Elektrik Motoru

Elektrik motoru, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren makinedir. Elektrik motorunun çalışma prensibi, elektrik enerjisini önce manyetik kuvvete, son olarak da fiziksel hareketle sonuçlanan kinetik enerjiye dönüştürülmesine dayanmaktadır.

Elektrik motoru nedir kısaca tanımladık. Evimizde gördüğümüz hemen hemen her mekanik harekete AC (alternatif akım) veya DC (doğru akım) elektrik motoru neden olur. Bu makinelerin enerji dönüştürerek çalışma şekli basitçe tanımlamış olsak da aslında bu işlemler oldukça detaylıdır. Bir motorun nasıl çalıştığını anlayarak mıknatıslar, elektromıknatıslar ve genel olarak elektrik hakkında çok şey öğrenebilirsiniz. Elektrik motoru, hareket oluşturmak için mıknatısları kullanır. Daha önce mıknatıslarla oynadıysanız, tüm mıknatısların temel yasasını bilirsiniz. Zıt kutuplar birbirini çeker, aynı kutuplar birbirini iter. Bu nedenle, uçları “kuzey” ve “güney” olarak işaretlenmiş iki çubuk mıknatısınız varsa, bir mıknatısın kuzey ucu diğerinin güney ucunu çekecektir. Öte yandan, bir mıknatısın kuzey ucu diğerinin kuzey ucunu itecektir veya güney ucu diğer mıknatısın güney ucunu itecektir. Elektrik motorunun içindeki, bu çekici ve itici kuvvetler dönme hareketi oluşturur.

Elektrik motoru çalışma prensibi konusunu anlayabilmek için bu temel bilgileri bilmemiz gerekiyor. Birazdan bu motorun çalışma şekline ait daha detaylı bilgi vereceğiz. Bundan önce elektrik motor çeşitlerine göz atalım. Bazı motorlar DC bazıları AC kullanarak çalışır. Bazıları sinyaller veya darbeler kullanılarak kontrol edilir. Ayrıca çok çeşitli boyutlarda ve güç derecelerine sahip farklı motorlar vardır. Ancak elektrik motoru çeşitleri genel olarak 3 ana başlıkta incelenebilir.

  • AC motorlar (indüksiyonlu, senkron, sincap kafesli)
  • DC motorlar (Şönt, seri, ayrı uyarılı)
  • Diğer (evrensel, step, fırçasız)

Elektrik Motoru Çeşitleri

1.      AC Elektrikli Motor

AC elektrik motor, alternatif akımı alternatif elektromanyetik alana dönüştürür. Alternatif manyetik alan, alternatif manyetik enerjiyi harekete dönüştürmek için çeşitli şekillerde uygulanır.

  • İndüksiyon: Statordaki manyetik alan rotora indüklenir, daha sonra kendi manyetik alanını üretir.
  • Senkron motor: Rotor, dönen manyetik alanlarla senkronize olarak dönecektir.
  • Sincap kafesli motor: Bu tip motor, rotor sargılarının bağlı ve sincap kafesi gibi görünen katı çubuklarla değiştirilmesi dışında asenkron motora benzer. Alternatif manyetik alan, çubuklar içinde kendi alanlarını üreten ve hareket yaratan bir akım indükler.

Daha büyük, daha güçlü motorlardan bazıları motor yol vericilerine ihtiyaç duyacaktır. Elektrik motoru yol vericileri genellikle motora ağır akım sağlayan bir dizi kontaktöre sahiptir. Motoru çalıştırmak ve durdurmak için düğmeli bir panel vardır.

2.      DC Elektrikli Motor

DC elektrikli motor, AC sistemine kıyasla daha düşük maliyetleri nedeniyle daha yaygın olan bir motor türüdür. Şunlardan oluşur:

  • Şönt motor: Stator ve rotor bobinlerinin paralel bağlandığı yer burasıdır.
  • Seri motor: Stator ve rotor bobinleri seri olarak bağlanır. Bu tip motorlar çok yüksek bir başlangıç torkuna sahiptir. Tipik olarak elektrikli trenler, asansörler ve diğer ağır yük uygulamaları gibi yüksek başlangıç atalet seviyelerinin üstesinden gelmek için kullanılır.
  • Ayrı olarak uyarılmış motorlar: Rotor bobininin stator bobininden ayrı olarak çalıştırılması dışında şönt motorlara benzer. Bu, hız kontrolünü ve ters yönü kolaylaştırma avantajına sahiptir.

Elektrik Motoru Nasıl Çalışır?

Elektrik, manyetizma ve hareket arasındaki bağlantı ilk olarak 1820’de Fransız fizikçi André-Marie Ampère (1775-1867) tarafından keşfedildi. Bu, bir elektrik motorunun arkasındaki temel bilimdir. Ancak bu şaşırtıcı bilimsel keşfi, elektrikli çim biçme makinelerimize ve diş fırçalarımıza güç sağlamak için daha pratik bir teknolojiye dönüştürmek istiyorsak, bunu biraz daha ileri götürmeliyiz. Bunu yapan mucitler İngiliz Michael Faraday (1791-1867) ve William Sturgeon (1783-1850) ve Amerikalı Joseph Henry (1797-1878) idi. İşte parlak buluşlarına nasıl ulaştıkları.

