Önemli İcatlar - Elektrik Motoru 1 ek elektrik motoruelektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren makine. Bu dönüşümün tersini gerçekleştiren, bir başka deyişle, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren makineler ise elektrik üreteci (jeneratör) olarak anılır. Elektrik motorunun geliştirilmesine yönelik ilk çalışmaları DanimarkalI bilim adamı Hans Christian 0rsted başlattı. 1820’de 0rsted, bir iletkenden geçen elektrik akımının bir magnetik alan oluşturduğunu buldu. Bu olgunun tersinin de geçerli olduğunu kanıtlamaya çalışan Michael Faraday, 1821’de, elektrik akımını dönme hareketine dönüştüren bir aygıt yaptı, böylece elektrik motorunun ilk basit örneği gerçekleştirilmiş oldu. 1870’lerin başında Belçika asıllı Fransı elektrik mühendisi Zenobe-Theophile Gramme, bugün kendi adıyla anılan dinamoyu buldu; ardından, dinamoya elektrik akımı verildiğinde bu aygıtın motor olarak çalışacağını belirledi. Böylece pratik kullanıma elverişli ilk elektrik motorunu gerçekleştirmiş oldu. 1888’de Sırp asıllı ABD’li elektrik mühendisi Nikola Tesla, alternatif akım motorları için temel bir çalışma ilkesi olan döner magnetik alanı bularak ilk asenkron motoru gerçekleştirdi. Böylece günümüzde yaygın olarak kullanılan elektrik motorlarının ilk örneği ortaya çıkmış oldu. Elektrik motorlarının çalışması iki temel ilkeye dayanır. Bunların birincisi, bir magnetik alanda bulunan ve doğrultusu, alanın doğrultusuna dik olan bir iletkenin, içinden elektrik akımı geçirildiğinde bir kuvvet etkisinde kalacağını belirleyen Ampere yasasıdır. Faraday indükleme yasası olarak adlandırılan ikinci ilke, bir magnetik alanda bulunan ve alana dik doğrultuda hareket eden bir iletkenin uçlarında bir potansiyel farkı (gerilim) oluşacağını belirler. Bu ilkelere dayalı olarak, elektrik motorları, stator ve rotor olmak üzere iki ana bölümden oluşur. Stator, motorun hareket etmeyen bölümüdür. Magnetik malzemeden (çoğu kez demirden) bir gövde ile bu gövde üzerine sarılmış iletkenlerden oluşan stator, iletkenlerden akım geçirildiğinde içinde bir magnetik alan oluşturur. Bu magnetik alan içinde dönebilecek biçimde yerleştirilen rotordaki iletkenlerden geçen akımın oluşturduğu magnetik alan, statorun magnetik alanıyla etkileşime girer; bunun sonucu olarak da rotor dönme hareketi yapar. Rotorda ayrıca, durağan fırçalara sürtünerek dış devreyle elektrik bağlantısı kuran iletkenler (örn. bilezikler) bulunur. Rotor, dönme hareketini dışarıya aktaran bir mil üzerine yerleştirilmiştir. Elektrik motorları, doğru akım motorları ve alternatif akım motorları olmak üzere iki ana sınıfa ayrılır. Bu türler ayrıca, magnetik alanların oluşum biçimlerine göre indüksiyon motorları (asenkron motorlar), senkron motorlar ve komütatörlü (toplaçlı) motorlar olmak üzere gruplanır. İndüksiyon motorlarında, statordaki sargılara dışardan gerilim uygulanır. Rotordaki sargının uçları birbirine bağlıdır, bir başka deyişle bu sargı bir kapalı halka oluşturur. Statordaki sargılara uygulanan gerilimle bir döner magnetik alan oluşturulur. Döner alan, yönü sürekli olarak dönmekte olan bir alandır. Böyle bir alanın oluşturulabilmesi için statorda, içlerinden geçen akımlar arasında faz farkı olan (tepe değerlerine erişme anları arasında zaman farkı olan) en azından iki sargının bulunması gereklidir. Statorun oluşturduğu döner alan, rotordaki sargılarda bir akım indükler; bu akımın oluşturduğu magnetik alan ile dönef alan arasındaki etkileşim rotorun dönmesini sağlar. Üç fazlı