1 Fazlı Asenkron Motorlar Nasıl Çalışır?

Endüstrinin bazı bölümlerinde, işletmelerde veya ev aletlerinde bir fazlı asenkron motorlar kullanılır. Peki 3 fazlı asenkron motor ile 1 fazlı asenkron motor arasında ne tür farklar vardır? Bir fazlı motorlarda döner alan nasıl oluşur? Çalışma ilkesi ve konstrüksiyonu nasıldır? Yol verme yöntemleri nelerdir? Yazımızda 1 fazlı asenkron motorlarla ilgili bu soruları yanıtlayacağız.

A- A+

03.03.2015 tarihli yazı 116350 kez okunmuştur.

Asenkron Motor AC Motor Elektrik Makinası Kondansatör Yol Verme

Genelde bir fazlı asenkron motorlar küçük güçlerde üretilirler. Bu güç aralığı 0.025-7.5 kW arasında değişmektedir. Ancak az da olsa daha büyük güçler de bir fazlı asenkron motor kullanımı mevcuttur. Küçük güçlerde (1 kW ve daha az güçler için) üç fazlı olarak tercih edilmemesinin sebebi tamamen ekonomik açıdan daha maliyetli olmasından kaynaklanır.

3 fazlı bir asenkron motor düşünelim; üç fazdan birini iptal edip diğerini de nötr yapalım. Ek olarak makinenin statorunda bulunan üç faz sargısının birini çıkardığımızda diğer iki faz seri olacaktır. Böylece bir fazlı bir asenkron motor yapısı elde etmiş oluruz. Ayrıca bu makinelerin rotorları genelde sincap kafeslidir. Çünkü güçler küçük olduğundan bilezik kullanarak sargılı rotorlu yapmak ekonomik olarak pek doğru olmayacaktır. Konstrüksiyon olarak üç fazlı ile bir fazlı asenkron motorlar birbirine benzemektedir.

1 Fazlı Asenkron Motorun Çalışma İlkesi

Yine üç fazlı asenkron motorun çalışma ilkesini düşündüğümüzde; üç fazdan geçen akım, döner manyetik alanı meydana getiriyordu. Ancak bir fazlı motorda bu durum söz konusu değildir. Çünkü sadece bir fazdan akım geçer ve tek bir manyetik alan oluşur. Bu oluşan manyetik alan alternatiftir. Manyetik alanı sinüs formunda düşündüğümüzde pozitif ve negatif alternanslarında birbirine zıt yönde dönen ve genlikleri eşit olan manyetik alanlar etkisinde kalan rotor, üretilen zıt kuvvetlerden ve momentlerden dolayı hareketsiz kalır. Rotoru döndürmek için var olan bu kuvvet dengesini bozmak gerekir. Örnek olarak motor miline manuel döndürsek (moment uygulasak) bu moment dengesini bozar. Manuel olarak bunu her daim gerçekleştiremeyeceğimize göre bu ilave momenti elde edecek şekilde bir sistem tasarlanır. Bunun için aralarında elektriksel olarak faz farkı bulunan en az iki manyetik alan oluşturarak ilk hareketi vermemiz gerekir.

Bir fazlı asenkron motorun dönmesini sağlamak için kuvvet dengesini bozmamız gerektiğini belirtmiştik. Şimdi ise bu kuvvet dengesini bozabilmek için uygulanan yöntemlerin neler olduğuna bir bakalım;

► Yardımcı sargı kullanmak
► Kondansatör kullanmak
► Yarık kutuplu stator kullanmak (Çok nadir kullanılır.)

Yardımcı Sargılı Bir Fazlı Asenkron Motorlarda Döner Alanın Oluşumu

1 Fazlı Asenkron Motora Yol Verme Yöntemleri

► Yardımcı Sargı Kullanmak

Makineye bir fazlı ana stator sargılarına paralel, yardımcı sargılar yerleştirilir. Ana sargılar kalın telli ve çok sipirli iken, yerleştirilen yardımcı sargılar ince kesitli ve az sipirli olarak yapılır. Ana sargının kalın telli olması nedeniyle omik direnci daha büyük, endüktif reaktansı daha küçüktür. Sargıları yerleştirme durumlarına göre de endüktif reaktans daha da artırılabilir veya azaltılabilir. Böylece iki sargı içinden geçen akımlar arasında bir faz farkı olacaktır.

