ASENKRON MOTORLAR HAKKINDA GENEL BİLGİ Elektrik enerjisinin kural olarak üç fazlı A.C. şeklinde üretim , tasıma ve dağıtımı A.C. motorların elektrikle tahrikinde geniş ölçüde kullanılmalarının başlıca nedeni olmuştur. Elektrikle tahrik sisteminde kullanılan şönt ve seri karakterislikli pek çok çeşit A.C. motoru vardır. Özellikle yapısı basit ve ucuz , pratik olduğu için son derece kullanışlı olduğundan dolayı irili ufaklı bir çok tahrikte üç fazlı asenkron motorlar kullanılır. Üç fazlı asenkron motor üç fazlı dağıtım sisteminde dengeli endüktif bir yük teşkil eder. Asenkron motorun farklı iki yapısı vardır.

1 - ) Kısa devre rotorlu ( Sincap Kafesli ) asenkron motorlar

2 - ) Rotoru sargılı ( Bilezikli ) asenkron motorlar

Bu iki tip asenkron motorun statorlarını tamamen aynı , yalnız rotorların yapı tarzları farklıdır. Normal olarak statorlarında yıldız veya üçgen olarak bağlanabilen üç fazlı bir sargı mevcuttur. Kısa devre rotorlu asenkron motorun rotorunda kısa devre halinde sincap kafesli ; bilezikli tip asenkron motorun rotorunda ise kural olarak yıldız bağlı üç fazlı diğer bir sargı bulunur. Her iki tip asenkron motorda üç fazlı stator sargısının uçları ( üç giriş ile üç çıkış ) bir bağlantı kutusuna bundan ayrı olarak sadece rotoru sargılı üç fazlı asenkron motorun yıldız bağlı olan rotor sargısının sadece üç giriş ucu bilezik ve fırça takımı üzerinden diğer bir bağlantı kutusuna taşınmıştır. Çünkü asenkron motorlarda Us = k * F1 * ø bağıntısından anlaşılacağı gibi manyetik alanın değişmesi için U / f oranın sabit olması gerekmektedir. Demek ki primer şebeke frekansı ile birlikte şebeke gerilimi de aynı oran dahilinde değiştirildiğinde motorun manyetik alanı ve netice olarak devrilme momenti ve yüklenilebilirlik kabiliyeti sabit kalır. Aslında düşük frekanslarda statordaki gerilim düşümünün artmasından dolayı devrilme momentinde bir miktar düşme görülür. Endüstride birçok makinesi , değişik birkaç dönme sayısı yada çoğu zaman sürekli hız ayarı yapılabilen motora ihtiyaç gösterir. Tahrik motorlarına olan bu talep tahrik makinelerine olan ihtiyacı artırmıştır. Elektrik enerjisinin üretilmesi ile birlikte elektrik makineleri önem kazanmıştır. Elektriğin kolayca taşınması , istenildiği zaman kullanılması , elektrik makinelerin verimini diğer makinelere göre yüksek olusu , elektrikle çalışan makinelerin daha fazla kullanılmasını şağlamıştır.

1

Günümüzde endüstride en çok kullanılan hareketli elektrik makinesi asenkron motorlardır. Çalışma ilkesi bakımından bu makinelere endüksiyon makinesi de denilebilir. Ucuz olması, fırça ve kolektörün bulunmaması nedeni ile az arıza yaparak çalışmaları daha sık uygulamalarda kullanılmalarına sebep olmuştur. Alternatif akım makinelerinden olan asenkron motorların üretimleri doğru akım makinelerine göre daha ucuz ama kontrol edilmeleri daha zor ve pahalıdır. Bir asenkron makinenin devir sayısı kontrolü için ( mil momenti sabit kalmak ) şartı ile diğer asenkron makineye yada güç elektroniği elemanlarına ihtiyaç vardır. Gelişmiş birçok ayar sistemi arasında son yıllarda endüstride yaygın olarak kullanılan kontrollü diyotlar ( tristörler ) asenkron motor hız ayarı alanında hiç kuşkusuz yeni bir çığır açmıştır.

