Elektrik Motoru Nedir Çeşitleri Kısaca

elektrik motoru, elektrik enerjisini meka­nik enerjiye dönüştüren makine. Bu dönü­şümün tersini gerçekleştiren, bir başka de­yişle, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren makineler ise elektrik üreteci (jeneratör) olarak anılır.

Elektrik motorunun geliştirilmesine yöne­lik ilk çalışmaları DanimarkalI bilim adamı Hans Christian 0rsted başlattı. 1820’de 0rsted, bir iletkenden geçen elektrik akımı­nın bir magnetik alan oluşturduğunu bul­du. Bu olgunun tersinin de geçerli olduğu­nu kanıtlamaya çalışan Michael Faraday, 1821’de, elektrik akımını dönme hareketine dönüştüren bir aygıt yaptı, böylece elektrik motorunun ilk basit örneği gerçekleştirilmiş oldu. 1870’lerin başında Belçika asıllı Fran­sız elektrik mühendisi Zénobe-Théophile Gramme, bugün kendi adıyla anılan dina­moyu buldu; ardından, dinamoya elektrik akımı verildiğinde bu aygıtın motor olarak çalışacağını belirledi. Böylece pratik kulla­nıma elverişli ilk elektrik motorunu gerçek­leştirmiş oldu. 1888’de Sırp asıllı ABD’li elektrik mühendisi Nikola Tesla, alternatif akım motorları için temel bir çalışma ilkesi olan döner magnetik alanı bularak ilk asenkron motoru gerçekleştirdi. Böylece günümüzde yaygın olarak kullanılan elek­trik motorlarının ilk örneği ortaya çrkmış oldu.

Elektrik motorlarının çalışması iki temel ilkeye dayanır. Bunların birincisi, bir mag­netik alanda bulunan ve doğrultusu, alanın doğrultusuna dik olan bir iletkenin, içinden elektrik akımı geçirildiğinde bir kuvvet etkisinde kalacağını belirleyen Ampère ya­sasıdır. Faraday indükleme yasası(*) olarak adlandırılan ikinci ilke, bir magnetik alanda bulunan ve alana dik doğrultuda hareket eden bir iletkenin uçlarında bir potansiyel farkı (gerilim) oluşacağını belirler.

Bu ilkelere dayalı olarak, elektrik motor­ları, stator ve rotor olmak üzere iki ana bölümden oluşur. Stator, motorun hareket etmeyen bölümüdür. Magnetik malzeme­den (çoğu kez demirden) bir gövde ile bu gövde üzerine sarılmış iletkenlerden oluşan stator, iletkenlerden akım geçirildiğinde içinde bir magnetik alan oluşturur. Bu magnetik alan içinde dönebilecek biçimde yerleştirilen rotordaki iletkenlerden geçen akımın oluşturduğu magnetik alan, statorun magnetik alanıyla etkileşime girer; bunun sonucu olarak da rotor dönme hareketi yapar. Rotorda ayrıca, durağan fırçalara sürtünerek dış devreyle elektrik bağlantısı kuran iletkenler (örn. bilezikler) bulunur. Rotor, dönme hareketini dışarıya aktaran bir mil üzerine yerleştirilmiştir.

Elektrik motorları, doğru akım motorları ve alternatif akım motorları olmak üzere iki ana sınıfa ayrılır. Bu türler ayrıca, magnetik alanların oluşum biçimlerine göre indüksi- yon motorları (asenkron motorlar), senkron motorlar ve komütatörlü (toplaçlı) motorlar olmak üzere gruplanır.

