Giriş
Elektrik motorları, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmekten sorumludur. Elektronik ve mekanik endüstride önemli bir cihazdır çünkü birçok elektronik alet, alet ve makine inşasında hayati bir rol oynamaktadır. Bu makale, elektrik motorlarının farklı türlerini, uygulamalarını ve daha fazlasını inceleyeceği için elektrik motorları dünyasına yeni başlayanlar için bir rehber olacaktır.
Elektrik Motorları nedir?
Elektrik motorları, genellikle elektromanyetik prensibi kullanarak elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren cihazlardır. Çoğu elektrik motoru, motorun manyetik alanı ile bir tel etrafında sarılmış elektrik akımları arasındaki etkileşim yoluyla, motor miline sağlanan tork şeklinde kuvvet üretir.
Elektrik motorları, doğrultucular veya piller gibi doğru akım (DC) kaynakları veya elektrik jeneratörleri, enerji şebekeleri veya inverterler gibi alternatif akım (AC) kaynakları ile çalıştırılabilir. Elektrik motorları, güç kaynağı türüne, yapısına, uygulamasına ve hareket çıkış türüne göre sınıflandırılabilir.
Elektrik Motorlarının Ana Bileşenleri
Elektrik motoru farklı parçalara sahiptir, ancak ana bileşenler şunlardır:
- Elektrik Motor Rulmanları: Rotor, motor muhafazasından gelen yatakların desteği sayesinde ekseni etrafında döner. Rotor, motor muhafazasından gelen yatakların desteği sayesinde ekseni etrafında döner.
- Elektrik Motoru Rotoru: Rotor, motorun hareket eden ve mekanik enerji üreten bir bileşenidir. Temelde akım taşıyan iletkenleri tutar ve stator manyetik alanı, milin dönmesi için bir kuvvet uygular.
Ancak, diğer rotorlar kalıcı mıknatıslar içerir ve stator iletkenleri tutar. Kalıcı mıknatıslar, daha geniş bir güç aralığında ve çalışma hızında yüksek verimlilik sağlar.
Rotor ile stator arasındaki hava boşluğu, rotorun dönmesini sağlar. Boşluğun genişliği, motorun elektriksel özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Genellikle mümkün olduğunca küçük yapılır, çünkü büyük bir boşluk zayıf performansa neden olabilir. Elektrik motorları, öncelikle tasarımları nedeniyle düşük bir güç faktörü ile çalışır.
- Elektrik Motoru Statoru:Stator, rotorun etrafını sarar ve alan mıknatıslarını barındırır. Bu mıknatıslar, demir ferromanyetik bir çekirdek üzerine sarılmış tellerden oluşan elektromıknatıslar veya kalıcı mıknatıslar olabilir. Mıknatıslar, rotor sargısı üzerinden geçen bir manyetik alan oluşturur ve buna kuvvet uygular. Statorun demir çekirdeği, yalıtım ile kaplanmış birden fazla ince metal levhadan oluşur ve bunlara laminasyon denir. Laminasyonlar, katı bir çekirdek kullanıldığında meydana gelen enerji kaybını azaltır.
- Elektrik Motoru Armürü: Armature, ferromanyetik bir çekirdek üzerine sarılmış telden yapılmıştır. Bir telden elektrik akımı geçtiğinde, tel üzerinde Lorentz kuvveti oluşturan bir manyetik alan yaratır, bu da rotorun dönmesine ve mekanik çıkış sağlamasına neden olur. Tel bobinleri, akım verildiğinde manyetik kutuplar oluşturmak için lamineden yapılmış bir demir çekirdeğin etrafına sarılır.
- Elektrik Motoru Komütatörü: Bir komütatör, şaft dönerken rotor sargısındaki akım akışını periyodik olarak tersine çeviren bir döner anahtardır ve rotora alternatif veya doğru akım sağlar. Bir silindiri, armatur üzerindeki birden fazla metal temas bölümünden oluşur. Elektrik akımını rotora aktarmak için fırça olarak bilinen elektriksel kontaklar kullanılır. Bu fırçalar, komütatöre basılan karbon gibi yumuşak bir iletken malzemeden yapılmıştır. Rotor dönerken, fırçalar komütatörün her bir ardışık bölümüyle kaymalı temaslar oluşturur ve rotora akım sağlar. Ayrıca, rotor tel sargıları komütatör bölümlerine bağlanmıştır.
