6. ÜNİTEEl aletleri, çamaşır makinesi, buzdolabı, brülör, kurutucu, aspiratör, pompa vb. küçük uygulamalar bu motorun başlıca kullanım alanlarıdır. 6.2.4.2. yardımcı

6. ÜNİTE

BİR FAZLI ASENKRON MOTORLAR

KONULAR1. Bir Fazlı Yardımcı Sargılı Motorlar

2. Yardımcı Kutuplu (Gölge Kutuplu) Motorlar

167

1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞIELEKTRİK MAKİNALARI VE LABORATUVARI

6.1. BİR FAzLI ASENKRON MOTORLARÜç fazlı motorlar, tek fazlı motorlardan daha iyi çalışma performansı olmasına

rağmen, çoğu zaman üç faz bulunmayabilir. Gücü 3 kW’ tan büyük olan motorlar üç fazlı olarak çalıştırılır. Bir fazlı motorların çoğu küçük güçlü motorlardır. Bir fazlı asenkron motorlar, küçük el tezgâhları ile buzdolabı, çamaşır makinesi, küçük su pompaları, mikser, vantilatör, aspiratör, teyp, pikap, tıraş makinesi vb. yerlerde kul-lanılır.

6.1.1 Çalışma PrensibiBir fazlı yardımcı sargılı asenkron motorlarda ana ve yardımcı sargı olmak üze-

re iki çeşit sargı bulunur. Ana sargı ile yardımcı sargı bir birine 900 açı farklı olarak statora yerleştirilir. Ana sargı kalın telden çok sipirli (sarımlı) olarak yapılır ve stator oluklarının 2/3 kaplar. Yardımcı sargı ise ince telden az sipirli (sarımlı) olarak yapılır. Yardımcı sargılı motorların rotorları genelde sincap kafesli (kısa devre çubuklu) ro-tordur. Bir fazlı asenkron motorlarda yalnız ana sargı ile döner manyetik alan oluş-maz. Bu nedenle bir fazlı motorlarda ana sargının yanında bir de yardımcı sargı bu-lunur. Ana ve yardımcı sargılar birbirine paralel bağlanıp aralarında 900 elektriki açı olacak şekilde oyuklara yerleştirilir.

Bu sargılara bir fazlı alternatif gerilim uygulandığında her iki sargıda da man-yetik alanlar meydana gelir. Oyuklar arasında 900 elektriki açı olmasına rağmen sar-gılara uygulanan gerilimler aynı fazda olduğundan, meydana gelen manyetik alan-larda aynı fazda olacaktır. Bu nedenle iki sargıda meydana gelen manyetik alanlar döner alan meydana getiremez. İki sargı manyetik alanları arasında bir faz farkı mey-dana gelmesini sağlamamız gerekir. Bunun içinde;

a. Sürekli olarak devrede kalan ana sargı kalın telli çok sipirli, ana sargıya paralel bağlanan yardımcı sargı ise ince kesitli az sipirli olarak yapılır. Yardımcı sargının sipir sayısı ana sargıya göre %25,iletken kesiti ise 1/3 veya 1/4 oranında daha küçüktür. Böylece ana sargının omik direncinin küçük, endüktif reaktansının büyük olması ve akımın gerilimden 900 ye yakın geri kalması sağlanmış olur. Ayrıca uygulamada ana sargı alta yardımcı sargı üste yerleştirilerek endüktif reaktansın daha da büyümesi sağlanır.

b. Yardımcı sargıdan geçen akımın gerilimden ilerde olması içinde, yardımcı sargıya seri olarak bir kondansatör bağlanır. Kondansatör sayesinde ana ve yardımcı sargı akımları arasında 900’ lik faz farkı meydana gelir.

şekil 6.1’de a-b-c-d anlarında stator sargılarından geçen akımların yönleri ve bu anlarda meydana getirdikleri kutupların yerleri gösterilmiştir. ( d ) anından sonra tekrar ( a ) anına dönülür. Statorun iki faz bobininden geçen iki fazlı alternatif akımın

168


bir periyotluk değişmesinde statorda meydana gelen (N-S) kutuplarının bir devir yaptığı görülmektedir.

şekil 6.1 Bir fazlı motorda döner alanın oluşması

Bu durumda motor sargılarına bir fazlı alternatif gerilim uygulandığında sar-gıların meydana getirdiği manyetik alanlar rotor kısa devre çubuklarını kestiğinde, bu çubuklar üzerinde e.m.k indükler. Rotor çubukları her iki tarafından da kısa devre edildiği için kısa devre akımları geçer ve rotorda bir manyetik alan oluşur. Stator döner manyetik alanı, rotor döner manyetik alanını peşinden sürüklemesi sonucu rotor döner.