İndüksiyon motorlarında, statordaki sargı­lara dışardan gerilim uygulanır. Rotordaki sargının uçları birbirine bağlıdır, bir başka deyişle bu sargı bir kapalı halka oluşturur. Statordaki sargılara uygulanan gerilimle bir döner magnetik alan oluşturulur. Döner alan, yönü sürekli olarak dönmekte olan bir alandır. Böyle bir alanın oluşturulabilmesi için statorda, içlerinden geçen akımlar ara­sında faz farkı olan (tepe değerlerine erişme anları arasında zaman farkı olan) en azın­dan iki sargının bulunması gereklidir. Stato­run oluşturduğu döner alan, rotordaki sar­gılarda bir akım indükler; bu akımın oluş­turduğu magnetik alan ile döner alan arasın­daki etkileşim rotorun dönmesini sağlar. Üç fazlı motorlar ve rotoru iki bakır halkayı birbirine bağlayan bakır çubuklardan olu­şan sincap kafesli motorlar bu tür motorlara örnektir. Tek fazlı geriiimlerle, örneğin evlerdeki şebeke gerilimiyle çalışmak üzere geliştirilen motorlarda, şebeke gerilimi, sta­tordaki iki sargıdan birine doğrudan, öteki­ne de bir sığaç (kapasitör) üzerinden geçiri­lerek fazı kaydırılmış olarak uygulanır. Faz farkı, statordaki sargıların bir bölümü üzeri­ne kısa devre edilmiş bir bobin yerleştirerek de oluşturulabilir. “Örtülmüş kutuplu” ola­rak adlandırılan bu tür motorlar, vantilatör­lerde, pikaplarda ve çeşitli ev aletlerinde yaygın olarak kullanılır.

İndüksiyon motorları, döner alanın rotor­da akım indüklemesi ilkesine dayandığından bu adla anılır. Rotorda akım indüklenebil- mesi için rotorun, döner alanın dönüş hızın­dan farklı hızda (biraz yavaş) dönmesi gerekir. Bu olgu, bu türden motorların “asenkron motor” olarak adlandırılmasını da açıklar. Asenkron motorlar, yapılarının basitliği, verimlerinin yüksekliği ve mali­yetlerinin düşük olması nedeniyle en çok kullanılan motor türüdür.

Senkron motorlarda da stator bir döner alan oluşturur. Rotora bilezikler aracılığıyla doğru akım uygulanır; bu şekilde rotor, sabit bir magnetik alan oluşturur ve bir mıknatıs çubuğu özelliği gösterir. Böylece rotorun, döner alanın dönüş hızına tam tamına eşit bir hızla dönmesi sağlanmış olur (“senkron” terimi bu olguyu vurgular). Küçük senkron motorlarda dışardan doğru akım uygulanmasına gerek bırakmayan bir çözüm olarak, rotor, sabit mıknatısların yapıldığı malzemeden yapılır ve üzerindeki kalıcı mıknatıslanmanın etkisiyle döner ala­na kilitlenerek döner. Histerezis motoru denilen bu tür motorlar, dönme hızının çok önemli olduğu ve fazla mekanik güç gerek­tirmeyen yerlerde, örneğin cayroskoplarda, pikap tablalarında, teyp aygıtlarında ve elektrikli saatlerde kullanılır.

Doğru akım motorlarında magnetik alan sabit mıknatısla sağlanır. Mıknatısın kutup­ları arasında dönen ve armatür de denilen rotora doğru akım, fırça komütatör aracılı­ğıyla uygulanır. Komütatör, armatürdeki akımın yönünü her yarım dönüşte değiştir­meye yarar. Armatür, kendi magnetik ku­tuplarını sabit mıknatısın karşıt kutuplarının karşısına getirecek biçimde döner; tam bu sırada komütatör akımın yönünü değiştirir, böylece armatürün magnetik kutupları de­ğişir ve armatür bir yarım dönüş daha yapar, akım yönü yeniden değişir ve dönme hareketi sürer. Küçük doğru akım motorla­rında (örn. pilli oyuncaklarda) magnetik alanın sabit mıknatısla sağlanmasına karşın, büyük motorlarda bu amaçla elektromıkna­tıslar kullanılır.

Elektromıknatıs bobinin armatürle seri, paralel ya da iki bobin olarak hem seri hem paralel bağlı olmasına göre bu motorlar, sırasıyla, seri motor, şönt motor ve karma motor olarak anılırlar. Seri motorlar tam yükte büyük kalkış momenti sağlayabilme niteliklerinden ötürü özellikle cer uygulamalarında (örn. tramvay, loko­motif) kullanılmaya uygundur. Alternatif akım komütatörlü motorları da çok kullanı­lan motor türleri arasındadır. Matkap, elek­trik süpürgesi, mikser gibi ev aygıtlarında bu tür motorlar kullanılır. Bu motorlar hem alternatif akımla, hem de doğru akımla çalışabilirler. 25 Hz’lik ya da 16% Hz’lik alternatif akımla çalışan yüksek güçlü seri motorlar özellikle elektrikli trenlerde kulla­nılır.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir