Asenkron Motor Neden Kullanılır?
Asenkron motor, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren ve elektrik motorları arasında en yaygın kullanılan motor türlerinden biridir. Uygun maliyetli üretimi, düşük bakım gereksinimi ve kolay kontrol edilebilir yapısı nedeniyle endüstride ve ev uygulamalarında sıklıkla tercih edilir. Bu motorlar, tek fazlı ve üç fazlı olarak iki gruba ayrılır:
- Tek Fazlı Asenkron Motorlar: Çamaşır makineleri, buzdolapları ve su pompaları gibi ev cihazlarında kullanılır.
- Üç Fazlı Asenkron Motorlar: Konveyör sistemleri, CNC tezgahları ve sanayi makinelerinde tercih edilir.
Asenkron Motorların Yapısı
Asenkron motorlar, stator (sabit kısım) ve rotor (dönen kısım) olmak üzere iki ana parçadan oluşur.
- Stator: Manyetik alan oluşturur ve bu alan, rotor üzerinde indüklenmiş akım aracılığıyla bir dönme hareketi sağlar.
- Rotor: Statorun oluşturduğu manyetik alandan etkilenerek dönme hareketini gerçekleştirir.
Rotor tasarımına göre asenkron motorlar ikiye ayrılır:
- Sincap Kafes Rotorlu Asenkron Motorlar:
Kısa devre çubuklarına sahip olup dayanıklıdır ve genellikle endüstriyel uygulamalarda kullanılır. - Bilezikli Rotorlu Asenkron Motorlar:
Harici devre bağlantısı yapılabilen yapısı sayesinde kalkış momenti yüksek olan uygulamalarda tercih edilir.
Sincap Kafes Rotorlu Asenkron Motor Çalışma Prensibi
Sincap kafesli motorlarda rotor sargıları, rotor silindirine yerleştirilmiş kısa devre çubuklarından oluşur. Stator manyetik alanı, rotor çubuklarında akım indükler ve bu akımın oluşturduğu manyetik alan, rotorun dönmesini sağlar. Basit yapısı ve dayanıklılığı nedeniyle en çok tercih edilen motor türüdür.
Bilezikli Rotorlu Asenkron Motor Çalışma Prensibi
Bilezikli rotorlar, statordaki gibi üç fazlı sargılara sahiptir ve harici bağlantılar için bilezik ve fırçalarla donatılmıştır. Bu yapı, rotor sargılarına direnç eklenmesine olanak tanıyarak motorun kalkış momentini artırır. Bu nedenle yüksek tork gerektiren uygulamalarda kullanılır.
Asenkron Motor Genel Çalışma Prensibi
Asenkron motorların çalışma prensibi, elektromanyetik indüksiyon yasasına dayanır. Statora uygulanan alternatif akım, döner bir manyetik alan oluşturur. Bu alan, rotor sargılarında bir akım indükler ve bu akımın ürettiği manyetik kuvvet, rotorun dönmesini sağlar.
Senkron Hız Formülü
Senkron hız, manyetik alanın dönüş hızını ifade eder ve şu şekilde hesaplanır:
$$
n_s = \frac{60 \cdot f}{p}
$$
Burada:
ns: Senkron hız (rpm)
f: Şebeke frekansı (Hz)
p: Kutup çifti sayısı
Asenkron Makinelerde Kayma
Kayma (s), rotor hızı ile senkron hız arasındaki farkın senkron hıza oranıdır:
$$
s = \frac{n_s – n}{n_s}
$$
Burada:
s: Kayma oranı
ns: Senkron hız
n: Rotor hızı
Kayma değerine göre motorun çalışma modu şu şekildedir:
Aşağıdaki tablo, görselde verilen bilgileri içermektedir:
| ns | n | s | Çalışma Şekli |
|---|---|---|---|
| ns | n | 0 | Motor Çalışma |
| ns | n > ns | s < 0 | Generatör Çalışma |
| -ns | n | s > 1 | Fren Çalışma |
| ns | n = ns | s = 0 | Boşta Çalışma |
| ns | n = 0 | s = 1 | Transformatör Çalışma |
Bu tablo, asenkron makinelerde kayma değerine göre çalışma şekillerini net bir şekilde göstermektedir.
Kayma, motorun çalışma durumunu belirler. Örneğin, motor çalışırken kayma %0’dan büyük, %100’den küçük olmalıdır.
Asenkron Makine Formülleri
- Moment Formülü: Asenkron motorların momenti şu formülle hesaplanır:
$$
M = \frac{m \cdot p \cdot R_r’ \cdot V_1^2}{2 \cdot f \cdot s \cdot Z^2}
$$
Burada:
m: Faz sayısı
p: Kutup çifti sayısı
Rr′: Rotor direnci
V1: Statora uygulanan gerilim
f: Şebeke frekansı
s: Kayma
Z: Eşdeğer devre empedansı
- Eşdeğer Devre: Asenkron motorların eşdeğer devresi, transformatörlere benzer ve şu elemanlardan oluşur:
- Rs: Stator direnci
- Xs: Stator kaçak reaktansı
- Rr: Rotor direnci
- Xr: Rotor kaçak reaktansı
- Xm: Manyetik reaktans
Asenkron Motorlara Yol Verme İşlemi
Asenkron motorların yol verilmesi sırasında, kalkış akımının yüksek olması istenmeyen bir durumdur. Bu nedenle çeşitli yol verme yöntemleri kullanılır:
- Yıldız-Üçgen Yol Verme: Kalkış akımını sınırlamak için.
- Soft Starter (Yumuşak Yol Verici): Kalkış sırasında akımı yavaşça artırır.
- Oto-Transformatör Yol Verme: Büyük güçlü motorlarda tercih edilir.
Elektrik motorları, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürerek birçok sektörde kritik bir rol oynar. Asenkron makineler, dayanıklılıkları, düşük maliyetleri ve kolay kontrolleri sayesinde en çok tercih edilen motor türlerinden biridir. Özellikle üç fazlı asenkron motorlar, endüstriyel uygulamalarda enerji verimliliği ve yüksek performans sağlamaları ile öne çıkar.
Bu motorların kontrolünde kullanılan asenkron motor sürücüleri ve sürücü devreleri, motorun hız ve tork optimizasyonunda büyük önem taşır. Yıldız-üçgen yol verme yöntemi, özellikle motorların kalkış akımını azaltarak enerji verimliliği sağlar. Ayrıca, redüktörlü asenkron motorlar, ağır yük uygulamalarında ekstra tork kapasitesi sunar.
Modern endüstride, kalıcı mıknatıslı senkron motorlar ve sabit mıknatıslı senkron motorlar, hassasiyet ve enerji tasarrufu gerektiren uygulamalar için ideal çözümler sunarken, AC indüksiyon motorları geniş bir kullanım alanına sahiptir. Doğru motor seçimi ve kontrol sistemleri, enerji verimliliğini artırarak işletme maliyetlerini optimize eder. Asenkron motorlar, bu özellikleriyle hem dayanıklılık hem de performans açısından çağdaş endüstrinin vazgeçilmez unsurlarından biri olmaya devam etmektedir.
RASTGELE TEKNİK İÇERİK İÇİN TIKLAYIN!
İlginizi Çekebilecek Teknik Hesaplar
Kompanzasyon Hesabı
Aydınlatma Hesabı
Yüksek Gerilim İşletme Sorumluluğu Ücreti Hesabı
Sosyal medyada teknik bilgilere maruz kalmak için:
YouTube – Instagram