6.1.2 Çeşitleri Bir fazlı asenkron motor çeşitleri şunlardır: • Yardımcı sargılı asenkron motorlar

• Direnç yol vermeli • Kondansatör yol vermeli

• Kalkış kondansatörlü motor • Daimi kondansatörlü motor• Kalkış ve daimi kondansatörlü motor

• Yardımcı kutuplu ( gölge kutuplu ) asenkron motorlar • Relüktans Motorlar

6.1.3 yardımcı Sargılı Motorlar Yardımcı sargılı motorlar yardımcı sargıya bağlanan devre elamanlara göre çe-

şitlendirilir. Yardımcı sargı bulunmayan motorlarda motor milini hareket ettirmek için elle hareket verilir. Yardımcı sargılı motorlarda miline yol vermek için dört çeşit yöntem kullanılır.

169


6.1.4 Direnç yol Vermeli Motor Bu tip motorlarda yardımcı sargıya seri olarak bir direnç bağlanır. Direnç yardı-

mıyla yardımcı sargı akımının gerilimden geri kalma açısı küçülmektedir. Ana sargı akımı ise gerilimden 900 yakın geridedir. Sonuçta motor statorunda bir birinden 900 ‘ye yakın faz farkı bulunan iki manyetik alan oluşur. Bu manyetik alanların etkile-şimi sonucu rotor dönecektir. Rotor devrini aldıktan sonra yardımcı sargı devreden çıkartılır. Bu tip motorlar günümüzde pek kullanılmamaktadırlar (Şekil 6.2).

şekil 6.2 Direnç yol vermeli motor

6.1.5 Kondansatörlü Motorlar Kalkış Kondansatörlü Motorlar:

Kalkış kondansatörlü yardımcı sargılı motorlarda ilk kalkınma momenti tam yük mo-mentinin 3,5 ila 4,5 katına kadar çıkabilir. Kalkış kondansatörlü motorların bir üstün-lüğü de yardımcı sargıya seri bağlı kondansatör sayesinde motorun ilk kalkınmada şebekeden çektiği akımın azalmasıdır.

Kalkış kondansatörlü motorlar, ilk kalkınmadan sonra yalnız ana sargı ile ça-lıştıklarından stator paketinden diğer kondansatörlü motor çeşitlerine göre daha az güç elde edilir. Kalkış kondansatörlü motorların kalkınma momentleri yüksek ol-masına rağmen verimleri düşüktür. Kalkış kondansatörlerinin kapasiteleri yüksektir. Kısa süreli çalışma için tasarlanmış kondansatörlerdir. Kalkış kondansatörleri üç sa-niyeden fazla devrede kalmamalıdırlar (şekil 6.3).

170


şekil 6.3 Kalkış kondansatörlü motor

Daimi Kondansatörlü Motor :

Bir fazlı yardımcı sargılı motorlarda uygun bir sargı ve kondansatör ile yardımcı sargı sürekli devrede bırakılabilir. Yardımcı sargısı ve kondansatörü sürekli olarak devrede olan motorlara daimi kondansatörlü motorlar denir. Bu motorlarda kullanılan kon-dansatörler devamlı devrede kalacak tipte olan metalik polipropilen film kondansa-törlerdir. Bu motorlarda merkez kaç anahtarı yoktur (Şekil 6.4).

Bu sebepten daha az bakıma ihtiyaç duyar. İlk kalkınma momentleri biraz düşüktür. Daimi kondansatörlü motorlar çok sessiz ve düzgün çalışır. Genellikle van-tilatör, aspiratör vb. gibi sessiz çalışmanın arzu edildiği yerlerde kullanılır.

şekil 6.4 Daimi kondansatörlü motor

171


Kalkış ve Daimi Devre Kondansatörlü Motor :

Motorun ilk kalkınma anında büyük kapasiteli kondansatöre ihtiyaç vardır. Motor normal devrini aldıktan sonra daha küçük kapasiteli kondansatörde yeterlidir. Kalkış kondansatörü ilk kalkınma anında devrededir. Motor normal devrinin % 75 aldığın-da merkez kaç anahtarı kalkış kondansatörünü devreden çıkartır. Kalkışını tamamla-yan motor daimi kondansatörlü motor gibi çalışır. Kalkış ve daimi devre kondansa-törlü motorlar, en iyi kalkış ve işletme değerlerinin elde edildiği motorlardır .

6.2. BİR FAzLI yARDIMCI SARGILI MOTORLAR

6.2.1. Bir Fazlı yardımcı Sargılı Motorların ÇalışmasıYalnız ana sargısı olan bir motora bir fazlı EMK uygulandığında ana sargıdan

geçen akım, düzgün bir döner alan meydana getirmez. Yardımcı sargılı motorların kısa devreli rotorlarının dönebilmesi için stator sargılardan geçen akımların düzgün bir döner alan meydana getirmesi gerekir.

Yalnız ana sargı ile döner alan oluşmayacağı için yardımcı bir sargıya ihtiyaç vardır. Her iki sargıda da faz farkı yok ise yine bir döner alan oluşması söz konusu değildir. şekil 6.5’de görüldüğü gibi rotor oluklarına 90° faz farklı olarak iki faz bobini yerleştirdiğimizde iki kutuplu, iki fazlı en basit sargı elde edilmiş olur.

