AC Motor Çalışma Prensibi
AC Motor Çalışma Prensibi Statorun simetrik, 3-fazlı sargı sistemi trifaze/3-fazlı şebekeye uygun voltaj ve frekans ile bağlıdır. Aynı genişlikteki sinüs akımları her bir sargı fazından geçmektedir. Her bir akım birbirine 120°lik zamanlar ile ayarlanmıştır. Fazlar da120°lik olarak ayarlanmıştır. Böylelikle stator bir manyetik alan oluşturur ve bu manyetik alan verilen gerilimin frekansı ile döner.
Bu döner manyetik alan ya da kısaca döner alan rotor sargısında ya da rotor çubuklarında elektrik gerilimine sebep olur. Sargı halka üzerinden kontaklandığı için kısa devre akımları geçer. Döner alan ile birlikte bu akımlar kuvvet oluşturur ve rotor radiusu üzerinde tork üretirler. Bu da rotor hızını döner alan yönünde ivmelendirir. Rotor dönme hızı artmasıyla rotorda oluşan gerilim frekansı düşer. Bunun sebebi döner alan hızı ile rotor hızı arasındaki farkın azalmasıdır.
İstanbul Motor Sarımı | Bobinaj Sarımı Ustası
Hemen Ara: 0(553) 302 88 55 | WhatsApp Destek: 0(553) 302 88 55
Neticede oluşan gerilim azalmış olur ve düşük akımları rotor kafesine ulaşmasına ve beraberinde düşük kuvvet ve torklara sebep olur. Eğer rotor ve döner alan aynı hızla dönseydi; senkron bir dönme oluşur, hiçbir gerilim oluşmaz ve motor hiçbir tork üretemezdi. Rulmanlardaki yük ve sürtünme torkları döner alan ve rotor hızı arasındaki farklara götürür ve bu da ivme torkları ve yük torkları arasında dengeyi sağlar. Motor asenkron dönme gerçekleştirir.
Motordaki yüklenmeye bağlı olarak bu fark artar ya da azalır ama hiçbir zaman sıfır olmaz; çünkü sürtünme her zaman var olacaktır, boşta çalıştırdığınızda bile. Eğer yük torku motorda üretilen ivmelenme torkunu geçer ise motor izin verilmeyen bir duruma geçerek durur ve termik hasara yol açabilir.
Çalışması için gerkli olan döner alan hızı ve mekanik hız arasındaki bağıl hareket “s” harfi (“slip” kelimesinden gelir; motor kayması manasında) ile tanımlanır ve döner alan hızının yüzde değeri ile verilir. Düşük güçlü motorlar %10 ile %15 arasında “motor kaymasına” sahiptir. Yüksek güçlü AC motorlar yaklaşık %2 ile %5 arasında “motor kaymasına” sahiptir.
İşletme Performansı
AC motor; elektrik enerjisini gerilim besleme sisteminden alır ve onu mekanik enerjiye çevirir; hız ve tork. Eğer motor kayıplar olmadan çalışabilseydi; çıkış mekanik enerjisi Pout, giriş elektrik enerjisi Pin ile aynı olurdu.
Bir enerji dönüştürüldüğünde oluşan kayıplar kaçınılmaz olduğu gibi AC motorlarda da kayıplar olmaktadır: Akım geçen iletkendeki sıcaklık artışı nedeniyle oluşan bakır kayıpları PCu ve (kısa devre)çubuk kayıpları PZ. Sac paketinin şebeke frekansı ile yeniden mıknatıslanması sonucu oluşan sıcaklık nedeni ile Demir kayıpları PFe. Soğutma için kullanılan havadan oluşan hava kayıpları ve rulmanlardaki sürtünmeden kaynaklı sürtünme kayıpları PRb. Makine verimliliği giriş ve çıkış enerjisi arasındaki oran ile tanımlanır.
Verimliliğin önemi gün geçtikçe artıyor.