Ana ve yardımcı sargılardaki bu faz farkı sayesinde makine içinde (üç fazlı da olduğu gibi) bir döner alan oluşacak ve rotoru döndürecektir. Makine yol aldıktan sonra bir santrifüj kontak (merkezkaç anahtar) veya elektromanyetik röle yardımıyla yardımcı sargı devreden çıkarılır.

Yardımcı Sargılı Bir Fazlı Asenkron Motorların Yapısı

Yardımcı sargısı olan bir fazlı asenkron makinelerde devir yönünü değiştirmek için yardımcı sargının manyetik alan yönünü değiştirmek gerekir. Bu da üzerinden akan akımın yönü değiştirilerek yapılır. Kullanım alanları olarak aspiratörler, üfleyici motorlar, bulaşık makinesi gibi düşük veya orta dereceli yol alma momenti gerektiren yerler örnek verilebilir.

► Kondansatör Kullanmak

Yardımcıya sargıya bir kondansatör eklediğimiz zaman ana ve yardımcı sargılardan akım geçirildiğinde iki sargının oluşturduğu manyetik alan vektörü arasında yine bir elektriksel açı meydana gelecektir. Böylece döner alan oluşur ve rotor döner.

► Yardımcı sargı devreden çıkarılırsa; kalkış kondansatörlü motor,
► Yardımcı sargı devreden çıkarılmazsa; daimi kondansatörlü motor,
► Yardımcı sargıda iki adet kondansatör varsa kalkış ve daimi devre kondansatörlü motor adı verilir.

Kalkış kondansatörlü motorlarda; motor kondansatör sayesinde bir döner alan oluşturup, yol aldıktan sonra yine bir santrifüj anahtar ile devre dışı bırakılırlar. Bu durumun en önemli avantajı, kalkış kondansatörlü yardımcı sargı devrede iken kalkış anında motorun şebekeden çektiği akımın azalmasıdır. İlk kalkınma momentleri yüksektir. Kondansatölerin kapasiteleri büyüktür ve çok fazla süre ile devrede kalmamalıdırlar. Yüksek kalkış momenti gerektiren yerlerde kullanılır. Örnek olarak büyük vantilatörler ve kompresörler, pompalar, buzdolabı, çamaşır makinesi vs. verilebilir.

Yardımcı Sargılı ve Kalkış Kondansatörlü Bir Fazlı Asenkron Motorların Yapısı

Daimi kondansatörlü motorlar; motor yol aldıktan sonra da kondansatör yardımcı sargıda devrede kalmaya devam eder. Herhangi bir anahtar yoktur. Kullanılan kondansatörler devamlı devrede kalacak tipte metalik polypropylene film kondansatörlerdir. İlk kalkınma momentleri düşüktür. Sessiz çalışırlar. Yine aspiratör, pompa gibi sessiz çalışması gereken yerlerde kullanılabilmektedir.

Yardımcı Sargılı ve Daimi Kondansatörlü Bir Fazlı Asenkron Motorların Yapısı

İki kondansatörlü motorlarda; bir tanesi sürekli devrede iken diğer kondansatör, rotor yol aldıktan sonra santrifüj anahtar ile devreden çıkarılır. Devreden çıkarılan kondansatör, motora yol verme momentini artırmak amacıyla kullanılır. Çünkü sürekli devrede kalan kondansatörün kapasitesinden yaklaşık 5-10 kat daha büyüktür. Devir yönünü değiştirmek için ana veya yardımcı sargıdan bir tanesinin uçları yer değiştirilir. Sıkça devir yönü değiştiren sistemlerde devir yönü değiştirme şalteri kullanılır. Kompresör, pompa, üfleyici motorlar gibi az gürültü ve yüksek moment gerektiren yerlerde kullanılabilmektedir.

Yardımcı Sargılı ve Çift Kondansatörlü Bir Fazlı Asenkron Motorların Yapısı

Kaynak:

► Engin Ayçiçek, Selin Özçıra, Nur Bekiroğlu; "Bir Fazlı Asenkron Motorların Karakteristiklerinin İncelenmesi, Karşılaştırılması ve Uygun Yol Verme Mekanizmasının Seçimi"
► Birsen Yayınevi, Prof. Dr. Faik Mergen, Elektrik Makineleri II