şekil 6.5 İki fazlı alternatif akımın değişim eğrileri ve iki fazlı döner alan oluşumu

172


Stator sargılarına iki fazlı alternatif akım uygulandığında şunlar oluşur:

Şekil6.5.a:1 numaralı bobinden akım geçmektedir. II numaralı bobinde ise akımın değeri sıfırdır. Statorda yönü sağdan sola doğru olan bir alan meydana gelir.

Şekil6.5.b: Her iki bobinden de pozitif yönde akım geçmekte ve bu anda man-yetik alan, bu akımlara uyarak şekil 1. 1. a’ya göre sağa doğru kaymaktadır.

Şekil6.5.c: (90° de) I faz sıfır, II faz (+) maksimum değerdedir ve alan yönü aşa-ğıdan yukarı doğru olur.

Şekil6.5.d: (180° de) II faz sıfır, I faz (-) maksimum değerdedir ve alan yönü soldan sağa doğru olur.

Şekil6.5.e: (270° de) I faz sıfır, II faz (-) maksimum değerdedir ve alan yönü yukarıdan aşağıya doğru olur.

şekil 6.5’de görüldüğü gibi stator alanı, alternatif akımın alanına uyarak dön-mektedir. Bu bakımdan bu alana iki fazlı döner alan adı verilir.

Sonuç olarak iki fazlı stator sargılarından geçen iki fazlı alternatif akımlar düzgün bir döner alan meydana getirir. Bu, üç fazlı alternatif akımın üç fazlı stator sargılarından geçince meydana getirdiği döner alana benzer. Statorun ortasındaki sincap kafesli (kısa devreli) rotor döner alanın etkisi ile dönmeye başlar. Döner alan rotorun kısa devre çubuklarını keserek çubuklarda EMK’ler indükler. Kısa devre çu-buklardan indükleme akımları geçer ve rotorda manyetik alan meydana gelir. Rotor kutupları, stator döner alanın kutupları tarafından çekilir ve rotor, döner alanın yö-nünde dönmeye başlar. Yalnız ana sargısı bulunan bir fazlı motorun yol alabilmesi için ilk hareketin verilmesi gerekir.

6.2.2. yardımcı Sargıyı Devreden Ayırma NedenleriMotorun ilk kalkınması anında yardımcı sargı, ana sargının manyetik alanını

destekleyecek yöndedir. Fakat rotor devri, normal devrine yaklaştıkça bu kez yar-dımcı sargı hem ana sargı hem de rotor sargısı üzerinde ters etki yapar. Motorun normal çalışmasını engellemesi nedeniyle yardımcı sargı devreden çıkartılır. Eğer motor, normal devrine ulaştığı hâlde yardımcı sargı devreden çıkartılmazsa ince ke-sitli yardımcı sargıdan fazla akım geçeceğinden sargılar ısınır ve bir süre sonra da yanar.

6.2.3. yardımcı sargının yol verme paket şalteri ile devre-den çıkarılması

Start konumunda bir fazlı motorun ana ve yardımcı sargısı paralel bağlanır. Yardımcı sargı devrede iken motor yol alır. Elimizi mandaldan çektiğimizde yardım-

173


cı sargı devresindeki kontak açılacağından yardımcı sargı devre dışı kalır. Bu şalter, kullanılırken dikkat edilecek husus, mandal çevrilerek start(başlama) konumuna gi-rildiğinde elin mandaldan hemen çekilip şalterin (1) konumuna getirilmesidir.

Paket şalter ile yol vermenin bazı sakıncaları:• Paket şalter bulunan devrede enerji kesildiğinde devre, kapalı

kalacağından enerji tekrar geldiğinde alıcılar kontrolsüz çalışır.• Paket şalter ile birden fazla yerde kumanda yapılamaz.• Paket şalter devrelerine motor koruma röleleri bağlanamaz.• Yardımcı sargıyı devreden çıkarma zamanı kişinin insiyatifinde olduğundan

ideal bir çalışma gerçekleşmez.

Yardımcı sargının manyetik (yol verme) röle ile devreden çıkarılması:

Kapalı tip soğutma cihazlarında merkezkaç anahtarın tamiri için kompresörün açıl-ması gerekir. Bu yerlerde yardımcı sargının devreden ayrılması işlemi, manyetik röle ile yapılabilir. Manyetik röle motorun dışında olduğu için bozulduğunda değiştiril-mesi kolaydır.

Motor dururken manyetik röle kontakları açık konumda ve röle bobini ana sar-gıya seri bağlıdır. Motora gerilim uygulandığında yalnız ana sargı üzerinden akım geçecek, bu akım rotoru döndüremeyecektir. Rotor dönemeyince ana sargının çek-tiği akım artar. Bu akım röle bobininden de geçeceğinden bobinde oluşan manyetik alan artarak nüveyi hareket ettirir.

Kontaklar kapanarak yardımcı sargıyı devreye alır, motor yol almaya başlar. Motor yol aldıkça ana sargı akımı düşeceğinden röle bobininden geçen akımda aza-lır. Nüve ilk konumuna döner, kontakları açar, yardımcı sargıyı devreden çıkarır. Mo-tor yalnız ana sargı ile çalışmasına devam eder.