Elektrik Motoru Türleri
Birçok elektrik motoru türü vardır ve bunlar, iletkenlerin ve alanın nasıl düzenlendiği ve ayrıca mekanik çıktılar, tork, hız ve pozisyon üzerinde ne kadar kontrol sağlanabileceği açısından farklılık gösterir. Aşağıda bazı ana elektrik motoru türleri tartışılmaktadır.
- DC Motorları
DC motor, doğru akım (DC) elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren herhangi bir döner makinedir. DC motorlar, doğru akım aydınlatma sistemleri ile beslenebildikleri için yaygın olarak kullanılmıştır. DC motor hızı, değişken bir voltaj kaynağı veya alan sargısındaki akım gücünü değiştirerek geniş bir aralıkta kontrol edilebilir.
Küçük DC motorlar, aletler ve oyuncaklar gibi cihazlarda kullanılırken, büyük olanlar asansörler ve kaldırma makinelerinin, elektrikli araçların ve çelik için haddehanelerin tahrikinde kullanılır.
- AC Motorlar
AC motor, alternatif akımda çalışan bir elektrik motorudur. Manyetik alan oluşturan bobinlere sahip dış bir statora sahiptir. İkinci bir dönen manyetik alan oluşturmak için mil ile bağlı iç bir rotora sahiptir.
İki ana AC motor türü vardır: senkron ve indüksiyon motorları. İndüksiyon veya asenkron motor, rotor mili ile statorun dönen manyetik alanı arasındaki hız farkına, kayma denilen küçük bir farkı kullanarak tamamen bağımlıdır; bu da rotorun AC sargısında rotor akımına yol açar.
- 12V Motorlar
12V DC motor uygun fiyatlı ve küçük ama birçok uygulamada kullanılacak kadar güçlüdür. 12V DC motorlar genellikle fırçasızdır ve elektrik akımını hareket ettirmek için fırça kullanmadan çalışabilirler. 12V DC motorun benzersiz bir özelliği çalışma voltajıdır.
- Adım Motorları
Adım motoru, adım motoru olarak da adlandırılan, elektriksel darbeleri hassas mekanik hareketlere dönüştüren elektromekanik bir cihazdır. Fırçasız DC motor, tam bir dönüşü birkaç eşdeğer adıma böler. Şaftın döner pozisyonundaki kesin tanımlı artışlara, bir dizi giriş darbesini kare dalgalar olarak dönüştürmesi ile karakterizedir.
Bir stepper motor, merkezi bir rotorun etrafını saran dişli elektromıknatıslar içerir; bu rotor, dişli şeklinde bir demir parçadır. Elektromıknatısları besleyen bir mikrodenetleyici veya harici bir sürücü devresi bulunmaktadır.
- Endüstriyel Motorlar
Endüstriyel elektrik motorları, elektrik enerjisini mekanik güce dönüştürerek döner veya lineer kuvvet üretir. Bazı endüstriyel motorlar doğru akım (DC) ile çalışsa da, genellikle güç şebekeleri veya jeneratörler gibi alternatif akım (AC) kaynaklarıyla beslenirler.
Endüstriyel bir motorun bileşenleri rotor, stator, bobin, hava aralığı ve komütatördür. Bilmeniz gereken diğer motor türleri tek fazlı motorlar, servo motorlar, 3 fazlı motorlar, 2HP elektrik motorları, 1HP elektrik motorları ve fırçasız motorlardır.
Elektrik Motorlarının Uygulamaları
Elektrik motorları, esasen fanlar ve makine aletleri, pompalar, alternatörler, elektrikli aletler, taşıyıcılar, kompresörler, türbinler, haddehaneler, gemiler ve kağıt fabrikaları gibi çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır.
Elektrik motoru, yüksek voltajlı AC ısıtma, soğutma ve havalandırma ekipmanları, motorlu taşıtlar ve ev aletleri gibi çeşitli uygulamalarda önemlidir.
Standart motorlar, endüstriyel kullanım için uygun mekanik enerji sağlar. Uygulamalar arasında makine aletleri, elektrikli aletler, endüstriyel fanlar, üfleyiciler ve pompalar, ev aletleri, araçlar ve disk sürücüleri bulunmaktadır.
Küçük motorlar genellikle elektrikli saatlerde kullanılırken, rejeneratif frenleme genellikle çekiş motorlarında kullanılmaktadır. Elektrik motorları, çekiş motorlarında, sürtünme ve ısı nedeniyle kaybolabilecek gücü geri kazanmak için jeneratörler olarak ters yönde rejeneratif frenleme için kullanılır.