ASENKRON MOTORLAR

Asenkron Motorlar

Yapısı

Asenkron motorlar (endüksiyon motorları)endüstride en fazla kullanılan motorlardır.Asenkron motorların devir sayıları yükle çok az değişir,bu motorlar sabit devirli motorlar sınıfına girerler.Doğru akım şönt motorlarında devir sayısı büyük sınırlar içinde değiştirilebilir.Halbuki endüksiyon motorun devir sayısı sınırlı olarak bir veya iki kademeli değiştirilir.Bu yönden D.A şönt motoru asenkron motordan üstündür.Yalnız,

a)Asenkron motorlar daha ucuzdur.
b)Asenkron motorlar bakıma az ihtiyaç gösterirler.
c)Asenkron motorların çalışmaları sırasında elektrik arkı meydana gelmez,(D.A. motorları çalışırken kolektör dilimleri ile fırçalar arasında kıvılcımlar çıkar).
Bu özellikler,asenkron motorların endüstride en çok kullanılan motorlar olmalarına sebep olmuştur.
Asenkron motorların(endüksiyon motorları)yapısını inceleyelim:
Asenkron motorun bütün parçaları şekil 1.1 de detaylı olarak görülüyor.Motor parçalarının adları da numaralanmak suretiyle verilmiştir.Asenkron motorlar genel olarak STATOR ve ROTOR olmak üzere iki kısımdan yapılmışlardır.

Stator:

Stator asenkron motorun duran kısmıdır.0,4-0,5 veya 0,8 mm kalınlığında silisyumlu saçlar özel kalıplarla preste basılır.Şekil 1.2 de presten çıkan bir stator sacı görülüyor.Stator ve rotor saclarını birlikte aynı zamanda basan kalıp şekil 1.3 (a) da görülüyor.Stator ve rotor saclarının kalıpla birlikte basılmış işlemi şekil 1.3 (b) de görülüyor.Stator sacları şekil 1.4 (a) da görüldüğü gibi paketleyince üç fazlı sargıların yerleştirileceği stator nüvesi elde edilir.Bu nüve şekil 1.4 (b) de görüldüğü gibi stator gövdesinin içine sıkıca yerleştirilir.Gövdeye motor kapakları takılır,motor kapakları ortalarındaki bilyalı yataklar statorun ortasında dönecek olan rotora yataklık ederler.Motor kapakları ,bilyalı yataklar ve rotor şekil 1.1 de görülüyor.

Rotor:

Asenkron motorun dönen kısmına rotor denir.Kısa devreli rotor (sincap kafes rotor) ve sargılı rotor (bilezikli rotor) olmak üzere iki çeşit rotor vardır.Şekil 1.5 de kısa devreli rotor ve bilezikli rotor görülüyor.

Kısa devreli rotor(Sincap kafesli rotor):Stator gibi silisyumlu saçlar kalıpla kesilerek paket edildikten sonra rotor kanalları içine alüminyum eritilerek pres dökümle kısa devre kafes sargıları meydana getirilir.Rotorun iki tarafında rotor çubuklarını kısa devre eden halkalarda,alüminyum döküm yapılırken küçük kanatçıklar meydana getirilir.Bu kanatçıklar pervane ödevi görerek motorun soğumasını sağlar.Şekil 1.6 da kısa devreli rotorun kafesi ve rotorun iki tarafındaki kısa devre halkaları ile kanatçıklar görülür.
Bazı büyük rotorlarda kanallarla bakır çubuklar yerleştirilir.Rotorun iki tarafına konan bakır halkalara bakır çubuklar kaynak edilerek sincap kafes yapılır.

Sargılı rotor(Bilezikli rotor):Saçları paketleyerek silindir şeklinde yapılan rotorun üzerindeki oluklara (ankoşlara) 3 fazlı alternatif akım sargısı yerleştirilir. 120o faz farklı olan üç fazlı sargılar yıldız veya üçgen bağlandıktan sonra çıkarılan 3 uç ,rotor miline yalıtılarak yerleştirilen 3 bileziğe bağlanır.

Asenkron Motorun Çalışma Prensibi

1-Alüminyum Diskin Döndürülmesi:

Bir eksen etrafında serbestçe dönebilen alüminyum bir disk ve U mıknatısının aynı mile serbestçe dönebilecek ve alüminyum diske sürmeyecek şekilde yerleştirelim.
a) U şeklindeki mıknatısı saat ibresinin yönünde döndürelim.Mıknatısın N ve S kutuplarındaki manyetik kuvvet çizgileri alüminyum diski keseceğinden,alüminyum diskte fuko akımları indüklenir. Şekilde diskte indüklenen fuko akımları gösteriliyor.Manyetik alan içinde bulunan bu fuko akımları itileceklerinden disk mıknatısın döndürüldüğü yönde dönmeye başlar.
b) U mıknatısı hareket etmediği zaman N ve S kutuplarının manyetik kuvvet çizgileri alüminyum diski kesmediklerinden fuko akımları endüklenmez, dolayısıyla disk de dönmez.
c) Alüminyum disk U mıknatısının döndürüldüğü yönde daha düşük devirle döner. U mıknatısının kutuplarının meydana getirdiği manyetik kuvvet çizgilerinin diski kesme hızı,bu iki devir arasındaki fark kadardır.Diskin devri mıknatısın devrine eşit olursa,disk ile mıknatıs beraber dönüyor demektir,bu durumda mıknatısın manyetik çizgileri alüminyum
diski kesmeyecek, fuko akımları da meydana gelmeyecektir.Bu (b) deki durumdan farklı olmayacaktır.
Şu halde,diskin devri mıknatısın devrine hiçbir zaman eşit olmaz.Alüminyum diskin devri mıknatısın devrine eşit olduğundan fuko akımları indüklenmez. Dolayısıyla,diski döndüren kuvvet ortadan kalkar,diskin de devri düşer.Disk devrinin düşmesi mıknatısın kuvvet çizgilerinin diski kesmesine sebep olur,diskte fuko akımları endüklenir ve bir döndürme momenti meydana gelir.Disk dönmesine devam eder.