Triyaklı devreyle yardımcı sargının devreden çıkarılması:

Devreye A.C. uygulanınca ilk önce ana sargıdan akım geçer. Ancak motorun rotoru dönemez. Rotor dönmeyince ana sargının çektiği akım yükselir. Akımın yükselmesi, ana sargıya seri bağlı durumdaki ayarlı direnç (P) üzerinde oluşan gerilimi yükseltir. Ayarlı direncin geriliminin yükselmesi, triyakın geytinin tetiklenmesine neden ola-rak yardımcı sargıdan akım geçmesini sağlar. İşte bu sırada rotor döner. Ana sargının çektiği akım normal düzeyine iner. Ana sargının akımının normal düzeye inmesi, pot üzerindeki gerilimin düşmesine yol açar. P’nin geriliminin düşmesi, triyakı kesime sokar ve yardımcı sargı devreden çıkar.

Devrede ana sargıya seri bağlı olarak kullanılan ayarlı direncin gücü, ana sargı-nın gücüne yakın değerde seçilir. Bu yöntem uygulamada yaygın değildir.

174


6.2.4. yardımcı Sargılı Motorların Çeşitleri

6.2.4.1. yardımcı sargılı bir fazlı motorlarşekil 6.6’da yardımcı sargılı bir fazlı asenkron motorun yol alma sırasındaki ana

sargı (esas sargı) veya yardımcı sargı çalıştırıldığında momentin düşük olduğu ve esas sargı ile yardımcı sargının beraber çalıştırıldığında ise momentin yüksek oldu-ğu görülecektir.

şekil 6.6 Merkezkaç anahtarlı yardımcı sargılı motor

Kullanıldığı yerler:

Bu motorlar, genel olarak 0,05 – 0,33 HP aralığında güç momenti gerektiren çok sık başlatma-durdurma gerektirmeyen ve yol alma momenti düşük olan yüklerde kul-lanılır. El aletleri, çamaşır makinesi, buzdolabı, brülör, kurutucu, aspiratör, pompa vb. küçük uygulamalar bu motorun başlıca kullanım alanlarıdır.

6.2.4.2. yardımcı sargılı ve kalkış kondansatörlü bir fazlı motorlarBir fazlı yardımcı sargılı motorun kondansatörlü olanıdır. Yardımcı sargıya bir

kondansatör seri olarak bağlanırsa yardımcı sargıdan geçen akım kondansatörün etkisi ile gerilimden ileride olur. şekil 6.7’de prensip şeması verilen yardımcı sargılı ve kalkış kondansatörlü 1 fazlı asenkron motorun bağlantı şeması görülmektedir. Bu tip motorlar, bir fazlı yardımcı sargılı motorun yardımcı sargısına bir kondansa-törün seri bağlanmasıyla oluşur. Kalkınma süresince ana ve yardımcı sargı birlikte çok yüksek başlama momenti üretir. Motor, yeterli hıza ulaştıktan sonra merkezkaç anahtarı açılarak yardımcı sargı ve kondansatör devre dışı bırakılır. Bu aşamadan sonra sadece ana sargı, moment üretmeye devam eder. Yardımcı sargının devreden çıkmasıyla moment bir miktar düşerek kararlı duruma geçer.

175



Bu motorlar, yüksek başlama momenti gerektiren uygulamalarda tercih edilir ve 120 W ile 7,5 KW aralığındaki güç değerlerinde imal edilir. Kompresörler, büyük van-tilatörler, pompalar ve yüksek ataletli yükler başlıca kullanım alanlarıdır.

şekil 6.7: yardımcı sargılı ve kalkış kondansatörlü bir fazlı asenkron motorun prensip şeması

6.2.4.3. yardımcı sargılı ve daimi kondansatörlü bir fazlı motorlar

şekil 6.8: yardımcı sargılı ve daimi kondansatörlü bir fazlı asenkron motorun prensip şeması

şekil 6.8’de prensip şeması verilen yardımcı sargılı ve daimi kondansatörlü bir fazlı asenkron motorun şekli görülmektedir.Bu motorlarda santrifüj anahtar yoktur. İlk kalkınma momenti, tam yük momenti civarındadır. Burada kullanılan kondansa-tör hem yol alma momentini biraz yükseltir hem de çalışma anında güç kat sayısını l’ e yaklaştırır. Daimi kondansatörlü motor, çok düzgün ve sessiz çalışır.

176


Santrifüj anahtarın olmamasından dolayı daha az bakıma ihtiyaç gösterir. Ge-nellikle vantilatör, aspiratör, brülörlerde ve sessiz çalışmanın arzu edildiği yerlerde bu motorlar kullanılır. Bu tip motorlar, bir fazlı yardımcı sargılı motorun yardımcı sargısına bir kondansatörün seri bağlanmasıyla oluşur. Kalkınma süresince ana ve yardımcı sargı, birlikte çok yüksek başlama momenti üretir.