motorlar ve rotoru iki bakır halkayı birbirine bağlayan bakır çubuklardan oluşan sincap kafesli motorlar bu tür motorlara örnektir. Tek fazlı gerilimlerle, örneğin evlerdeki şebeke gerilimiyle çalışmak üzere geliştirilen motorlarda, şebeke gerilimi, statordaki iki sargıdan birine doğrudan, ötekine de bir sığaç (kapasitör) üzerinden geçirilerek fazı kaydırılmış olarak uygulanır. Faz farkı, statordaki sargıların bir bölümü üzerine kısa devre edilmiş bir bobin yerleştirerek de oluşturulabilir. “Örtülmüş kutuplu” olarak adlandırılan bu tür motorlar, vantilatörlerde, pikaplarda ve çeşitli ev aletlerinde yaygın olarak kullanılır. İndüksiyon motorları, döner alanın rotorda akım indüklemesi ilkesine dayandığından bu adla anılır. Rotorda akım indüklenebilmesi için rotorun, döner alanın dönüş hızından farklı hızda (biraz yavaş) dönmesi gerekir. Bu olgu, bu türden motorların “asenkron motor” olarak adlandırılmasını da açıklar. Asenkron motorlar, yapılarının basitliği, verimlerinin yüksekliği ve maliyetlerinin düşük olması nedeniyle en çok kullanılan motor türüdür. Senkron motorlarda da stator bir döner alan oluşturur. Rotora bilezikler aracılığıyla doğru akım uygulanır; bu şekilde rotor, sabit bir magnetik alan oluşturur ve bir mıknatıs çubuğu özelliği gösterir. Böylece rotorun, döner alanın dönüş hızına tam tamına eşit bir hızla dönmesi sağlanmış olur (“senkron” terimi bu olguyu vurgular). Küçük senkron motorlarda dışardan doğru akım uygulanmasına gerek bırakmayan bir çözüm olarak, rotor, sabit mıknatısların yapıldığı malzemeden yapılır ve üzerindeki kalıcı mıknatıslanmanın etkisiyle döner alana kilitlenerek döner. Histerezis motoru denilen bu tür motorlar, dönme hızının çok önemli olduğu ve fazla mekanik güç gerektirmeyen yerlerde, örneğin cayroskoplarda, pikap tablalarında, teyp aygıtlarında ve elektrikli saatlerde kullanılır. Doğru akım motorlarında magnetik alan sabit mıknatısla sağlanır. Mıknatısın kutupları arasında dönen ve armatür de denilen rotora doğru akım, fırça komütatör aracılığıyla uygulanır. Komütatör, armatürdeki akımın yönünü her yarım dönüşte değiştirmeye yarar. Armatür, kendi magnetik kutuplarını sabit mıknatısın karşıt kutuplarının karşısına getirecek biçimde döner; tam bu sırada komütatör akımın yönünü değiştirir, böylece armatürün magnetik kutupları değişir ve armatür bir yarım dönüş daha yapar, akım yönü yeniden değişir ve dönme hareketi sürer. Küçük doğru akım motorlarında (örn. pilli oyuncaklarda) magnetik alanın sabit mıknatısla sağlanmasına karşın, büyük motorlarda bu amaçla elektromıknatıslar kullanılır. Elektromıknatıs bobinin armatürle seri, paralel ya da iki bobin olarak hem seri hem paralel bağlı olmasına göre bu motorlar, sırasıyla, seri motor, şönt motor ve karma motor olarak anılırlar. Seri motorlar tam yükte büyük kalkış momenti sağlayabilme niteliklerinden ötürü özellikle cer uygulamalarında (örn. tramvay, lokomotif) kullanılmaya uygundur. Alternatif akım komütatörlü motorları da çok kullanılan motor türleri arasındadır. Matkap, elektrik süpürgesi, mikser gibi ev aygıtlarında bu tür motorlar kullanılır. Bu motorlar hem alternatif akımla, hem de doğru akımla çalışabilirler. 25 Hz’lik ya da 16% Hz’lik alternatif akımla çalışan yüksek güçlü seri motorlar özellikle elektrikli trenlerde kullanılır. kaynak: Ana Britannica |