Kısa Devreli Rotorun Döndürülmesi:

NS daimi mıknatıs kutuplarının ortasına kısa devreli bir rotor koyalım.Kutupların bulunduğu gövdeyi bir motorun kasnağına kayışla bağlayalım. Kasnaktan alınan hareketle NS kutuplarının tespit edildiği gövde döndürülünce,kısa devreli rotorun da aynı yönde dönmeye başladığı görülür.
a)Kutuplar dönmediği zaman,N kutbundan çıkan manyetik kuvvet çizgileri rotordan geçerek S kutbuna gelirler,ve iki kola ayrılarak demir gövde üzerinden N kutbuna dönerler.Manyetik kuvvet çizgileri sayısında bir değişme olmadığı ve rotordaki kısa devre çubuklarını kesmedikleri için rotor çubuklarında bir emk endüklenmez.
b)Kutupları saat ibresi yönünde (n) devri ile döndürelim. N kutbundan S kutbuna giden manyetik kuvvet çizgileri,duran rotorun kısa devre çubuklarını kestikleri için çubuklarda emk’ler indüklenir. Bakır veya alüminyum çubuklar rotorun iki tarafındaki bakır veya alüminyum halkalarla kısa devre edilmiş oldukları için çubuklardan indüklenen akımları geçer. Rotorun NS kutuplarının döndüğü yönde dönmesi iki şekilde açıklanabilir.

• Manyetik alan içinde bulunan rotor çubuklarından endüksiyon akımı geçince,herbir çubukmanyetik alanın dışına doğru itilecektir.Şekil 2.2 (b) de görüldüğü gibi N kutbunun altındaki çubuklarda akım yönü kağıttan bize doğru (⊙),S kutbunun altındaki çubuklarda akım yönü bizden kağıda doğrudur.(⊕)Çubukların manyetik kuvvet çizgilerini kesme yönüne göre,sağ el kaidesi ile çubuklardan geçen akımların yönleri yukarıda açıklandığı gibi bulunur.Manyetik alan içinde bulunan bir iletkenden akım geçtiğinde iletkenin itiliş yönü ,sol el kaidesi ile bulunur,şekil 2.2 (b) de çubukların itiliş yönleri işaretlenmiştir.N kutbunun altındaki çubuklar sağ tarafa,S
  kutbunun altındaki çubuklarda sol tarafa doğru itilirler.Meydana gelen kuvvet çiftinin etkisi ile rotor saat ibresi yönünde dönmeye başlar.

• Rotor çubuklarından geçen endüksiyon akımları rotorda şekil 2.2 (b) de görüldüğü gibi Nr ve Sr kutuplarını meydana getirirler.Dönen N S kutuplarının etkisi (benzer kutuplar birbirini iter,zıt kutuplar birbirini çeker) ile rotor saat ibresi yönünde dönmeye başlar.
  c)Rotor dönmeye başlayınca N S kutupları manyetik akısının rotor çubuklarını kesme hızı (devri)da azalacağı için rotor çubuklarında endüklen emk’ler azalır.Doolayısıyla ,çubuklardan geçen endüksiyon akımları da azalır.Rotoru döndüren döndürme momenti zayıflar.
  Rotorun devri dönen N S kutuplarının devrine eşit olduğu zaman,rotor çubukları manyetik kuvvet çizgileri tarafından kesilmez,ve rotor çubuklarında emk’ler endüklenmez.Dolayısıyla ,çubuklardan endüksiyon akımı geçmez.Kısa devre çubuklarından akım geçmeyince manyetik alan tarafından itilmezler.Rotoru döndürülen moment ortadan kalkınca N S kutupları ile beraber aynı devirde dönmekte olan rotorun devri azalır,yani rotor geri kalır.İşte bu sırada rotor çubukları yeniden manyetik kuvvet çizgileri tarafından kesilmeye başlar ve çubuklarda emk’ler endüklenir,endüklenen akımı (endüksiyon akımı ) geçer.Rotor manyetik alan meydana getirir ve dönen N S kutuplarının peşinden sürüklenerek dönmeye devam eder.Hiçbir zaman rotorun devir sayısı N S kutuplarının devir sayısına eşit olmaz.