Bu motorlar yüksek başlama momenti gerektiren uygulamalarda tercih edilir ve 120 W ile 3 KW aralığındaki güç değerlerinde imal edilir. Kompresörler, büyük vantilatör-ler, pompalar ve yüksek ataletli yükler başlıca kullanım alanlarıdır.

6.2.4.4. yardımcı sargılı, kalkış ve daimi kondansatörlü bir fazlı motorlarşekil 6. 9’da prensip şeması verilen yardımcı sargılı, kalkış ve daimi kondan-

satörlü bir fazlı asenkron motorun senkron hız-moment karakteristiğinde sadece devamlı kondansatörlü çalıştırıldığında momentin düşük olduğu ve yol alma kon-dansatörü ile beraber çalıştırıldığında ise kalkış momentinin yüksek olduğu görülür. Ayrıca kalkış kondansatörü, devre dışı kaldıktan sonra moment düşmektedir.

şekil 6.9: yardımcı sargılı, kalkış ve daimi kondansatörlü bir fazlı asenkron prensip şeması

Bu tip motorlarda yardımcı sargı ve ona seri bağlı kondansatör, motorun çalış-tığı süre içerisinde sürekli devrede kalır. Kalkınma momentleri düşüktür ve güç kat sayısı yüksektir.

Bu motorlar, özel amaçlı yerlerde kalkınma momentinin düşük, normal yük momentinin yüksek olduğu yerlerde kullanılır. 0,001 HP ile 0,75 HP aralığındaki güç-lerde üretilir. Bu motorun en önemli özelliği sessiz çalışmasıdır.

177



Hastane, stüdyo, fabrikaların sessiz çalışılması gereken bölümleri gibi sessiz çalışma-nın gerekli olduğu uygulamalarda bu motor tercih edilir.

6.2.5. Devir yönünün DeğiştirilmesiMotorun dönüş yönünü değiştirmek için ana veya yardımcı sargıdan herhangi

birinin uçları yer değiştirilir. Bu sargıların herhangi birinin uçlarının yer değiştirme-siyle stator alanının dönüş yönü ters çevrilir. Sonuç olarak da rotorun dönüş yönü değiştirilir.

Aspiratör, vantilatör, kompresör, küçük çamaşır makinesi gibi motorlar daima bir yönde döner. Bu nedenle sargı uçları, stator içinde bağlanarak dışarıya üç uç çı-kartılır. Uçlardan ikisi ana sargı, diğeri ise yardımcı sargı ucudur ve bu uç, santrifüj anahtara bağlanır. Devir yönü sık sık değiştirilen motorlarda ise klemens tablosuna dört uç çıkartılır.

Devamlı sağa ve sola çalışan tezgâhlarda, motorun devir yönünü değiştirmek için devir yönü değiştirme şalteri kullanılır.

6.2.6. Bir Fazlı Motorlarda Devir AyarıÜç fazlı asenkron motorlarda olduğu gibi yardımcı sargılı motorların devir sa-

yıları, kutup sayılarına ve şebeke frekansına bağlıdır.

Ayrıca gerilimi değiştirerek devir ayarı yapılabilir. Ancak Md = KxU2 formü-lünden de görüleceği gibi motorun momenti gerilimin karesi ile doğru orantılıdır. Gerilim azaltılırsa moment de azalır. Momentin düşmesinde sakınca olmayan uygu-lamalarda bu yöntem kullanılabilir. Yardımcı sargılı motorların boştaki devir sayıları ile tam yük altındaki devir sayıları %2, 5 ile %5 arasında değişir. Bunun için üç fazlı asenkron motorlarda olduğu gibi bu motorların da devirleri sabittir.

Kutup sayısının değiştirilmesi:

iki devirli yardımcı sargılı motor elde edebilmek için iki ayrı ana sargıya ve iki ayrı yardımcı sargıya ihtiyaç vardır. örneğin, statora 4 kutuplu ana ve yardımcı sargılar yerleştirildikten sonra 2 kutuplu ana ve yardımcı sargılar yerleştirilir. Böylece İki de-ğişik devir elde edilir.

Frekans değiştirici ile bir fazlı motorun devir ayarı:

Bir fazlı motorlar 0 ile 650 Hz arasındaki frekanslarda çalıştırılarak geniş aralıklı bir devir ayarı imkânı vardır. Bir fazlı motorlar, küçük güçlü olarak yapıldıklarından devir ayarı problemi üç fazlı olan motorlara göre daha az ve frekans değiştirici ile bir fazlı

178


motor devir ayarı masraflıdır. Bu nedenle bir fazlı motorlarda frekans değiştirici ile devir ayarı kullanılmamaktadır.

6.2.6.1. yardımcı Sargılı Motorlarda Devir AyarıÖn dirençlerle devir sargısının değiştirilmesi:

Çok küçük güçteki bir fazlı motorlarda bazen statora seri bağlanan dirençle devir ayarı yapılır. Ancak yaklaşık olarak düşen gerilimin karesi İle motorun devrilme ve kalkış momenti düşer. Bu nedenle bu tür devir ayarı kullanılmamaktadır.