ASENKRON MOTORLARIN ÇALIŞMA PRENSİBİ

Asenkron motorlar stator ve rotordan ibaret olup stator ve rotor üzerine açılan oluklara yerleştirilen sargılardan oluşur. Stator üzerine yerleştirilen sargılar ya üçgen şeklindeki sargılardan yada yıldız bağlı sargılardan oluşmaktadır. Stator sargılarından geçen akım alternatif akım olduğundan manyetik devrede periyodik olarak değişen bir alan meydana getirir. Bu alana alternatif alan denir. Bu alternatif alanı fourier serisi ile yazmak mümkündür. Alternatif alanın her bir harmoniğini iki döner alana ayırabiliriz. Bu döner alanlardan birisi saat ibresi yönünde dönüyorsa diğeri saat ibresi tersi yönünde döner ve her ikisinin de dönüş açısal hızı aynıdır. Üç fazlı asenkron motorlarda birbirinden 120 derecelik farklı olan akımlar stator sargılarından geçerek üç adet alternatif alan meydana getirecektir. Üç alternatif alanın sadece birinci harmoniğini dikkate alırsak altı adet döner alan meydana gelir. Bu altı adet döner alandan üçü saat ibresi yönünde , üçü de saat ibresinin tersi yönündedir. Bunların açısal hızları aynı olup Ws tir. Sağa doğru dönen döner üç alan çakışık olarak döndüğü taktirde sola döner alanlar arasında 120 derecelik faz farkı olduğu için bileşke değeri sıfır olur, ve motor sağa doğru dönen çakışık üç döner alanın oluşturduğu moment ile sağa doğru döner . bu açıklamadan anlaşılabileceği gibi stator sargılarından geçen akımlar Ws açısal hıı ile döner stator alanı oluşturur. Motora ilk gerilim uygulandığı anda motor duracaktır. ns hızıyla dönen stator döner alanı durmakta olan rotor iletkenini aynı hızda keser ve rotor alternatif gerilimin oluşmasını sağlar. Bu gerilim frekansı f1 olup bu değer şebeke frekansına eşittir. Motor senkron devir sayısında dönseydi bu taktirde senkron devirde dönen stator alanı rotor iletkenlerini kesmeyecekti. Sonuçta rotor sargılarında alternatif gerilim meydana gelmeyecektir. Akım geçmeyince döndürme momenti de sıfır olacaktır. Bu nedenle rotor devir sayısı senkron devir sayısını altında olacaktır. Bu açıklamadan anlaşılacağı gibi asenkron motorun motor halinde çalışması halinde rotorun senkron devirde dönmesi mümkün değildir. Rotor senkron devirde daha küçük olan ve yük ile değişen devirde döner. Elektrik ile tahrikte geniş bir uygulama alanına sahip olan asenkron motor esas itibariyle şönt karekterislikli sabit devir sayılı bir tahrik makinesidir. Genellikle motor olarak kullanılmakla birlikte bazı koşulların sağlanması ile birlikte generatör olarak çalışabilirler. Asenkron motorlar eş zamanlı olmayan makinelerden , yani stator sargılarının oluşturduğu döner alan hızı ile rotorun dönme hızı birbirinden farklıdır. Rotor dönme hızı motor çalışmada asenkron hızdan küçük , generatör çalışmada ise senkron hızdan büyüktür. İşletme özellikleri bakımından doğru akım şönt motoru ile boy ölçüşebilecek şekilde değilse bile sürekli devir sayısı ayar imkanına sahiptir. Bir, iki, üç ve çok fazlı olarak imal edilebilirler. En fazla kullanılan motorların birisi yukarıda da belirtildiği gibi kısa devre rotorlu veya sincap kafesli asenkron motor ve de rotoru sargılı veya bilezikli asenkron motorlardır. Bilezikli asenkron makinelerin rotor oluklarına genellikle üç fazlı sargılar yerleştirilir. Üç fazlı rotor sargısı yıldız olarak bağlanır ve yıldız noktası dışarı çıkartılmaz . Mil üzerine bağlı ve milden yalıtılmış üç bilezik rotor ile birlikte döner. Bilezikler üzerinde sabit duran fırçalar yardımı ile dış kaynaktan gerilimi ve frekansı değiştirilebilen gerilim uygulanabildiği gibi sargılara dışarıdan empedansa bağlanabilir. Rotor bileziklerine yol alam direnci bağlayarak yol alam akımı sınırlayarak yol alam direnci büyütülebilir. Ayrıca rotora frekans ve güç faktörü kontrolü yapılabilir. Rotoru sargılı asenkron makinelere uygulanan bu kontrol sistemi sincap kafesli motora uygulanan hız kontrolün den daha ucuzdur. Bununla rotor sargıları rotorda oldukça yer kapladığı için sincap kafesli motorlara göre bilezikli asenkron motorlardan daha az güç elde edilir.