Elektrik Motorları 1 ek ELEKTRİK MOTORU. Elektrikle çalışarak mekanik enerji üreten ya da başka bir deyişle elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren motorlara elektrik motoru denir. Bu motorların evlerden taşıtlara, atölyelerden fabrikalara kadar çok geniş bir kullanım alanı vardır. Örneğin elektrikli süpürgelerin ve çamaşır makinelerinin motorları, otomobillerdeki marş motoru ile cam sileceklerinin motoru bu türdendir. Sanayide de pompaların, havalandırma sistemlerinin, atölyelerdeki küçük taşlama çarklarından çelik fabrikalarındaki büyük hadde tezgâhlarına kadar pek çok makinenin çalıştırılmasında elektrik motorlarından yararlanılır. Elektrikli trenler ile bazı karayolu taşıtlarının temel güç kaynağı da gene elektrik motorlarıdır. İçinden elektrik akımı geçen bir tel bir pusulaya yaklaştırılırsa, pusulanın normal olarak kuzey-güney doğrultusunu gösteren mıknatıslanmış iğnesi bu doğrultudan sapar. Elektrik motorunun çalışma ilkesi de bu olguya dayanır; elektrik ile magnetizma (mıknatıslık) arasındaki bu ilişkiden yararlanarak elektrik akımı mekanik enerjiye, yeni bir motorun hareketine dönüştürülebilir. Elektrik motorlarının çoğunda mıknatıs sabit, elektrik akımını taşıyan tel hareketlidir. Bunun tersi de yapılabilir; ama her iki durumda da hareketli parçaya "dönen" anlamında rotor, sabit parçaya ise "durağan" anlamında stator denir. Mıknatısın sabit olduğu motorlarda, hareketli parça demirden yapılmış bir kasnak ya da makara biçimindedir. Armatür denen bu demirin üzerine de akımın geçtiği iletken tel bir bobin gibi sarılmıştır. Bu armatür bir mıknatısın iki kutbu arasına yerleştirilir ve bulunduğu yerde serbestçe dönebilmesi için ortasından bir mil geçirilir. Milin üzerinde, bakır şeritlerden yapılmış gene makara biçiminde küçükçe bir parça daha bulunur ve armatürdeki tel sargısının iki ucu komütatör denen bu parçaya bağlanır. Motoru besleyecek elektrik kaynağından gelen akım, komütatörün yüzeyine sürtünen ve fırça denen karbon parçaları aracılığıyla komütatöre, oradan da armatür sargısına aktarılır. Armatür milinin bir ucu ya doğrudan doğruya ya da dişli takımı gibi hız değiştirme olanağı veren bir hareket aktarma organı aracılığıyla, elektrik motorunun çalıştıracağı makinenin miline bağlanır. Üzerindeki sargıdan akım geçmeye başladığı zaman armatür bir elektromıknatısa dönüşür. Hangi ucunun kuzey, hangisinin güney kutbu olacağını belirleyen akımın yönüdür. Bu yüzden, yatay konumdaki armatürün mıknatısın kuzey kutbuna bakan ucu da kuzey kutbu olacak biçimde akım verilir. Motor çalıştırıldığında, aynı işaretli iki kutup karşı karşıya geldiği için mıknatıs armatürü iterek bir yarım dönüş yaptırır. Böylece armatürün kuzey kutbu mıknatısın güney kutbunun karşısına gelir. Ama armatür yeniden yatay konuma geldiğinde fırçalar komütatörün üzerindeki aralıktan atlamış oldukları için bobinden geçen akımın yönü değişir; dolayısıyla armatürün kuzey kutbu güney, güney kutbu da kuzey olur. Böylece gene aynı işaretli kutuplar karşılaşır ve mıknatısın ittiği armatür bir yarım dönüş daha yapar. Kısacası bu düzen sürekli yinelenir ve akım kesilmedikçe armatür dönmeye devam eder. Çok küçük elektrik motorları dışında hemen hepsinin sabit mıknatısı da gene bir elektromıknatıstır. Elektromıknatısın üzerindeki sargılara magnetik alan bobini denir. Bazı motorlarda akım önce bu sargılardan, sonra armatür bobininden geçer. Bobinleri seri bağlanmış olan bu tip motorlar, üstlerinebinen yük (yani yapmaları gereken iş) arttıkça daha yavaş, yük azaldıkça daha hızlı döner. Oysa bobinleri paralel bağlanmış olan motorlarda akım her iki bobin arasında bölüştürüldüğü için, yük ne olursa olsun motorun hızı (dönme