Uygulanan gerilimin düşürülmesi:

Yük altında çalışan bir yardımcı sargılı motora uygulanan gerilim düşürülürse mo-torun döndürme momenti, uygulanan gerilimin karesine bağlı olarak azalacaktır. Döndürme momentinin azalması, motorun devrinin düşmesine, kaymanın büyü-mesine neden olur. Kaymanın artması, rotordaki bakır kayıplarının artmasına sebep olduğu hâlde, küçük motorlarda bu kayıp ihmal edilebilir (Rotor bakır kaybı önem-senmeyecek bir değerdedir.). Bu da motorun devrinin düşmesine neden olur.

6.2.7. yardımcı Sargılı Motorların Kullanma AlanlarıYardımcı sargılı motorların çok geniş bir kullanma alanı vardır. Bir fazlı motor-

lar içinde en büyük güçlü olarak bu motorlar yapılır. En büyük yardımcı sargılı motor 1,5 - 2 Hp gücündedir. Yardımcı sargılı motor çeşitlerine göre kullanım alanları şun-lardır:

• Yardımcı sargılı motorların kullanım alanları: Aspiratörler, üfleyici motorlar, bulaşık makinesi gibi düşük veya orta dereceli yol alma momenti gereken yerlerdir.

Resim 6.1 Aspiratör ve üfleyici motorları

• Yardımcı sargılı ve kakış kondansatörlü motorların kullanım alanları: Kompresör, pompa, vinç, buzdolabı, çamaşır makinesi gibi yol alması zor

179


olan yerlerdir.

Resim 6.2 Klima ve buzdolaplarında kullanılan kompresör motoru

• Yardımcı sargılı ve daimi kondansatörlü motorların kullanım alanları: Aspiratör, üfleyici motorlar, pompa gibi az gürültülü yerlerdir.

• Kalkış ve daimi kondansatörlü motorların kullanım alanları: Kompresör, pompa, üfleyici motorlar gibi az gürültü ve yüksek moment gerekli yerlerdir.

şekil 6.10 Buzdolabı kompresör motoru ve motor devre şemaları

180


Kontaktör yardımı ile bir yönde sürekli çalıştırma:

şekil 6.11 Bir fazlı asenkron motorun sürekli çalışma güç ve kumanda şeması

Bir fazlı yaylı paket Şalter ile bir yönde sürekli çalıştırma:

şekil 6.12 Bir fazlı asenkron motorun sürekli çalışma diagramı ve şeması (yaylı paket şalter ile)

181


Enversör paket Şalter yardımı ile devir yönü değişimi :

şekil 6.13 Bir fazlı asenkron motorun devir yönünün değiştirilmesi (enversör paket şalter yardımı ile)

6.2.8. Merkezkaç Anahtar Bir fazlı yardımcı sargılı motorlarda, motor kalkınırken yardımcı sargıyı dev-

rede tutan normal devrinin %75’ine ulaştığında yardımcı sargıyı devreden ayıran anahtara merkezkaç veya santrifüj anahtar denir (Resim 6.4 ve Resim 6.5).

182


Resim 6.3 Merkezkaç anahtarı hareketli parça ve kontağı

6.2.8.1. Çalışma Prensibi Merkezkaç anahtarı isminden de anlaşılacağı gibi merkezkaç kuvvetinin et-

kisiyle çalışır. Dairesel hareket yapan her cismi merkez dışına itmeye çalışan bir kuvvet vardır. Bu kuvvete merkezkaç kuvveti denir. Motor çalışmaz iken merkezkaç anahtarın kontakları kapalıdır ve yardımcı sargıyı devreye sokar. Motor çalışmaya başladığında devir sayısı artıkça merkezkaç kuvvetinin etkisi de artar. Motor normal devrinin %75’ine ulaştığında hareketli kısım merkezkaç kuvvetinin etkisiyle dışarı doğru çekilerek kontak üzerindeki basıncı kaldırır. Bu sırada kontak açılarak yardım-cı sargıyı devreden çıkartır.

Bir fazlı yardımcı sargılı motorlarda yardımcı sargıyı devreden çıkartmak için en çok kullanılan yöntem merkezkaç anahtarıdır. Yapısı basit sağlam ve kullanışlıdır. Tek olumsuz yanı herhangi bir arıza sonucu, merkezkaç anahtarının kontrol edilmesi için motorun sökülmesi gerektiğidir. Kullanılan diğer ayırma elemanları motorun dı-şında yer alır. Herhangi bir arızada kontrol işlemi için motoru sökmeye gerek yoktur.

6.2.8.2. yapısı Merkezkaç anahtarı iki kısımdan meydana gelir. Duran kısmı motor arka kapa-

ğında, hareketli kısmı ise rotor üzerindedir. Hareketli kısmı bir göbek sacı, bir itme bileziği, iki adet palet ve iki adet yaydan oluşur. Duran kısım ise motorun arka kapa-ğına monte edilmiş kontaktan meydana gelir.