2

Sincap kafesli asenkron motorların statorlarında döner alan oluşturan sargılar vardır. Rotor kısa devre çubuklarının oluşturduğu hacim sincap kafesinkine benzediği için motora bu isim verilmiştir. Normal çalışma şartlarında rotor çubuklarında endüklenen gerilim 10 V altındadır. Bu yüzden kısa devre çubukları rotor saç paketinden yalıtılmaz . Rotorda yalıtkan malzeme için yer kaplanmadığı için bu motorda birim hacime düşen güç bilezikli asenkron motorlardan daha fazladır. Bilezikli asenkron motorlarda rotorun sargılı olması ile bileziklerin getirdiği avantaj devir sayısının kolaylıkla ayarlanmasını kalkış momentinin değiştirilebilmesi üstünlüğünü sağlar . Sincap kafesli makinede ise rotor sayısı yerine kısa devre edilmiş iletken çubukların bulunuşu makinenin hem kalkış momentini , hem de devir sayısı ayarı yapabilme yeteneklerini kısıtlamaktadır. Bu nedenle sincap kafesli makineler daha çok kalkış momenti değişmeyen ve devir sayısı mümkün olduğu kadar sabit olan iş makinelerinin tahrikinde kullanılır. Ancak yapım kolaylığından dolayı bilezikli makineye göre iki kat daha ucuzdur.

AS MOTORUN YAPISI

1-Stator :Asenkron motorun duran bölümüdür. 0,4-0,8 mm kalınlığında bir tarafı yalıtılmışsacların özel kalıplarda paketlenmesiyle üretilir (resim 4.2).Stator, motorun en önemli parçasıdır. Bu parçanın iç kısmında emaye izoleli bakır telden yapılan sarımlar bulunur. Sarımların görevi AC enerji uygulandığında manyetik alan doğurarak rotorun dönmesini sağlamaktır.

Şekil-22-Rotor :Asenkron motorun dönen bölümüdür. Rotor, ince çelik sacların üst üste paketlenmesiyle oluşturulmuştur. Bu elemanın, stator manyetik alanının etkisiyle ikincibir manyetik alan oluşturabilmesi için gövdesi üzerine açılan oyuklara alüminyumçubuklar yada sargılar konulmuştur. Rotor asenkron motorların en önemli parçasıdır.

Şekil-3Rotor Çeşitleri : a-) Kısa devre kafesli rotor :Kısa devre kafesi, rotor oyuklarına yapılan alüminyum dökümle elde edilir. Rotor çubukları da denilen bu çubukların iki tarafı alüminyum halkalarla kısa devre edilir. Bu halkaların üzerinde bulunan kanatçıklar soğumayı sağlar. Havalandırma kanatları kısa devre halkaları ile birlikte dökülür.Üç fazlı asenkron motorların çalışması sırasında stator oyuklarına nazaran rotor oyukları hareket etmektedir. Bu nedenle rotorda uğuldama ,ıslık çalma gibi sesler oluşur.Bundan başka rotor ve stator içlerini stator çevresinde bir noktada üst üste gelmesiyle stator ile rotor arasında bir yönlü çekme kuvvetleri meydana gelir

