DC Motorlar Nasıl Çalışır? 2. Bölüm |
Elektrikport Akademi

Önceki yazımızda DC motorların yapısını ve çalışma prensiplerini incelemiştik. Bu yazımızda da en çok kullanılan DC motor çeşitlerini inceleyeceğiz. Tüm detaylarıyla DC Motorların en geniş anlatımını Elektrikport farkıyla sizlere sunuyoruz!

A- A+

19.03.2013 tarihli yazı 79401 kez okunmuştur.

DC Motor Endüvi Stator Rotor Endüktör Elektrik Makinası

1. Fırçalı DC Motorlar

DC motorlar nasıl çalışır yazımızda anlattıklarımız tipik bir fırçalı DC motor çalışma prensibidir. Bu tür motorlarda kaynaktaki gerilim, fırçalar yardımıyla motora iletilmektedir. Fırçalardan gerilimi alan bakır dilimli kollektör de, bobinlere (endüvi) ileterek dönme olayı gerçekleşir. Bu torkun sağlanmasında manyetik alan oluşturucuların (endüktör) da öneminden bahsetmiştik.

2.Fırçasız (Brushless) DC Motorlar

Fırçasız motorlar günümüzde bir çok alanda kullanılmaktadır. Mikroişlemci soğutma fanları, Hard disk ve CD sürücüler, hobi elektroniği ve daha bir çok alanda kullanılır. Bu tür DC motorlar yapı olarak AC senkron motorlara benzerler. AC motorlardan farkı ise dönme esnasında endüvi (rotor) sargılarının nerede/hangi açıda olduğunun algılanması için entegre edilmiş sensörlerdir.

Fırçasız Motor Çeşitleri

► Inrunner Fırçasız Motor

Inrunner fırçasız motorlar dış görünüm olarak standart fırçalı DC motorlara benzer. Dış gövde sabit ve hareketli kısım (rotor) gövdenin içindedir. Bu tip motorlarda, düşük gerilimde yüksek akım çekilir. Bundan dolayı yüksek hıza sahiptir fakat düşük tork üretir.

► Outrunner Fırçasız Motor

Outrunner motorlarda ise inrunner motorların tersi bir mekanik dizayn vardır. Dönen rotor kısmı dış gövdede, sabit kısım da gövdenin içinde yer alır. Yine inrunner'ların tam tersine düşük hız üretilir fakat tork fazladır. Bu yüzden outrunner motorlar hobi RC yapımlarında ve quadcopter gibi projelerde tercih edilirler. Bu tip projelerde kullanılan outrunner motorlar ESC (Electronic Speed Controller) dediğimiz elemanlar tarafından kontrol edilir. Üç çıkışa sahip olan outrunner motorlar, üç tane girişi bulunan bu ESC'lere bağlanır. Sonra istenen hız seviyeleri ESC tarafından belirlenip motor o devirde döndürülür.

► İlginizi Çekebilir: Doğru Akım Motorları 1 | Elektrikport Akademi

3. Şönt DC Motorlar

Bir şönt motorun çalışma prensibi diğer DC motorlarla aynıdır. Bu tip motorlarda rotor sargıları ve stator sargıları birbirine paralel olarak bağlanmıştır. Şönt motorlar sahip oldukları üstün hız düzenlerinden dolayı çok kullanılan bir diğer DC motor çeşididir. Şönt motorun alan sargıları ince tellerden oluşan çok sayıda sarımdan meydana gelmiştir. Bunun sebebi gereken güçlü manyetik alanı üretebilmektir.

Şönt motorlar yüksek akım çekemezler. Bu yüzden yüksek başlangıç torku gerektiren uygulamalarda kullanılmazlar. Şönt motor sargılarının direnci oldukça fazladır. Bu yüzden şönt motora gerilim uygulandığında, bobinlere düşük bir akım akar.

Şönt Motorlarda Hız Kontrolü

Bu motorlarda hız, mil yüküne bağlıdır. Eğer yük fazlaysa rotor düşük hızda döner. Yük az olduğunda da motor daha hızlı dönecektir. Şönt motorların hız kontrolü alan sargısına seri bağlanan bir direnç sayesinde yapılır. Direnç değiştirilmedikçe hız sabittir (yük miktarını sabit kabul edersek).

Şönt Motorların Kullanım Alanları

Şönt DC motorlar kayış tahrikli uygulamalar için oldukça uygundur. Bu sabit hızlı motorlar büyük miktarda tork hassasiyeti gerektiren endüstriyel uygulamalarda ve otomotov uygulamalarında kullanılır.