Telimizi kare şeklinde, U şeklinde bir ilmek halinde büktüğümüzü varsayalım, böylece manyetik alandan etkili bir şekilde geçen iki paralel tel olur. Bunlardan biri elektrik akımını tel aracılığıyla bizden uzaklaştırır, diğeri ise akımı tekrar geri getirir. Akım tellerde zıt yönlerde aktığı için, Fleming’in Sol El Kuralı bize iki telin zıt yönlerde hareket edeceğini söyler. Başka bir deyişle, elektriği açtığımızda, tellerden biri yukarı doğru hareket edecek ve diğeri aşağı doğru hareket edecektir.

Tel bobini bu şekilde hareket etmeye devam edebilseydi, sürekli dönecekti ve bir elektrik motoru yapma yolunda ilerliyor olacaktık. Ancak mevcut kurulumumuzla bu olamaz, çünkü teller hızla dolaşacaktır. Sadece bu da değil, bobin yeterince dönebilseydi, başka bir şey olurdu. Bobin dikey konuma ulaştığında ters dönecek, böylece elektrik akımı etkili bir şekilde ters yönde akacaktı.

Döngü dikeyi geçmek için yeterli momentuma sahip olsaydı, akım etkili bir şekilde tersine dönerdi. Yine de kırmızıdan siyaha doğru akacaktı, ancak şimdi döngünün etrafında saat yönünde akacaktı.

Şimdi bobinin her iki tarafındaki kuvvetler tersine dönecekti. Fleming’in Sol El Kuralı bize bobinin sol tarafında aşağı doğru bir kuvvet ve sağ tarafında yukarı doğru bir kuvvet olacağını söyler. Sürekli aynı yönde dönmek yerine, az önce geldiği yöne geri dönecekti. Bunun gibi bir motora sahip elektrikli tren hayal edin. Aslında hiçbir yere gitmeden yerinde ileri geri hareket etmeye devam eder.

Bu sorunun üstesinden gelmenin iki yolu vardır. Birincisi, alternatif akım (AC) olarak bilinen, periyodik olarak yönü tersine çeviren bir tür elektrik akımı kullanmaktır. Evde kullandığımız küçük, pille çalışan motorlarda, bobinin uçlarına komütatör adı verilen bir bileşen eklemek daha iyi bir çözümdür. En basit haliyle, komütatör iki ayrı yarıya bölünmüş metal bir halkadır ve görevi, bobin yarım tur boyunca her döndüğünde bobindeki elektrik akımını tersine çevirmektir. Bobinin bir ucu, komütatörün her iki yarısına tutturulmuştur. Aküden gelen elektrik akımı motorun elektrik terminallerine bağlanır. Bunlar, grafit parçalarından veya komütatöre karşı fırça olan ince yaylı metal uzunluklarından yapılmış, fırça adı verilen bir çift gevşek konektör aracılığıyla komütatöre elektrik gücü besler. Komütatör yerindeyken, elektrik devreden geçtiğinde, bobin sürekli olarak aynı yönde dönecektir.

Bunun gibi basit, deneysel bir motor fazla güç üretemez. Motorun oluşturabileceği dönme kuvvetini (veya torkunu) üç şekilde artırabiliriz. Daha güçlü bir kalıcı mıknatısa sahip olabiliriz, telden akan elektrik akımını artırabiliriz ya da bobini yapabiliriz. Böylece bir dönüş, kalın tel yerine çok ince telin birçok dönüşü (ilmekleri) olur. Pratikte, bir motor aynı zamanda dairesel bir şekilde kavisli kalıcı mıknatısa sahiptir, böylece içinde dönen tel bobinine neredeyse dokunur. Mıknatıs ve bobin birbirine ne kadar yakınsa, motorun üretebileceği kuvvet o kadar büyük olur.

Bir dizi farklı parçayı tanımlamış olsak da bir motorun yalnızca iki temel bileşene sahip olduğunu düşünebilirsiniz:

  • Motor kasasının kenarında statik kalan kalıcı bir mıknatıs (veya mıknatıslar) vardır. Buna motorun statoru denir.
  • Statorun içinde, yüksek hızda dönen bir aks üzerine monte edilmiş bobin vardır, buna rotor denir. Rotor ayrıca komütatörü de içerir.

Elektrik Motoru Kullanım Alanları

Evinizdeki cihazlara baktığınızda, hemen hemen hepsinin elektrik motorlarıyla çalıştığını göreceksiniz Evlerimiz AC gücü kullandığından, bu cihazların çoğunda AC motorlar bulunur. DC motorların, pil kullanan şeylerde bulunma olasılığı daha yüksektir. Elektrik motoru kullanım alanları göz atalım.

Mutfak eşyalarında:

  • Mikrodalga fırındaki fan
  • Karıştırıcı
  • Buzdolabı

Temizlik ve tamir eşyalarında:

  • Elektrikli tornavida
  • Elektrikli süpürge
  • Elektrikli matkap

Banyo eşyalarında:

  • Elektrikli diş fırçası
  • Saç kurutma makinesi
  • Elektrikli tıraş makinesi

Araçlarda:

  • Elektrikli camlar
  • Elektrikli koltuklar
  • Isıtıcı ve radyatör fanları
  • Ön cam silecekleri
  • Marş motoru
  • Arabanıza benzinli motor yerine AC motor güç sağlayabilir.

Bunlar dışında:

  • Bilgisayar
  • Akıllı Telefonlar
  • Oyuncak
  • Garaj kapısı açıcı sistemlerde
  • Akvaryum pompaları

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here