sayısı) değişmez. Bazı elektrik motorları, özellikle de küçük olanlar, hem doğru, hem alternatif akımla çalışabilir; bunlara üniversal motor denir. (Doğru akım ile alternatif akım arasındaki fark ELEKTRİK maddesinde açıklanmıştır.) Ama alternatif akımla çalışan motorlar genellikle yalnız bu akıma uygun olarak yapılır. Bunların bir bölümü hep aynı hızda çalışan senkron ya da eşzamanlı motorlar, bir bölümü de yapacakları işe göre hızı değişen indüklemeli ya da asenkron motorlardır. Elektrik Motorları ve ÜreteçleriKaynak: Msxlabs & Temel Britannica |
Elektrik Motoru Elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren araç. Elektrik motoru, bir mıknatısın manyetik alanı içinde bulunan ve üzerinden elektrik akımı geçen bir tele kuvvet etki etmesi olayına dayanır. Doğru akım ve alternatif akım motorları gibi iki türü vardır. Doğru akım motorları kalıcı bir mıknatıs ya da elektromıknatıs (stator) ile içinden akım geçtiğinde mıknatısın manyetik alanından dolayı dönen bir sarımdan (rotor) oluşur. Rotoru döndüren moment hep aynı yöndedir. Bu, ikiye bölünmüş ve her biri sarımın bir ucuna bağlı, halka biçimindeki bilezikler aracılığıyla rotora hep aynı yönde akım verilmesiyle sağlanır. Alternatif akım motorları içinde en çok kullanılanı, indüksiyon motorlarıdır. Bu motorlarda genellikle statordan geçen alternatif akım, rotorda bir elektromanyetik indüksiyon akımı meydana getirir. Rotorun dönmesini sağlayan moment, rotorda meydana gelen akımla statorun manyetik alanının etkileşmesinden doğar.İlk elektrik motoru (Barlow tekerleği) 1828'de yapılmıştır. ELEKTRİK MOTOR ÇEŞİTLERİ
|
2 ek Etrafınızdaki eşyaların kaçında elektrikle çalışan bir motor olduğunu fark ettiniz? Saymaya gerek duyarsak; kol saatlerinden başlar, arabalara, çamaşır makinelerine, DVD oynatıcılarına, elektrikli sürügelere, saç kurutma makinelerine kadar gider. Aslında etrafımızı saran şeyin elektrik olduğunu fark etmişizdir. Bu elektrik motorun mucidine minnet duyuyorsanız ve elektrik motorunun nasıl icat edildiğini öğrenmek için buyrun devam edelim. Elektrik motorun İcadı diğer birçok icat gibi, bu icatta birçok meraklı ve parlak zekanın ürünü olmuştur. Elektrik motorunun icadı pilden hemen sonraya dayanıyor. Manyetik alanlar, elektrik akımı ve elektromıknatıs bu icattın ilerlemesine yol yaptı. Dünya genelinde, elektrik alanında çözümler ve geliştirmek için sabırlı bir şekilde çalışan birçok mucit vardır. Elektrik Motoru Nedir Elektrikli motorun çalışma ilkesi şöyledir: Elektrikli motorun çalışma ilkesi Elektrikli Motorun Tarihi İlk elektrikli motorun tarihi 1740’larda Andrew Gordon tarafından icat edilen basit bir elektrostatik motor olduğu biliniyor fakat 1820’de, Andre-Marie Ampere manyetik alan ve elektrik akımı etkileşimiyle mekanik güç üretimini açıklayan Ampere yasası’nı – Ampere İlkesi’ni – keşfetti. Bu fikir Britanyalı kimyager ve fizikçi Michael Faraday tarafından daha da şekillendirildi. Bu bilim insanı önemli elektromanyetik buluşlarıyla bilinirdi ve bu buluş kesinlikle elektrik bilimi alanındaki büyük atılımlardan birisiydi. Maddi sıkıntısı yoğun olan bir ailenin çoçuğu olmasına rağmen daha çocukluğundan meraklı bir kişiydi. Hayatını idame ettirmek için Londra’da kitap ciltmele atolyesinde çalışırdı. Okumaya olan tutkusu, onu ciltlediği her kitabı incelemesini sağladı. Bir gün bir kitaba sahip olma isteği onu çok heyecanlandırıyordu. Kim, okumaya olan bu tutkusu ve heyecanının güç konseptindeki ilgisini daha iyi kavrayacağına yardım edeceğini düşünebilirdi