Merkezkaç anahtarının hareketli kısmı arka rulmandan önce arka milin tırtıklı yerine monte edilir. Göbek sacı ile itme bileziği mil üzerine monte edilir. Göbek sacı ile itme bileziği arasına ikişer adet palet ve yay takılır. Kontak motorun arka kapa-ğına monte edilir. Normal durumda merkezkaç anahtarının itme bileziği kontağa bastığından, kontak kapalıdır (Resim 6.7). Merkezkaç kuvveti ile itme bileziğinin çe-kilmesini sağlayan hız değerini etkileyen elemanlar, paletler ve yaylardır (Resim 6.6). Kullanılacak palet ve yaylar motorun hız değerine uygun seçilmelidir.

183


Resim 6.4/A Hareketli kısım parçaları ve anahtarının kontağı

Resim 6.5 Merkezkaç anahtarının rotor üzerindeki hareketli parçaları

Merkezkaç anahtarının arka kapağında bulunan kontaklar değişik yapı şekil-lerinde yapılabilmektedir (Resim 6.9).

Resim 6.6 Merkezkaç anahtarında kullanılan çeşitli kontak yapı tipleri

184


6.2.8.3. Çeşitleri Merkezkaç anahtarları kullanılacak motorun devir sayısına göre değişmekte-

dir. Motor hızına bağlı olarak merkezkaç kuvvetinin yaptığı etki de değişmektedir. Bu sebepten merkezkaç anahtarlarda devir sayısına göre kullanılacak yaylar ve pa-letlerde değişir. Genel olarak hıza göre merkezkaç anahtarları şu şekilde sınıflandı-rılır.

• 2 kutuplu ( 3000 d/d ) motorlarda kullanılan merkezkaç anahtarları• 4 kutuplu ( 1500 d/d) motorlarda kullanılan merkezkaç anahtarları

Resim 6.7: 3000 devirde kullanılan yaylar ve kullanılan palet

Resim 6.8/A: 1500 devirde kullanılan yaylar ve paletler

Resim 6.8’de görüldüğü gibi 4 kutuplu ( 1500 d/d) motorlarda kullanılacak merkezkaç anahtarının paletlerine ağırlıklar konmuştur. Böylece merkezkaç kuvve-tinin etkisiyle daha erken bir devirde kontakların açılması sağlanmıştır.

• 6 kutuplu ( 1000 d/d) motorlarda kullanılan merkezkaç anahtarları Kullanılan parçalar 1500 devirde kullanılanlarla aynıdır. Sadece yaylar farklılık gösterir. Ayrıca motorun gövde büyüklüğüne göre de merkezkaç anahtarları büyük boy ve küçük boy olmak üzere iki çeşittir.

185


6.3 yARDIMCI KUTUPLU (GÖLGE KUTUPLU) MOTORLAR

6.3.1. Gölge Kutuplu MotorlarGölge kutuplu motorlar küçük güçlü motorların en ucuzu ve en basit yapılı

olanıdır. Genellikle 100 Watt’ a kadar olan güç uygulamalarında kullanılır. Başlama momenti güç katsayısı ve verimi düşüktür. Motorun devir yönü değiştirilemez.

6.3.1.1. yapısı Stator:

Resim 6.9’da yardımcı kutuplu motorun iki tipi görülüyor. Bu motorlarda statorlar çıkıntılı kutupu olarak saç paketlerinden yapılırlar. Kutupların birer kenarlarına yarık açılmış ve buraya bakır halkalar takılmıştır. Çıkıntılı kutuplara bobinler yerleştirilir.

Resim 6.9: Stator

Rotor:

Yardımcı kutuplu motorların rotorları kısa devreli rotorlardır. Üç fazlı asenkron mo-torun kısa devreli rotorundan hiçbir farkı yoktur.

Resim 6.10 Gölge kutuplu motorun yapısı

186


Resim 6.11: Rotor ve kapaklar

6.3.1.2. Motorun Çalışma Prensibi Yardımcı kutuplu motorun stator sargıların a1 fazlı alternatif emk uyguladı-

ğımızda sargılardan sinisoidal akım geçer. Bu akım dalgalı bir manyetik akı meydana getirir. Stator sargılarından geçen akım yön değiştirince, manyetik akıda akıma bağlı olarak yön değiştirir. Yardımcı kutuplu motorun bir kutbunu ele alarak, akımın yarım periyotluk değişmesinde kutbun manyetik akısındaki değişiklikleri inceleyelim. Kut-bun meydana getirdiği manyetik alanın değişimi şekil 6.14’te görülüyor.

Kutup bobininden geçen akım 0’dan pozitif maksimuma yakın (a) değerine doğru artarken, kutbun manyetik akısıda artacaktır. Artan manyetik akı, bakır halka üzerinde bir emk endükler, buda bakır halkadan endükleme akımının geçmesine sebep olur. Lenz Kanununa göre, bakır halkadan geçen endükleme akımı kendisini meydana getiren manyetik akının artışına engel olacak şekilde (yani zıt yönde) man-yetik akı meydana getirir. Yardımcı kutbu meydana getiren bakır halkanın bulun-duğu kutup parçasındaki manyetik akı zayıflamış olur. Kutup yüzeyinde manyetik akının düzgün dağılışı bozulduğu için manyetik akı ekseni kutbun bir tarafına doğru kaymış olur (şekil 6.14 A).