4. Seri Dc Motorlar

Diğer motorlar gibi seri motorlar da, elektrik enerjisini mekanik enerjiye çevirirler. Bu işlem basit bir elektromanyetik prensibe dayanır.

Seri Motorların Çalışma Prensibi

Seri DC motorlar altı temel komponentten oluşmuştur. Bunlar; mil, rotor, stator, komütator, mıknatıslar ve fırçalardır. Güç, endüvi sargılarına sabit olan fırçalarla aktarılır.

Seri motorların stator sargıları ve alan sargıları birbirine seri bağlıdır. Yüksek akımlar, direk kaynaktan alan sargılarına akar. Bu yüksek akımı taşıyabilmek için alan sargıları oldukça kalındır ve sarım sayısı azdır. Stator sargıları genellikle bakır tellerden yapılır. Bu kalın teller, yüksek akım akışından kaynaklanan ısıyı etkili bir biçimde dağıtırlar. Şekilde de görüldüğü gibi stator sargıları S1-S2, dönen armatüre (A1-A2) seri bağlıdır. Seri motorlarda gücün bir kutbu seri alan sargılarına, diğer kutbu ise armatüre verilir. Gerilim uygulandığında akım, güç kaynağından seri sargılara ve armatüre akar. Büyük miktarda akım akmaya başladığında, bir süre sonra bobinler doyuma ulaşır. Bunun sonucunda, güçlü manyetik alan yapısı da mümkün hale gelir. Bu güçlü manyetik alanlar, armatür miline büyük miktarda tork sağlar. Büyük torklar da, armatürün maksimum güç ile dönmeye başlamasını sağlar.

Seri Motorlarda Hız Kontrolü

Motor hız kontrolü, motora verilen gerilim ile ayarlanır. Seri DC motorun dönme hızını artırmak için düşük bir direnç, seri alana paralel olarak bağlanır. Hızı düşürmek için de, armatür ve seri alana harici bir direnç seri olarak bağlanır. Böylece empedans artacağından çekilen akım azalacaktır. Bu şekilde armatür gerilimi azalır ve hız düşer.

Seri Motorların Avantajları

⇒ Yüksek başlangıç torku

⇒ Basit yapıya sahip olması

⇒ Kolay bakım

⇒ Düşük maliyeti

5. Kompunt DC Motorlar

Kompunt motorlar aslında Şönt DC motorlar ve Seri DC motorların birleşiminden oluşmuş diyebiliriz.

Kompunt Motorların Yapısı

Kompunt motorda hem seri hem de paralel sarımlar bulunur. Sarım rotora, seri DC motordaki gibi seri bağlanmıştır. Diğer bir sarım da, rotora şönt motorda olduğu gibi paralel bağlanmıştır. Bu birleşim, hem seri motorların tork özelliklerine sahip olunması hem de şönt motorun sabit hız özelliklerine sahip olduğu için avantaj sağlar.

Kompunt Motor Çeşitleri

► Kümülatif Kompunt Motor

Kümülatif kompunt motorlar, seri motorlar gibi yüksek başlangıç torku ve şönt motorlar gibi yüksek hızlarda makul hız ayarları sunarlar. Yüksek yük değerleri altında bile çalışmaya başlayabilir ve aynı yük değerlerinde sorunsuzca çalışmaya devam ederler. Şönt ve Seri motorların özelliklerini taşıdığı için, bu iki türden daha iyisini sunar diyebiliriz. Kullanışlı bir motor olduğu için çokça tercih edilir.

► Diferansiyel Kompunt Motor

Bu motor türünde, şönt sargılarının manyetik alanı, endüvinin manyetik alanıyla terstir. Bu tür diferansiyel sarım, farklı hız ve tork karakteristikleri sağlar. Burada şönt alanı şönt motorun aksine, zıt etki yaratır. Bu yüzden yük azaltıldığında diferansiyel kompunt motor, seri motor gibi davranır ve yüksek hıza çıkar. Yük artırılınca da hız, sert bir biçimde düşer.

Kompunt DC Motorlarda Hız Kontrolü

DC kompunt hızı kolaylıkla kontrol edilebilir. Bunun için verilen gerilim değerini değiştirmek yeterlidir.

Kompunt Motorların Kullanım Alanları

Kümülatif kompunt motorlar iş makinaları, karıştırıcılar gibi bir çok alanda kullanılırlar. Kompunt motorlar pres makineleri ve pistonlu makinelerde yaygın olarak kullanılırlar.