ki? Bu alışkanlığı hayatının sonraki safhalarında icat yaparken yardımcı oldu. Faraday, elektromanyetik araçlar kullanarak elektriğin mekanik enerjiye dönüşümünü gösterdi. Bunu, üstündeki sabit mıknatısı yerleştirirken serbest sallanan kabloyu civa havuzuna daldırarak yaptı. Telden elektrik akımı geçirdi, telden geçen elektrik akımı dairesel manyetik alan oluşturdu ve mıknatıs etrafında dönmeye başladı. Meraklı bir zeka ve ilham bu adama büyük icadın temelini atmasına öncülük etti. 1827’de Anyos Jedlik elektromanyetik bobinle deney yaptı ve komütatörü tanıtarak tekrar eden devirle alakalı birçok sorunu çözdü. O, bu cihaza ”Elektromanyetik kendini döndürücü” dedi. Bundan bir yıl sonra, Anyos üç bileşene – çark, komütatör ve sabit kısım – sahip olduğunu iddia ettiği ilk makinesini gösterime sundu. ilk komütatör DC elektrik motoru 1832’de, William Sturgeon ilk komütatör DC elektrik motorunu tanıttı. Sturgeon’un yolunu izleyen Thomas Davenport, ticari amaç için DC motorununu icat etti. Onun makinesi, matbaaya güç veren makineler kadar güç verebiliyordu. Ne yazık ki yüksek batarya gücü Thomas’ın iflas etmesine yol açtı. Bu sorunlar olduğu için, makine ticari amaçlar için kullanılamadı. Ancak 1855’te Jedlik yeniden makineyi çalıştırmak için şansını denedi ve elektromanyetik çarkta olduğu gibi aynı prensipleri uyguladı. Sonunda 1871’de ilk gürleyen ticari makine Zenobe Gramme tarafından tanıtıldı. Sonra 1886’da, Frank Julian Sprague ilk uygulanabilir DC motorunu geliştirdi. Bu makine farklı yüklerde bile sabit hızda kalabiliyordu. 1888’te, Nikola Tesla mevcut dönüştürücüler ve motorlar değiştirecek bir yazı yayınladı. George Westinghouse Tesla’nın patentini satın aldı ve CF Scott kendisine yardım ederken motorları geliştirmesi için işe aldı. İcadı işe yaramaz yapan birçok pürüz gibi, AC motorun sabit hızı arabalar için uygun görülmedi. Westinghouse’ın zeki çalışanları – motorun geliştirmek için çalışan mühendisler – 1891’de Colorado’da madencilik operasyonuna güç vermesi için ayarladı. 1886’da Amerikalı sanayici Sprague, ilk tutarlı hızlı DC motorunu tanıttı. Bu şirketinin dünyanın endüstri motoru kataloğunu tanıtmasını sağladı. Hemen 1889-1990 yıllarında, Rus mucit ve mühendis Dolivo-Dobrovolsky, üç aşamalı indüksiyon motorunun kafes-çark versiyonlarını tanıttı. İlginç şekilde, bu tip motorlar ticari amaçlı tarihlerden beri hala bugün de kullanılıyor. Westinghouse, 1892’de pratik olarak kullanılabilecek ilk indüksiyon motorunu meydana getirmede başarılı oldu. 1893’de 60 hertz indüksiyon motoru geliştirdi ama tüm bu ilk motorlar iki safhalı motorlardı. General Electric 1891’de üç safhalı indüksiyon motorlar üretmeye başladı. Bu tarihten 5 yıl sonra, 1896’da, Westinghouse ve General Electric sincap kafesi çarkı üretimi için anlaşma imzaladı. 1905’te, Alfred Zehden asansörlerde ve trenlerde kullanılabilecek patent formunda doğrusal indüksiyon motoru tanımladı. Ve 1935’te kullanılabilecek olan bu doğrusal indüksiyon motorunu yapmak Kemper’a neredeyse 30 yıla mal oldu. Bu motor sonradan Laithwaite tarafından uyarlandı. O, bu indüksiyon motorunun ilk tam boyutlu modelini tanıtan kişiydi. Geleneksel motorların bugünki muazzam beygir güçlü motorlara nasıl geliştiğini görmek şaşırtıcı. Çoğumuz çevremizdeki diğer icatları gördüğümüz kadar bu harika icadı hergün görmediğimizi söylerdi. Tekrar düşünün! Bu küçümsenemez icat bugün kullandığımız birçok elektrikli cihazın bir parçası. |
|
Saat: 03:37 |
©2005 - 2024, MsXLabs - MaviKaranlık