3

ki bu kuvvetlere sarsıcı kuvvetler denir.asenkron motorun çalışmasına kötü etkiler yapan bu sarsıcı kuvvetleri yok etmek gerekir. Bunun için en etkili çare rotor veya stator oyuklarını eğik yapmaktır.Metottaki gürültüyü azaltmak amacıyla bazen eğik oyuklar zikzak şeklinde de yapılır. Rotor boyuna yönde iki eşit parçaya bölünür ve bir kısmındaki diğer kısmındakilere göre bir miktar kaydırılır.her iki kısmında da ortak bir halka ile birleştirilir.Möllerin yaptığı araştırmalar sonucunda rotor oyuk sayılarının çift sayı olmasının, motorun gürültüsün önlediği anlaşılmıştır. Buna göre örneğin 24 oyuklu bir statorun rotor oyuklarının 18,30,34,38 gibi çift sayılı olarak yapılması tavsiye edilmiştir.b-) Sargılı (bilezikli) rotor :Stator sargılarında olduğu gibi 120 faz farklı olarak rotor oyuklarına üç fazlı alternatif akım sargısı yerleştirilip uçları, rotor mili ile yalıtılan üç bakır bileziğe bağlamıştır. Akım, bileziklere basan fırçalar aracılığı ile sargılara uygulanır. Sargılı motorlara yol verme kafesli sargılara göre daha kolaydır. Bileziklere seri sargılar sarılarak yol verme gerçekleştirilebilir. Kafesli sargılar daha ucuz olmasına rağmen yol vermedi kolaylığı nedeniyle sargılı asenkron motorlar daha çok tercih edilir.3-Gövde :Asenkron motorların diğer bir parçası da gövde ve kapaklardır. İçerisinde stator sac paketi bulunduran gövde, ayakları ile zemine veya kaide üzerine monte edilir. Alüminyum döküm şeklinde yapılan asenkron motor gövdesi üzerinde ufak kanatçıklar bulunur. Bu kanatçıklar gövdenin havayla temas yüzeyini arttırarak soğumayı kolaylaştırır. Motor kapakları ortalarına açılan yuvalara yerleştirilen rulman aracılığı ile rotora yataklık yaparlar.Gövdeye cıvata veya saplamalarla tespit edilir.

ASENKRON MOTORUN BOŞ ve YÜKLÜ ÇALIŞMASI

MOTORUN BOŞTA ÇALIŞMASI

Kısadevre rotorlu veya sargılı rotorlu bir asenkron motora üç fazlı şebeke EMK'i uygulandığında, stator sargılarından geçen üç fazlı alternatif akım, döner manyetik alan meydana getirir. Kısadevreli rotor veya

sargıları kısadevre edilmiş sargılı rotor, döner alanın yönünde devri ile dönmeye başlar. Motorun mili üzerinde yük olmadığı için rotorun devri döner alanın devrine çok yakın olur. Rotor yaklaşık olarak boşta, döner alandan %1 kadar daha düşük devirle döner. Yani rotor S = %1 kayma ile döner. S kayma ile dönen rotorda indüklenen faz EMK'i (Er = s . Ekr) volttur. Rotor EMK'inin ve rotor sargılarından geçen akımların frekansı (fr = S . f) Hz. dir. Rotorun bir fazının etkin direnci gene aynı Rr om dür. Rotorun bir tazının kaçak reaktansı, kilitli rotor reaktansının S katma eşittir, (Xr = S . Xkr). S küçük olduğu için bu durumda, rotorun etkin direnci Rr, kaçak reaktanstan Xr daha büyük olur.

Rotorun empedansı,

Empedansın açışı da,

Rotorun güç katsayısı Cos = 1 olur.

4

( ) devri ile dönen motorun rotor akımı,

(1) formülü ile bulunur. Rotor sargılarından geçen bu akımların meydana getireceği rotor manyetik alanı da rotorun döndüğü yönde döner. Rotorun kutup sayısı 2P, rotor akımlarının frekansı (fr = s . f) olduğuna göre, rotor döner alanının devir sayısı

veya d/d (2)

formülü ile bulunabilir.

Rotorun devir sayısını kaymayı veren formülden s = (ns - nr)/ns bulalım:

(3)

Rotorun devir sayışı ile rotorla aynı yönde dönen rotor döner alanının devir sayısını (n2) toplayalım.

(4)

Şu halde, rotorun devri ile rotor döner alan devrinin toplamı stator (ana) döner alanının devrine (senkron devire) eşittir.

