Senkron Motor

Senkron Motorlar

     Elektrik motorları , tipine göre elektrik enerjisini mekanik enerjiye veya mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüre bilen cihazlardır. Enerji giriş tipine  göre motorlar 3 fazlı veya tek fazlı olarak ayrılılar.

En sık kullanılan 3 fazlı motor tipi, senkron motorlar ve asenkron motorlardır.

Senkron Motorlar

Senkron motorlar yükü değiştiği halde devir sayısı sabit kalan motorlardır. 

 Üç fazlı elektrik kondüktöri belirli geometrik konumlara (birbirine belli bir açıyla) yerleştirildiğinde, bir elektrik alanı üretilir. Dönen manyetik alan , senkron hız olarak bilinen belirli bir hızda döner.

Bu dönen manyetik alanda bir elektromıknatıs mevcutsa, elektromıknatıs bu dönen manyetik alanla manyetik olarak kilitlenir ve dönen alandaki hızla döner.

Bu, motorun rotorunun hızı dönen manyetik alan ile aynı olduğundan, senkron motor teriminin geldiği yer burasıdır .

Sabit hızlı bir motordur. Senkron hızı aşağıdaki formül verir:

Senkron Motor Senkron Hız Formülü
  • N = Senkron Hız ( RPM cinsinden – Dakika )
  • f = Besleme Frekansı ( Hz cinsinden )
  • p = Kutup sayısı

Senkron Motorların Yapısı

Genel, yapısı neredeyse 3 fazlı asenkron motorunkine benzemektedir.  Statora üç faz beslemesi ve rotora DC beslemesi uygulanır

Senkron Motor Çalışma Prensibi

Senkron Motorun Çalışma Prensibi

   Üç fazlı stator sargılarına uygulanan alternatif akımın oluşturduğu döner manyetik alan ile rotora verilen DC akım ile enerjilenen rotor sargıları kutupların (N-S) durumuna göre  rotor iletkenlerine bir kuvvet etki eder.

Statorun oluşturduğu manyetik döner alan yarı zamanı tamamladığında stator kutuplarının polaritesi değişeceğinden aşağıdaki şekilden de görüldüğü gibi rotora uygulanan momentin yönü saat ibresinin ters yönünde iken stator döner alanı halen saat ibresi yönünde dönmeye devam eder.

Senkron Motor İç Yapası

Sonuç olarak bir tur tamamlandığında rotora etki eden ortalama moment sıfır olur.  Bundan dolayı rotor ilk yarı periyotta saat ibresi yönünde, ikinci yarı periyotta ise saat ibresinin tersi yönünde dönmeye çalışır.

Senkron motorların asenkron veya doğru akım motorları gibi doğrudan yol alması mümkün değildir. Bunun için senkron motorlara özel yol verme yöntemleri vardır. 

Yol Verme Yöntemleri
Senkron Motorları Alternatör Çalıştırarak Yol Verme

      Senkron motorun bağımsız bir alternatörü olduğu durumlarda bu yöntem uygulanır. Bu metot çok fazla tercih edilen bir yöntem değildir. Alternator olarak gerekli senkronizm şartları yerine getirilen makine, kendisine mekanik enerji veren makinenin enerjisi kesildikten sonra senkron motor olarak çalışır. Döndürücü makine ayrıldıktan sonra senkron motor yüklenerek istenilen biçimde çalıştırılır.

Sincap Kafesli Olarak Yol Verme

     En çok uygulanan yöntem bu metottur. Bunun için rotorun kutup ağızlarına kısa devre çubukları yerleştirilir. Bu çubuklar aynen asenkron motorlarda olduğu gibi bronz, prinç veya bakırdan yapılır ve iki tarafından kısa devre edilir.

Senkron motorların rotor sargılarına uyartım akımı verilmeden önce, statoruna alternatif akım uygulanır. Bu akımın stator sargılarında meydana getireceği döner alan, rotorun kısa devre çubuklarında indüksiyon yolu ile bir gerilim meydana getirir.

