İçerik
- TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
- Motorun Prensibi Nedir?
- Bir AC Motor Nasıl Çalışır?
- Kaç Motor Tipi Var?
- Herhangi Bir AC Motor Değişken Hız Olabilir mi?
Nikola Tesla, 19. yüzyılın sonlarında alternatif akım motorları veya AC motorları icat etti. AC motorlar, yön değiştiren alternatif akım kullanımlarında DC veya doğru akım motorlarından farklıdır. AC motorlar elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürür. AC motorları hala modern yaşamda yoğun olarak kullanılmaktadır ve bunları kendi evinizdeki cihaz ve cihazlarda bulabilirsiniz.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Alternatif akım motorları veya AC motorları, 19. yüzyılda Nikola Tesla tarafından icat edildi. AC motor teorisi kuvvet oluşturmak için akımlarla elektromıknatısların ve dolayısıyla hareketlerin kullanılmasını gerektirir.
Motorun Prensibi Nedir?
Motorun en basit prensibi, bir şeyi hareket ettirmek için kuvvet yaratmak için - başka bir deyişle elektrik enerjisini dönme mekanik enerjisine dönüştürmek için akımlı elektromıknatıslar kullanmaktır. Motorlar, mıknatısların kutupları halkalarda kuzeyden güneye değişen iç içe halkalarda elektromıknatıslarla kuruludur. Stator mıknatıslar hareket etmiyorken rotor mıknatısları hareket eder. Bu elektromıknatısların kuzey-güney kutupları sürekli tersine çevrilmelidir.
Bir AC Motor Nasıl Çalışır?
Tesla’nın icatlarından önce, doğru akım motorları başkanlık yapan motor türü idi. Bir AC motor, dönen bir manyetik alan üreten stator sargılarına alternatif akım uygulayarak çalışır. Manyetik alan bu şekilde döndüğü için, bir AC motorun rotora uygulanabilmesi için güç veya mekanik yardıma ihtiyacı yoktur. Rotor manyetik alan üzerinden dönecek ve motorun tahrik şaftı üzerinde tork yaratacaktır. Dönme hızı, bir statordaki manyetik kutupların sayısına göre değişir. Bu hıza senkron hız denir. Bununla birlikte, AC endüksiyon motorları, rotor akımının akışını sağlamak için bir gecikme veya kayma ile çalışır.
Farklı AC motorların farklı kutupları olacaktır ve bu nedenle birbirleriyle karşılaştırıldığında değişken hızlarda olacaktır. Bununla birlikte, bir AC motorun hızı değişken değildir, fakat sabittir. Bu, birçok DC motorun aksine. AC motorlar, fırçaların (güç kontakları) veya DC motorların ihtiyaç duyduğu komütatörleri gerektirmez.
Tesla’nın icatları, daha verimli ve güvenilir cihazlara izin vererek, motorların peyzajını büyük ölçüde değiştirdi. Bu AC motorlar endüstrilerde devrim yarattı ve 21. yüzyılda kullanılan kahve değirmeni, duş vantilatörleri, klimalar ve buzdolapları gibi birçok cihazın kullanımına zemin hazırladı.
Kaç Motor Tipi Var?
Çeşitli AC motor tipleri mevcuttur ve aynı temel prensipte çalışırlar. Bu motorların birçoğu endüksiyon AC motorlarının bir değişkenidir, ancak daha yeni sabit mıknatıslı AC motor veya PMAC biraz daha farklı çalışır.
En yaygın AC motor çok yönlü üç fazlı asenkron motordur. Bu çok fazlı motor, senkron hızda değil, bir gecikme ile çalışır. Hızdaki bu farka motor kayması denir. Rotorda akan indüklenen akımlar, başında yüksek akım çeken bu kaymaya neden olur. Kayma nedeniyle, bu motorlar asenkron olarak kabul edilir. Üç fazlı asenkron motorlar, yüksek başlangıç torkuyla yüksek güç ve verime sahiptir. Bu tür motorlar, rotoru harekete geçirmek için genellikle mekanik bir başlangıç kuvvetine ihtiyaç duyarlar. Üç fazlı asenkron motorlar, endüstriyel cihazlarda yaygın olarak kullanılan güçlü motorlardır.
Sincap kafesli motorlar, rotor üzerindeki alüminyum veya bakır iletken çubukların mile paralel uzandığı bir AC motor tipidir. İletken çubukların boyutu ve şekli, torku ve hızı etkiler. Ad, aygıtın bir kafesle benzerliğinden türetilmiştir.
Bir yara rotorlu asenkron motor, çubuklar yerine sarımlı bir rotordan oluşan bir AC motor türüdür. Yara rotorlu asenkron motorların yüksek başlangıç torkuna ihtiyacı var. Rotorun dışındaki direnç tork hızını etkiler.
Tek fazlı asenkron motor, ana stator sargısına dik açılarla eklenmiş bir başlangıç sargısıyla üretilmiş bir AC motor türüdür. Üniversal motorlar tek fazlı motorlardır ve AC veya DC güçle çalışabilirler. Evinizin elektrikli süpürgesinde muhtemelen evrensel bir motor bulunur.
Kapasitör motorları, sargılar arasında faz kayması oluşturmak için kapasitans eklenmesi gereken bir AC motor türüdür. Kompresörler gibi yüksek başlangıç torku gerektiren makineler için uygundurlar.