Boşta döner alanın devrine yakın bir devirle dönen rotorun sargıların da indüklenen EMK'ler küçük olduğu için rotor sargılarından geçen akımlar da çok küçük olur. Dolayısıyla, rotorun manyetik akışı veya rotor kutuplarının akışı çok küçük olur. Rotorun zayıf manyetik akısının statorun döner alanım zayıflatması da ihmal edilebilecek bir değerde olur. Bu sebeple boşta çalışan asenkron motorlar şebekeden normal akımlarının (tam yük akımlarının) %15'i ile %50'i kadar akım çekerler.Stator ile rotor arasındaki hava aralığından dolayı asenkron motor boşta, transformatörlere göre, daha büyük mıknatıslama akımı çeker. Motor şebekeden, statorun demir ve rotorun sürtünme kayıplarım karşılamak için küçük değerde watlı akım (akımın enerji bileşeni) çeker. Motorun şebekeden çektiği akımın enerji bileşeni (watlı akım), reaktif bileşeninden (mıknatıslama akımı) çok küçüktür. Bu sebeple motorun boştaki güç katsayısı 0,1 - 0,2 veya 0,3 gibi küçük bir değer olur.

Motor şebekenin U faz geriliminden geride akımını çeker, akımı, mıknatıslama akımı ile watlı

akım bileşenlerinin toplamına eşittir. ’ın meydana getirdiği 0s döner manyetik akı, stator sargılarında Ez

zıt EMK'lerini, rotor sargılarında da faz EMK'sını indükler. EMK'i rotorun faz empedansında düşer.

Rotor sargılarından geçen ir faz akımının meydana getirdiği manyetik akının etkisini karşılamak için stator

şebekeden akımım çeker. Motorun şebekeden çektiği Is faz akımı, ve akımlarının vektörel toplamına eşittir.

5

MOTORUN YÜKLÜ ÇALIŞMASI

Boşta %1 kayma ile çalışan bir asenkron motorun miline yük bindikçe, rotorun devri azalır ve rotorun kayması büyür. Döner alanın rotor sargılarım kesme hızı artar. Dolayısıyla, rotorda indüklenen faz EMK'i

büyür. Yük altındaki Sı kaymasına göre rotor faz EMK'i

Rotor faz empedansı,

Rotor faz akımı, olur.

Motor yüklendikçe, kısadevre veya sargılı rotordan geçen faz akımları büyür. Rotor kutuplarının manyetik akışı artar. Rotor kutupları, döner alan kutuplarının meydana getirdiği manyetik akıları daha fazla zayıflatır. Hava aralığındaki döner manyetik akı zayıflayınca, stator sargılarında indüklenen zıt EMK'ler küçülür. Motorun şebekeden çektiği akım artar. Şu halde, motorun miline konan yük arttıkça, motorun şebekeden çektiği faz akımları da artar. Asenkron motorun tam yük vektör diyagramı Şekil 5.4. de görülüyor

BÎR FAZLI ASENKRON MOTORLAR

Çok geniş kullanma sahası olan küçük motorlar bir fazlı olarak yapılırlar. Bir fazlı motorlar genellikle bir beygir ve daha küçük güçte olurlar. Evlerde kullanılan elektrikli cihazların motorları bir fazlıdır. Birçok işyerinde, çiftliklerde, bürolarda çok değişik tipte ve güçte bir fazlı motorlar kullanılır. Bir fazlı asenkron motor çeşitleri şunlardır.

1) Yardımcı sargılı motor2) Yardımcı kutuplu (gölge kutuplu) motor3) Relüktans motor4) Küçük senkron motor A. YARDIMCI SARGILI MOTORLAR

Bir fazlı endüksiyon motorları içinde en büyük güçte yapılan ve en fazla kullanılan yardımcı sargılı asenkron motorlardır.

1) Motorun YapısıYardımcı sargılı motorun statoru üç fazlı asenkron motorun statoru gibidir. Stator oluklarına 90° faz farklı olarak ana sargı ve yardımcı sargı yerleştirilmiştir. Ana sargı kalın telden fazla sarımlı olarak sarılmış ve stator oluklarının 2/3 ünü kaplar, stator oluklarının geri kalan 1/3 ünü de ince telden az sarımlı olarak sarılmış olan yardımcı sargı yerleştirilmiştir. Genel olarak ana sargının R si küçük, L si büyük, yardımcı sargının R si büyük, L si küçük olur.

