.

Şekil 3: Washington D.C.’de Smithsonian Institution’de kurulmuş Tesla’nın Alternatif Akım Motoru

Asenkron Motorlar

►Asenkron motor; stator sargıları ile aldığı elektrik enerjisini rotorunda dönme hareketi yaparak mekanik enerjiye çeviren elektrik makinesidir.

►Bu motorlara uyumlu olmayan motorda diyebiliriz.

►Çalışma ilkesi bakımından asenkron motorlara endüksiyon motorları da denir.

►Asenkron motorlar; sürekli bakım istemezler, yük altında devir sayıları çok değişmez ve güç elektroniği devreleriyle devir sayıları kolayca ayarlanabilir.

►Ayrıca diğer elektrik makinelerine göre daha ucuzdurlar ve bakıma daha az ihtiyaç gösterirler.

►Asenkron motorların çalışmaları sırasında elektrik arkı (kıvılcım) meydana gelmez.

►Bu özellikler, asenkron motorların endüstride en çok kullanılan motorlar olmalarına sebep olmuştur.

Asenkron Motorların Üstünlükleri

►Sürekli bakım istemezler.

►Diğer elektrik motorlarına oranla ucuz ve sağlamdırlar.

►Çalışma anında ark (kıvılcım) üretmezler.

►Yük altında devir sayıları çok değişmez.

►Elektronik devreler yardımıyla (frekans dönüştürücüleri) devir sayısı kolayca ayarlanabilir.

►Küçük güçlerden çok büyük güçlere kadar imal edilirler.

►Bir ve üç fazlı olarak üretilebilir.

Şekil 4: Asenkron motor genel görünümü

►Temel parçaları stator ve rotordur.

►Diğer parçaları; gövde, kapaklar, rulmanlar ve yataklar ve soğutucu pervanedir.

►Sincap kafesli motor ve rotoru sargılı veya bilezikli motor olmak üzere 2 çeşidi vardır.

►Beraber asenkron motorun yapısındaki parçalarını inceleyelim.

1) Stator

►0.4-0.8 mm kalınlığında bir tarafı yalıtılmış sacların özel kalıplarda paketlenmesiyle üretilen stator asenkron motorun duran parçasıdır.

►Parçanın iç kısmında izoleli bakır telden yapılmış sarımlar bulunur.

►Sarımların görevi statora alternatif gemilim uygulandığında manyetik alan oluşturarak rotorun dönmesini sağlamaktır.

2) Rotor

►Asenkron motorun dönen bölümüdür.

►Rotor, ince çelik sacların üst üste paketlenmesiyle oluşturulmuştur.

►Stator manyetik alanın etkisiyle ikinci bir manyetik alanın oluşabilmesi için gövdesi üzerine açılan oyuklara alüminyum çubuklar ya da sargılar yerleştirilmiştir.

3) Gövde

►Asenkron motorların gövdesi soğutmanın çabuk olması için çıkıntılı olarak üretilir.

4) Kapaklar

►Motorun statoru iki kapak ile dış ortamdan ayrılır.

►Kapakların tam merkezinde rotoru tutan rulmanlar ya da yataklar bulunur.

►Küçük güçlü motorlarda rotorun kolayca dönmesini sağlayan eleman olarak metal yataklar kullanılırken, büyük güçlü motorlarda rulmanlar kullanılır.

5) Rulmanlar ve Yataklar

►Rotorun kolayca dönebilmesi için rulman ya da metal yataklar kullanılır.

►Yatak ve rulmanlar kullanımdan dolayı zamanla özelliğini kaybeder.

►Bozulan rulman motorun verimini düşürür.

►İşte bu nedenle belli aralıklarla motor rulmanları kontrol edilerek arızalanalar yenileriyle değiştirilir.

►Metal yataklar küçük güçlü motorlarda kullanıldığından uzun yıllar çalışabilir.

6) Soğutucu Pervane

►Asenkron motorların sargılarının aşırı ısınması sakıncalı durumlar ortaya çıkarabilir.

►İşte bu nedenle gövdenin soğutulması için plastik ya da alüminyumdan yapılmış soğutucu pervaneler kullanılır.

Şekil 5 : Asenkron motor yapısı

Video 1: Asenkron motor animasyon görünümü

►Asenkron motorlar için asenkron motorların 1 faz çalışması ve 3 faz çalışma mantığını bilmek çok önemlidir.

►Elektrik motorları yazı serüvenimizin birincisinden öğrenebilirsiniz.

► Elektrik motorları 1.bölüme ulaşmak için tıklayınız

Video 2 : Asenkron motor çalışma animasyonu

►Asenkron motorlar rotorlarının yapısına göre iki şekilde sınıflandırılırlar.

►Rotoru kısa devre çubuklu (Sincap kafesli) asenkron motorlar ve rotoru sargılı (bilezikli) asenkron motorlar.

►Bu iki asenkron motor çeşidinin farkını ve şeklini iyi bilmeliyiz.

►Özelliklerini endüstriyel ortamda satın alırken kataloglardan seçiyoruz.

⇒ Katalog örneklerini indirmek için tıklayınız

►Not: Rotoru sincap kafesli asenkron motorun ve bilezikli asenkron motorun statoru aynı şekilde yapılmıştır, yapısal olarak bir fark yoktur.

►Bu iki tip motoru birbirinden ayıran özellik, rotorların yapısal olarak farklı olmasıdır.