Geçtiğimiz yıllarda yasal mevzuatlara bağlı olarak yüksek verimlilikteki motorların kullanımlarına verilen dikkat arttı. Kuralların bulunduğu anlaşmalara ve teknik bilgi içeren dokümanlara enerji verimliliği sınıfları tanımları eklendi. Makine tarafından oluşan kayıpları azaltmak elektrik motoru tasarımı için şunları ifade ediyor:
- Motor sargısında bakır kullanımının azaltılması( PCu)
- Sac malzemesinin kalitesinin arttırılması (PFe)
- Fan geometrik yapısının optimize edilmesi (PRb)
- Enerji bakımından optimize edilmiş rulmanlar
Eğer tork ve akım hız üzerinden kaydedilirse AC motorun hız-tork karakteristiğini elde edersin. Motor stabil çalışma noktasına ulaşana kadar her açıldığında bu karakteristik eğilimi gösteriyor. Karakteristik eğilimi; kutup sayısından, yapının tasarımından ve rotor sarımının malzemesinden etkilenir. Bu karakteristik eğilimin bilgisi karşı torklar ile çalışan tahrik sistemlerinde büyük önem taşır(kaldırma düzenekleri,..gibi).
Makinenin karşı torku eğer ki çekme torkundan yüksekse rotor hızı “asılı kalıyor”.
Motor artık nominal çalışma noktasına ulaşamıyor ( stabil; güvenli operasyon noktası). Karşı tork, çalıştırma torkundan daha büyük olur ise motor durur. Eğer tahrik sistemi çalışırken aşırı yükleme olur ise (ağır yüklü konveyör,..gibi) artan yükleme ile hız düşer. Eğer karşı tork kırılma torkunu geçer ise motor “stop eder” ve hız çekme hızına hatta sıfıra kadar yavaşlayarak iner. Bütün bu senaryolar rotor ve statorda çok yüksek akımlara sebep olur; bu da ikisinin de çok hızlı bir şekilde ısınması demektir. Bu etken motorda geri dönüşü olmayan termik hasarlara yol açar ve eğer uygun koruma cihazları bulunmuyor ise yanmaya kadar gider.
Termik Sınıflar
İçerisinden akım geçen bir elektrik iletkeninde oluşan ısı bu iletkenin direncine ve iletkenin içerisinden geçen akımın büyüklüğüne bağlıdır. Çok sık açma(karşı torklu) ve kapama AC motor üzerinde çok büyük bir termik yüklenme oluşturur. Motorda izin verilen ısı çevresini saran soğutucu ortama( hava,..gibi) ve sargıdaki izolasyon malzemesinin termik direncine bağlıdır.
Motorlarda maksimum izin verilen yüksek ısılar, termik sınıflar( önceleri “izolasyon sınıfı” olarak tanımlı) içerisinde toplanmıştır (IEC 60034). Bir motor zarar almayacağı şekilde tasralandığı sıcaklık değerinde sürekli olarak çalışmaya dayanabilmelidir. Maksimum 40° C lik soğutma sıcaklığı olan bir durumda izin verilen maksimum yüksek sıcaklık H termik sınıfında 180(H)³= 125° C’dir.
Mevcut Çalışma Modları
- En basit çalışma modu sabit bir tork ile yükleme operasyonudur. Bu sabit yükleme ile belirli bir süre sonunda motor termik olarak kararlı duruma gelir. Bu çalışma moduna sürekli çalışma S1 adı verilir.
- Kısa süreli çalışma S2 modunda, motora belirli bir zaman aralığında(tB) sabit yükleme yapılır. Bu süre zarfında motor termik kararlı evresine geçmez. Bunu bir rölanti süresi takip eder; motor tekrardan soğutucu maddenin sıcaklığına ulaşana kadar.
Aralıklı çalışma S3 modunda, motora belirli bir zamanda(tB) sabit yükleme yapılır. Bu durumda ilk çalıştırmanın motorun ısınmasına etkisi olmaz. Bunu belirli bir rölanti zamanı takip eder (tSt). Görev döngüsü faktörü (cdf) bu operasyonda 60034-1 standardına göre; çalışma modu ile döngü süresinin oranına bağlıdır; örneğin 10 dakika.
Bir yanıt yazın