Ana sargı ile yardımcı sargı paralel bağlanır ve bir fazlı A.A uygulanır. Yardımcı sargının devresine seri olarak bir santrifüj anahtar bağlanmıştır. Motor çalıştıktan sonra, devir sayışı belirli bir değere ulaştığında, santrifüj anahtar açılarak yardımcı sargıyı devreden çıkarır. Motor yalnız ana sargı ile çalışmasına devam eder. Yardımcı sargılı motorun rotoru üç fazlı asenkron motorlarda olduğu gibi, kısa devre rotorlu (sincap kafesli rotor) dür.

Çalışma Prensibi

stator oluklarına 90° faz farklı olarak iki faz bobini yerleştirdiğimizde, iki kutuplu iki fazlı en basit sargı elde edilmiş olur. (U - X) birinci faz sargısının, (W - Z) ikinci faz sargısının uçları olsun, şekil 9.2.a. da iki fazlı sinüzoidal EMK'lerin değişim eğrileri görülüyor. Stator sargılama iki fazlı alternatif akım uyguladığımızda,

6

birinci faz sargısından A tazının akımı, ikinci faz sargısından da B tazının akımı (A dan 90° geride) geçecektir.

İki fazlı stator sargılarından geçen iki fazlı alternatif akımlar düzgün bir döner alan meydana getirirler. Bu üç fazlı alternatif akımın üç fazlı stator sargılarından geçince meydana getirdiği döner alana benzer. Statorun ortasındaki sincap kafesli (kısa devreli) rotor döner alanın etkisi ile dönmeye başlar. Döner alan rotorun kısa devre çubuklarım keserek çubuklarda EMK'ler indükler. Kısa devre çubuklardan indüklem akımları geçer ve rotorda manyetik alan meydana gelir. Rotor kutupları, döner alanın kutupları tarafından çekilir ve rotor döner alanın yönünde dönmeye başlar.Şu halde, yardımcı sargılı motorların kısa devreli rotorlarının dönebilmesi için, stator sargılarından geçen akımların düzgün bir döner alan meydana getirmesi gerekir.Ana sargıdan geçen la ve yardımcı sargıdan geçen Iy akımları arasında 90° ye yakın faz farkı meydana getirebilirsek, ana ve yardımcı sargıdan geçen bu akımlar döner alan meydana getirir.Ana sargı ile yardımcı sargıdan geçen akımlar arasında 90° ye yakın faz farkı meydana getirebilmek için şunlar yapılır.

1) Ana sargının sarım sayışı fazla ve tel çapı kalın seçilir. Bu arada yardımcı sargıda ince telden az sarımlı olarak sarılır. Ana sargının Ra etkin direnci küçük, Xa reaktif direnci de büyük olacağından, ana sargıdan geçen akım (la) gerilimden 90° ye yakın geri kalır (mesela 80°).Yardımcı sargının Ry etkin direnci büyük, Xy reaktif direnci de küçük olacağından, yardımcı sargıdan geçen akımın (Iy) gerilimden geri kalma açışı küçük olur (mesela 30°). U gerilimi ve akımlar vektör diyagramı görülüyor. Ana sargı ile yardımcı sargıdan geçen akımlar arasındaki (9) açışı, 90° ye ne kadar yaklaşırsa döner alan o kadar düzgün olur.Ana ve yardımcı sargılardan geçen faz farklı akımların meydana getireceği döner alan kısa devreli rotorun dönmesine

2) Yardımcı sargıya, bir kondansatör seri olarak bağlanırsa, yardımcı sargıdan geçen akım kondansatörün etkisi ile gerilimden ilerde olur. ana sargının akımı ile yardımcı sargının akımı arasında 90° lik faz farkı meydana gelir. Statora 90° faz farklı olarak yerleştirilmiş olan ana ve yardımcı sargılardan geçen 90° faz farklı la ve ly akımları düzgün bir döner alanın, Şekil 9.2. de olduğu gibi, meydana gelmesine sebep olur.

B. YARDIMCI KUTUPLU (GÖLGE KUTUPLU) MOTORLAR

Yapımı en ucuz ve en basit olan motorlardan biri de yardımcı kutuplu (gölge kutuplu) motorlardır. Bu motorlar çok küçük güçten 0,15 Hp ye kadar yapılırlar.