Kutup bobininden geçen akım a ve b arasında maksimuma çok yakındır. Bu kısımda akımdaki değişme çok küçüktür. Kutbun meydana getireceği manyetik akı-da çok az değişecek yani akı sabit kalacaktır. Sabit manyetik alan içinde kalan bakır halkada hiçbir emk endüklenmez ve bakır halkadan geçen akım sıfır olur. Bakır hal-kanın etkisi olmayınca, manyetik akı kutup yüzeyine düzgün olarak yayılır. Manyetik akının ekseni kutbun ortasına doğru kayar. şekil 6.14 B’de bu durum görülüyor.

şekil 6.14 C’de görüldüğü gibi maksimum değeri geçmiş olan akım azalarak sı-fıra düşer. Kutbun manyetik akısıda azalmaya başlar. Manyetik akının azalması bakır

187


halkada bir emk endükler ve bakır halkadan endükleme akımı geçer. Bakır halkadan geçen endükleme akımının meydana getireceği manyetik akının yönü, azalan ku-tup akısının azalmasını önlemek için kutup alanı ile aynı yöndedir.

Bu durumda bakır halkanın bulunduğu kutup yüzeyinde manyetik alanın yo-ğunluğu artar. Böylece, manyetik akının ekseni bakır halka (yardımcı kutup) tarafına doğru kayar. Kutup bobininden pozitif yarım peryotluk akım geçince, N kutbu mey-dana geldi ve manyetik akı kutup yüzeyinde bakır halkaya doğru kaydı. Bobinden akımın negatif yarım peryodu geçerse, S kutbu meydana gelir ve manyetik akı yine kutup yüzeyinde kutbun bir tarafından bakır halkaya doğru kayar.

şekil 6.14 Kutup bobininden geçen akıma göre meydana gelen manyetik akının değişimi

şu halde, akım yön değiştirdikçe kutup değişiyor (N ise S kutbu oluyor) yalnız, manyetik alanın kutup yüzeyinde kayması hep aynı yönde bakır halkaya (yardımcı kutba) doğru olur. İki kutbun ortasındaki kısa devreli rotor çubukları üzerinde deği-şen manyetik akı emk’ler endükler ve kısa devreli rotor çubuklarından da indükleme akımları geçer. Rotor manyetik alan meydana getirir.

Kutup yüzeyinde manyetik akının kayması rotorun bir tarafındaki kutupta bir yöne ise, rotorun diğer tarafındaki kutupta ise ters yöne doğrudur. Manyetik akının kutup yüzeyinde kayması sanki kutup dönüyormuş gibi rotor üzerinde bir etki ya-par. Meydana gelen döndürme momentinin etkisi ile rotor manyetik akının kayma yönünde, yani yardımcı kutuplara doğru, dönmeye başlar.

Kullanıldığı Yerler: Yapısının basitliği, boyutunun küçüklüğü ve ucuz olmasından do-layı küçük güç ve kalkınma momenti gerektiren aspiratör, saç kurutma makinesi, elektrikli ısıtıcı ve oyuncaklar gibi birçok uygulamada yaygın olarak kullanılır.

188


DEĞERLENDİRME SORULARI

Aşağıdaki cümlelerin başında boş bırakılan parantezlere, cümlelerde verilen bilgiler doğru ise D, yanlış ise Y yazınız.

1. ( ) Bir fazlı yardımcı sargılı motorlarda, yardımcı sargının görevi kalkınma momentini artırmaktır.

2. ( ) Bir fazlı yardımcı sargılı motorlarda kondansatör kullanılarak ana sargı ile yardımcı sargı arasında faz farkı oluşturulur.

3. ( ) Bir fazlı motorlarda en fazla görülen arıza kalkış kondansatörünün açık devre olması sebebiyle, motorun fazla akım çekerek yanmasıdır.

4. ( ) Bir fazlı kalkış kondansatörlü motorların kalkınma momentleri düşüktür.

Aşağıdaki cümlelerde boş bırakılan yerlere getirilecek bilgilerin bulunduğu

seçeneği işaretleyiniz.

5. Merkezkaç anahtarı yardımcı sargıya ……………. bağlanır.

6. Merkezkaç etki ile itme bileziğinin çekilmesini sağlayan hız değerini etkileyen elemanlar ……………….. ve ………………dır.

7. Merkezkaç anahtarının duran kısmını motor kapağında bulunan ………….. oluşturur.

8. Merkezkaç anahtarının kontakları normalde ( motor dururken ) …………….dır.

9. Yardımcı sargıyı devreden ayırmak için en çok kullanılan yöntem ............ anahtarı kullanmaktır.

6. ÜNİTEEl aletleri, çamaşır makinesi, buzdolabı, brülör, kurutucu, aspiratör, pompa vb. küçük uygulamalar bu motorun başlıca kullanım alanlarıdır. 6.2.4.2. yardımcı

Documents