Asenkron Motorlar |
1. Bölüm

Günümüzde ülkemizin elektrik yükü kullanımının yaklaşık %40’ı asenkron motorlar kapsamaktadır. Hatta sanayi kuruluşlarının kullandığı yük durumuna bakıldığında bu oran %80’lere çıkmaktadır. Bu yazımızda elektrik makine çeşitlerinden biri olan asenkron motorları inceleyeceğiz. İlk olarak yazımızın birinci bölümünde asenkron motorların çalışma prensibini, konstrüksiyonunu, çeşitlerini ve kullanım alanlarını anlatacağız.

A- A+

08.07.2014 tarihli yazı 116833 kez okunmuştur.

Bir elektrik makinesinin girişine elektrik enerjisi uygulayıp, çıkışından mekanik enerji aldığımızda bu çalışma şekli motor çalışmadır. Eğer durum tam tersi ise çalışma şekli generatör çalışmadır. Elektrik makinelerinin çalışma mantığı her zaman manyetik alanla ilişkilidir. Özellikle bu durum generatör ve motor olarak çalışan senkron veya asenkron makinelerde döner manyetik alan çok önemli bir olgudur. Döner manyetik alan oluşmaz ise senkron ve asenkron makineler çalışmaz. Makinenin çalışabilmesi için döner manyetik alanın oluşması gerekir. Asenkron motorlara indüksiyon motorlar da denir. Biz bu yazımızda asenkron motorları detaylı olarak inceleyeceğiz.

Asenkron Motorlar Nasıl Çalışır?

3 fazlı asenkron motorlarda, 3 fazlı stator sargıları gerilim ile beslendikleri zaman makinede döner manyetik alan oluşur. Bu manyetik alan senkron hızda döner. Bu hızda dönen manyetik alandan dolayı durmakta olan rotor iletkenlerinde bir gerilim indüklenir. Rotor uçları kısa devre edildiğinden rotorda bir akım akacaktır. Biot-Savart yasası gereği akım akan iletken, manyetik alan içerisinde olduğunda bu iletkenlere bir kuvvet etkir ve rotor dönmeye başlar. Rotorun hızı senkron hızdan küçüktür ve hiçbir zaman senkron hıza ulaşamaz.

Döner Alanın Oluşumu

Döner manyetik alanın oluşturduğu dakikadaki senkron hız formülü;

Buradaki formülde f frekans, p ise kutup çifti sayısıdır.

Ancak bir fazlı asenkron motorlarda döner manyetik alan oluşmaz. 3 fazlı sargılara gerilim uygulandığında döner alan meydana gelir. Halbuki bir fazlı makinede hem sargıların hem de akımları bir fazlı olması gereği ancak sadece makinede alternatif manyetik alan oluşur. Değeri sadece zamanla ve akımın genliğine bağlı olarak değişir. Bir fazlı asenkron motorlarda döner alan olmadığı için rotor dönemez. Bu durumda bir fazlı asenkron motorlara döner alanı yaratacak yardımcı bir sistem gerekir. Bu durumda ya yardımcı sargı ya da kondansatör kullanılarak döner manyetik alan oluşturulur ve makine döner.

Asenkron Motorun Yapısı

Asenkron Motorun Konstrüksiyonu ve Çeşitleri

Asenkron makinenin konstrüksiyonunu inceleyecek olursak; makinenin bir statoru bir de rotoru vardır. Sargılar bu yapılara sarılır. Stator makinenin hareketsiz kısmıdır. Rotor ise hareketli kısmıdır. Bunların üzerlerine sargılar yerleştirildiği için stator ve rotor silindirik yapıda üretilirler. Uzunlukları birbirine eşit olup oluşan manyetik alan, stator ve rotor arasındaki hava aralığını geçip rotora ulaşması sağlanır. Çalışma şekline göre statordaki sargı uçları üçgen veya yıldız bağlanır. Nasıl bağlı olması gerektiği motorun plakasında yazar.

Asenkron Motorun Statoru

Rotor iki çeşit olup bu çeşitlere göre asenkron motorlar ikiye ayrılır:

► Sincap Kafes Rotorlu Asenkron Motorlar: Sincap kafesli rotorda oluklara yerleştirilen sargılar, rotor silindirinin her iki ucunda bir çember ile kısa devre edilirler. Bu şekilde uçları kısa devre edilmiş rotor iletkenlerinden akım akarak makinenin dönmesi sağlanır. Bu motor çeşidine kısa devre çubuklu asenkron motorlar da denir.

Sincap Kafesli Rotor

► Bilezikli Rotorlu Asenkron Motorlar: Rotoru sargılı olanlarda ise rotor üzerine açılmış oluklara aynen statorda olduğu gibi üç fazlı olarak sargılar sarılmıştır. Sargı uçları fırça ve bilezikler yardımıyla dışarı çıkarılarak motor gövdesi üzerindeki bağlantı kutusuna bağlanır. Rotordaki bilezik yapısı ise yol verme ve hız ayarında çok önemli bir yere sahiptir. Bazı durumlarda bilezikli asenkron motorlarda yol verme ve hız ayarı motorun bileziklerinden yapılır.

Bilezikli Rotor

Bu yapılardan başka makinenin gövde ve kapakları, yatak ve rulmanları, soğutma pervanesi, klemens kutusu ve karkas gibi yapıları mevcuttur.

Asenkron Motorların Kullanım Alanları

Asenkron motorların ucuz olması, fazla bakım gerektirmemesi ve çalışma sırasında pek fazla ark yapmamasından dolayı son derece tercih edilen bir makinedir. Bir fazlı asenkron motorlar küçük güçlü olarak imal edilirler. Çamaşır makinesi, pompalar, buzdolabı gibi sistemlerde veya bir fazlı alıcılarda kullanılırlar.

Üç fazlı asenkron motorlar genelde fazlar arası gerilimin yüksek olduğu sanayi kuruluşlarında, fabrikalarda vs. kullanılır. Asenkron motorların avantajlarını sayacak olursak; önceden de belirttiğimiz gibi ucuzdurlar ve diğer motor çeşitlerine göre daha sağlamdırlar. Çalışma esnasında ark yapmaması en büyük özelliklerindendir. Yük altında devir sayıları çok değişmez. Güç elektroniği devreleri ile devir sayısı ayarı yapılabilir. Hem küçük güçler hem de büyük güçler için üretilebilirler.

Yazı dizisinin 2. bölümüne ulaşmak için tıklayınız.

Kaynak:

► en.wikipedia.org
► Birsen Yayınevi, Prof. Dr. Faik Mergen, Elektrik Makineleri II