Motorun Yapısı

Stator: Bu motorlarda statorlar çıkıntılı kutuplu olarak saç paketlerinden yapılırlar. Kutupların birer kenarlarına yarık açılmış ve buraya bakır halkalar takılmıştır. Çıkıntılı kutuplara bobinler yerleştirilir.Rotor: Yardımcı kutuplu motorların rotorları kısa devreli rotorlardır. Üç fazlı asenkron motorun kısa devreli rotorundan hiçbir farkı yoktur.

2) Motorun Çalışma Prensibi

Yardımcı kutuplu motorun stator sargılarına 1 fazlı alternatif EMK uyguladığımızda sargılardan sinüzoidal akım geçer. Bu akım dalgalı bir manyetik akı meydana getirir. Stator sargılarından geçen akım yön değiştirince, manyetik akı da akıma bağlı olarak yön değiştirir.

Yardımcı kutuplu motorun bir kutbunu ele alarak, akımın yarım peryotluk değişmesinde kutbun manyetik akısındaki değişiklikler meydana gelir. Kutup bobininden geçen akım, O dan pozitif maksimuma yakın (a) değerine doğru anarken, kutbun manyetik akısı da artacaktır. Artan manyetik akı, bakır halka üzerinde bir emk indükler, buda bakır halkadan indüklem akımının geçmesine sebep olur. Lenz Kanunu'na göre, bakır halkadan geçen indüklem akımı kendisini meydana getiren manyetik akının artışına mani olacak şekilde (yani zıt yönde) manyetik alan meydana

7

getirir. Yardımcı kutbu meydana getiren bakır halkanın bulunduğu kutup parçasındaki manyetik akı zayıflamış olur. Kutup ekseni kutbun bir taratma doğru kaymış olur.

b) Kutup bobininden geçen akım a ve b arasında maksimuma çok yakındır. Bu kısımda akımdaki değişme çok küçüktür. Kutbun meydana getireceği manyetik akı da çok az değişecek yani akı sabit olacaktır. Sabit manyetik alan içindeki bakır halkada hiçbir EMK indüklenmez ve bakır halkadan geçen akım sıfır olur. Bakır halkanın etkisi olmayınca, manyetik akı kutup yüzeyine düzgün olarak yayılır. Manyetik akının ekseni kutbun ortasına doğru kayarc)Maksimum değeri geçmiş olan akım azalarak sıfıra düşer. Kutbun manyetik akışı da azalmaya başlar. Manyetik akının azalması bakır halkada bir EMK indükler ve bakır halkadan indüklem akımı geçer. Bakır halkadan geçen indüklem akımının meydana getireceği manyetik akının yönü, azalan kutup akısının azalmasını önlemek için kutup alanı ile aynı yöndedir. Bu durumda bakır halkanın bulunduğu kutup yüzeyinde manyetik alanın yoğunluğu artar. Böylece, manyetik akının ekseni bakır halka (yardımcı kutup) taratma doğru kayar.

Kutup bobininden pozitif yarım peryotluk akım geçince, N kutbu meydana geldi ve manyetik akı kutup yüzeyinde bakır halkaya doğru kaydı. Bobinden akımın negatif yarım peryodu geçerse, S kutbu meydana gelir ve manyetik akı gene kutup yüzeyinde kutbun bir tarafından bakır halkaya doğru kayar. Şu halde, akım yön değiştirdikçe kutup değişiyor (N ise S kutbu oluyor), yalnız, manyetik akının kutup yüzeyinde kayması hep aynı yönde, bakır halkaya (yardımcı kutba) doğru olur.

Yardımcı kutuplu motora 1 fazlı alternatif emk uyguladığımızı kabul edelim. Bobinden sinüzoidal bir akım geçer. Akımın pozitif yarım peryodu geçerken N ve S kutupları meydana gelir ve manyetik akılar kutup yüzeyinde bakır halkaya doğru kayarlar. Akım yön değiştirdikten sonra, negatif yarım peryot geçerken kutuplar değişir (N kutbu S, S kutbu da N olur). Manyetik akının kutup yüzeyinde kayması gene bakır halkaya doğru olur. iki kutbun ortasındaki kısa devreli rotor çubukları üzerinde değişen manyetik akı EMK'ler indükler ve kısa devreli rotor çubuklarından da indüklem akımları geçer. Rotor manyetik alan meydana getirir. Kutup yüzeyinde manyetik akının kayması rotorun bir tarafındaki kutupda bir yöne ise, rotorun diğer tarafındaki kutupda ise ters yöne doğrudur.