Çubuklardan geçen akımın oluşturacağı alan ile statorun döner alanı birleşerek döndürme momentini meydana getirir. Rotorun hızı senkron hıza yaklaştığında,
uyartım devresinden rotor sargılarına doğru akım verilir.

Böylece kutuplar uyartılır. Bu anda kilitleme meydana gelir ve motor senkron hızda dönmeye devam eder.
Senkron motorların statoruna bir akım uygulandığında rotor, aynen sincap kafesli bir asenkron motor gibi dönmeye başlar ve devir sayısı senkron hıza çok yakın bir değere ulaşır.

Sincap kafesli olarak yol verme durumunda yol verme akımının değeri büyüktür. Senkron motorlar yol alırken, aynen asenkron motorlarda olduğu gibi devreden
normal akımın 3-6 kat arası akım çekerler. Bu akımı azaltmak ve küçük gerilimle yol vermek için senkron motorlara, asenkron motorlara uygulanan yol verme sistemlerinden birisi uygulanır. 

Senkron motorlar yol aldıkça, yol alma akımının değeri azalır. Senkron hıza yakın bir devirde ise akım, normal değerinin yarısına kadar düşer.

Yol verme anında uyartım sargılarının kısa devre edilmesi sonucunda endüviye uygulanan alternatif gerilim, doğru akım sargılarında yüksek gerilimin indüklenmesine neden olur. İndüklenen bu gerilimin değeri çok yüksektir. Bazı ölçümlerde bu gerilim değerinin 35000 volta kadar yükseldiği tespit edilmiştir.

Yüksek gerilim nedeniyle kutup sargılarının mutlaka çok iyi bir şekilde yalıtılması gerekir. 

Asenkron Motorla Yol Verme

     Bundan önceki yol verme türlerinde senkron motorların yol alırken yüksüz olması şartı gerekliliği vardı. Ancak bazı durumlarda senkron motorların yük altında kalkınma zorunluluğu olabilir.

Bu gibi durumlarda kalkınma işlemi rotorunda iki çeşit sargı bulunan senkron motorlar sayesinde gerçekleştirilebilir. Sargılardan ilki rotor sargısıdır. Diğeri ise rotor sargısından yalıtılmış olan ve asenkron motor rotor sargısına benzeyen sargıdır.

Başlangıçta rotorun üç fazlı olan sargılarına yol verme direnci seri olarak bağlanır ve endüviye üç fazlı alternatif akım uygulanır. Bu anda motor bir asenkron motor gibi dönmeye başlar. Rotora seri bağlanan yol verme direnci devreden yavaş yavaş çıkartılarak yük altında motorun kalkınarak yol alması sağlanır.

Uyartım için rotora doğru akım uygulanarak rotor ve döner alan kutuplarının
kilitlenmesi sağlanır.

Bilezikli Asenkron Motor Olarak Yol Verme

Asenkron motorlar kalkışları (ilk dönmeye başlaması) sırasında şebekeden normal akımlarının 3-6 katı kadar fazla akım çeker. 

Kalkış sırasındaki çekilen bu akım kısa sürelidir.
Küçük güçlü motorlarda kısa süreli fazla akımın şebeke üzerinde olumsuz etkisi fazla olmaz. Ancak büyük güçlü motorların direkt yol almaları sırasında, şebekeden çektikleri kalkış akımları, şebeke gerilim düşümlerine neden olur.

Gerilim düşmeleri de hem çalışmakta olan motorun hem de çalışan diğer alıcıların çalışma özelliklerini etkiler.

Şebekelerin durumuna göre elektrik idareleri belli güçlerden büyük motorların (3KW’nın üstündeki) çalıştırılmasında kalkış akımını düşürücü önlemler alınması için kurallar getirir. 

Kimler Neler Demiş?

  Abone ol  
Bildir