Kondansatör çalışma motorları, iyi başlangıç torkunu ve çalışmasını dengeleyen bir tür tek fazlı AC motordur. Bu motorlar yardımcı başlangıç sargılarına bağlı kondansatörler kullanır. Bazı fırın fanlarında kondansatör işletme motorları bulacaksınız. Kapasitör marş motorları, en büyük marş torkunu yaratabilen marş sargısına sahip bir kondansatör kullanır. Bu motorların her ikisi de bir anahtara ek olarak iki kapasitör gerektirir, böylece parçaları bu motorların fiyatını yükseltir. Anahtar alındığında, elde edilen kalıcı bölünmüş kapasitör motoru daha düşük bir maliyetle çalışır, ancak daha düşük başlangıç torku kullanır. Bu AC motor tipleri, kullanımı daha pahalı olsa da, hava kompresörleri ve vakum pompaları gibi yüksek torklu ihtiyaçlar için iyi çalışır.
Ayrık fazlı motorlar, küçük kademeli başlangıç sargısını ve reaktans oranlarına karşı farklı direnci kullanan bir AC motor tipidir. Bu, dar iletkenlerle faz farkı yaratır. Ayrık fazlı motorlar, diğer kapasitör motorlarına göre daha düşük başlangıç torku ve yüksek başlangıç akımı verir. Bu nedenle ayrık fazlı motorlar genellikle küçük fanlarda, küçük taşlama makinelerinde veya elektrikli aletlerde kullanılır. İki fazlı motorların beygir gücü 1/3 bg'ye kadar ulaşabilir.
Gölgeli kutuplu motorlar, bir sargılı düşük maliyetli, tek fazlı endüksiyon AC motor türüdür. Gölgeli kutuplu motorlar, bakırdan yapılmış gölgeleme bobininin gölgesiz ve gölgeli kısımları arasındaki manyetik akıya dayanır. Bunlar en iyi, uzun çalışma süresi veya fazla tork gerektirmeyen küçük, tek kullanımlık motorlar olarak kullanılır.
Senkron motorlar, adlandırdıkları için manyetik kutuplar rotoru senkron hızda döndürdüğü için adlandırılmıştır. Kutup çifti sayısı, senkron motorun hızını belirler. Senkron motorların alt tipleri üç fazlı ve tek senkron motorları içerir.
Histeresis motorları, sarım veya diş içermeyen çelik silindirlerdir. Bu motorlar tutarlı bir torka sahiptir ve sorunsuz çalışır, bu nedenle genellikle saatlerde kullanılırlar.
Çoğu AC motor elektromıknatıs kullanır çünkü bunlar kalıcı mıknatıslardan farklı olarak zayıflamazlar. Bununla birlikte, yeni teknolojiler kalıcı mıknatıslı AC motorları uygulanabilir ve hatta bazı durumlarda tercih edilebilir hale getirmiştir. Daimi mıknatıslı AC motorlar veya PMAC'ler, hassas tork ve hız gerektiren uygulamalarda kullanılır. Bunlar günümüzde kullanılan güvenilir, popüler motorlardır. Mıknatıslar, bir rotora, yüzeyine veya laminasyonlarına monte edilir. PMAC'lerde kullanılan mıknatıslar nadir toprak elementlerinden yapılır. İndüksiyon mıknatıslarından daha fazla akı üretirler. PMAC'ler, yüksek verimlilikte çalışan ve tork gereksinimlerinin değişken veya sabit olup olmadığını işleyen senkron makinelerdir. PMAC'ler diğer AC motorlara göre daha düşük sıcaklıklarda çalışır. Bu, motor parçalarındaki aşınma ve yıpranmanın azaltılmasına yardımcı olur. Yüksek verimleri nedeniyle, PMAC'ler daha az enerji kullanır. Daha yüksek ön maliyetler sonuçta bu verimli motorun uzun vadeli çalışmasıyla dengelenir.
Herhangi Bir AC Motor Değişken Hız Olabilir mi?
DC motorların ilgi çekici yerlerinden biri de hızlarının değiştirilebilmesi. Bununla birlikte, AC motorlar değişken hızda çalışma eğiliminde değildir. Yüklerinden bağımsız olarak sabit bir hızla koşarlar. Bu, doğru hızı korumak için kullanışlıdır. Ancak, bazı uygulamalar değişken hızları garanti eder. AC motorların hızını değiştirmeye çalışmak, hasarlarına veya aşırı ısınmasına neden olabilir. Bununla birlikte, bu sorunların üstesinden gelmenin ve değişken hızda bir AC motor üretmenin yolları var. AC motorların hızını değiştirmek için mekanik çözümler var. Bu, torna gibi bazı cihazlarda kasnaklar aracılığıyla yapılabilir. Başka bir mekanik çözelti bir kriko mili kullanmaktır.
Günümüzdeki makinelerin çoğu hala Nikola Tesla’nın orijinal AC endüksiyon motor prensiplerine dayanarak çalışmaktadır. Bu motorlar, uyum ve dayanıklılıklarından dolayı zaman testine dayandılar. Mühendisler daha az aşınma ve ısı üretimi ile motorları daha verimli hale getirmeye çalışır, daha düşük maliyet ve çevreye daha düşük bir ayak verir.