Manyetik akının kutup yüzeyinde kayması sanki kutup dönüyormuş gibi rotor üzerinde bir etki yapar. Meydana gelen döndürme momentinin etkisi ile rotor manyetik akının kayma yönünde, yani yardımcı kutuplara doğru, dönmeye başlar.

Yardımcı Kutuplu Motorların Özellikleri

Yardımcı kutuplu motorlar, yapılarının basitliği, sebebi ile ucuza mal olurlar. Bu motorların en önemli özelliklerinden biri de çok sessiz çalışmalarıdır. Bu motorların istenilmeyen özellikleri şunlardır.

1) Yardımcı kutuplu motorların kalkınma (start) momentleri düşüktür.2) Yardımcı kutuplu motorların aşırı yük kapasiteleri çok düşüktür.3) Yardımcı kutuplu motorların verimleri düşüktür.

Yardımcı kutuplu motorlar, en büyük, yaklaşık olarak, (1/6) Hp gücünde, en küçük de (1/250) Hp gücünde olmak üzere çok değişik güçte yapılırlar.

Yardımcı kutuplu motorların tam yük momentleri genellikle % 10 - % 25 gibi oldukça yüksek kaymalarda meydana gelir. Bu motorların maksimum momentleri tam yük momentinin 1,25 katı kadardır.

Çok küçük güçlü yardımcı kutuplu motorların verimleri % 5 gibi küçük bir değerdir. Büyük güçlü motorlarda verim % 35'e kadar çıkabilir.

Yardımcı kutuplu motorlar aspiratör ve vantilatörlerde kullanıldıkların da motoru soğutmak için ayrıca motorun rotoruna pervane koymaya gerek yoktur; vantilatörün, motorun etrafında meydana getirdiği hava akımı aynı zamanda motoru soğutur.

8

Yardımcı kutuplu (gölge kutuplu) motorların devir sayıları uygulanan gerilimle değişir. Yük altında çalışan yardımcı kutuplu motora uygulanan gerilim düşürülerek devir kontrol edilebilir. Motora uygulanan gerilim üç şekilde değiştirilir:

a. Kademeli oto trafo ile motora değişik gerilimler uygulanır.

b. Kademeli bir reaktans bobini (şok bobini) veya direnç, motora seri bağlanır. Reaktans bobini ve direnç kademeli olarak motor devresine sokularak bunlarda düşen gerilim artırılmak suretiyle motorun uçlarındaki gerilim değiştirilir.

c. Motorun stator bobinlerinden uçlar çıkarılır, şebeke gerilimi stator sargısının tamamına veya bir kısmına uygulanır.

Devir yönünü değiştirme yöntemi

Şekil 9.19 yardımcı kutuplu motorlarda devir yönünün değiştirilmesi

Yardımcı kutuplu motorlarda devir yönü sabittir değiştirilemez. Bakır halkalar yerine Şekil 9.19.d. de görüldüğü gibi yardımcı kutuplar sargılı yapılır ve bir anahtarla çapraz olarak kısa devre edilirse, devir yönü değişir.

4) Kullanıldığı yerler

Sessiz çalıştıkları için bu motorlar pikap ve teyplerde çok kullanılırlar. Küçük vantilatör ve aspiratörlerde de yardımcı kutuplu motorlar kullanılır.

9

Kaynakça

Electrical Machines, Drivers And Power Systems Theodore WILDI www.ödevim.com www.Özmak.com.tr www.electricmotor.com www.ödevim.com http://turkcadcam.net www.siemens.com Elektrik Makineleri III –Ahmet Hamdi SAÇKAN-M.E.B Özel Elektrik Makineleri –Doç. Dr. Güngör BAL-Seçkin http://electricmotor.com www. kou.edu.tr