ELEKTRİK MAKİNALARI - Deneme Sınavı - 10

Sekonder sargı gerilimi primer sargı geriliminden yüksek ise bu tür transformatörlere yükseltici transformatör, sekonder sargı gerilimi primer sargı geriliminden düşük ise bu tür transformatörlere de alçaltıcı veya düşürücü transformatör denir.

Transformatörlerin sargılarında endüklenen gerilimlerin anlık yönleri sargılara uygulanan gerilimin polaritesine ve sargılarda meydana gelen manyetik akının yönüne bağlı olarak değişir. Sargılarda endüklenen gerilimin anlık yönlerinin bulunmasına veya sargı uçlarının işaretlerinin belirtilmesine polarite denir. Transformatörlerin paralel bağlanması veya sargıların kendi aralarında bağlanmasında hangi ucun hangi uca bağlanacağı sargı polaritesine göre kararlaştırılır. Polarite şematik olarak noktalama işaretiyle belirlenir. Polarite sargıların sarım yönüne bağlıdır.

S1 = S2 = 75 kVA

S1 = V1 * I1 = 75000 = 10000I1 

Buradan I1 = 75000/10000 = 7.5 A olarak hesaplanır

Transformatörün primer (veya sekonder) sargısına alternatif bir gerilim uygulandığı zaman N-S manyetik kutupları meydana gelir. Aynı zamanda demir nüveyi oluşturan atomlar da manyetik alanla aynı yönde dizilirler. Manyetik alanın kutupları sargıya uygulanan gerilimin frekansına bağlı olarak yön değiştirir. Manyetik alanını yönü değiştiği zaman atomların dizilişi de yön değiştirir. Meydana gelen bu yön değişiminden dolayı atomlar birbiriyle sürtünürler ve demir nüvede ısı meydana gelir. Meydana gelen bu ısı kaybına transformatörün histeresiz kaybı denir.

Eşdeğer devredeki R1 ve R2 dirençleri primer ve sekondere sargılarının dirençleridir. Transformatörün uyartım akımı uygulanan gerilimden 90 derece geride olduğundan dolayın bu akım uygulanan gerilime paralel bağlı Xm reaktansı ile gösterilir. Xm reaktansına mıknatıslanma reaktansı da denir.

Demir kayıpları nüve kayıpları olarak da isimlendirilir. Bakır kayıpları ise transformatörün sargı dirençlerinden dolayı meydana gelen ısıl kayıplardır.

Üçgen-üçgen bağlantı türünün en büyük avantajı transformatörün faz sargılarından birinin arızalanması durumunda sistemin iki faz ile çalışmasına devam edebilmesidir. Bu bağlantıya açık-üçgen veya V bağlantısı denir.

Asenkron motorların dönen kısımlarına rotor, duran kısımlarına ise stator denir.

Şebeke frekansı 50 Hz olduğu için manyetik alan kutupları saniyede 50 defa, iki dakikada 6000 defa döner.

Senkron hız = 120 * frekans / kutup sayısı

120 * 60 / 3 = 2400 d/d

Bir asenkron motorun başlıca kayıpları stator bakır kayıpları, stator demir kayıpları (nüve kayıpları), rotor bakır kayıpları, ve mekanik sürtünme ve rüzgar kayıplarından oluşmaktadır. Stator bakır kayıpları stator sargılarının direncinden kaynaklanan ısıl kayıplardır. Rotor bakır kayıpları rotor direncinde dolayı meydana gelen ısıl kayıplardır. Stator ve rotor bakır kayıpları motor yüklendikçe artan kayıplardır. Mekanik sürtünme kayıpları ise rulmanlarda meydana gelen mekanik sürtünmeden kaynaklanır. Rüzgar kayıpları ise rotor yüzeyinin hava ile sürtünmesinden kaynaklanan kayıplardır. Asenkron motorların demir kayıpları transformatörlerde olduğu gibi girdap ve histeresiz kayıplarından oluşmaktadır. Mekanik sürtünme ve rüzgar kayıplarıyla demir kayıpları yük akımı ile değişmez ve sabittirler.

Eşdeğer devredeki stator sargısına ait direnç (R1) stator sargılarına DC bir gerilim uygulanarak hesaplanır.

Küçük güçlü (genelde 5 BG’den küçük) asenkron motorlara doğrudan yol verilir. Doğrudan yol verme metodunda da motor ilk kalkınma anında yüksek akım çeker. Ancak motor gücü düşük olduğu için motorun ilk kalkınma anında şebekeden çektiği yüksek akım ihmal edilebilir. Motor bir pako şalter veya mekanik kontaktörler yardımıyla start-stop butonlarıyla şebekeye doğrudan bağlanır.

Asenkron motorların enerji uygulanıp çalıştırılmasına yol verme denir. Motora ilk enerji uygulandığında şebekeden çekilen akıma da ilk kalkınma akımı denir. Bir asenkron motora, ilk kalkınma anında, anma gerilimi uygulandığı zaman anma yük akımının beş ile on katı kadar yüksek akım çeker. Bu yüksek değerli akım motorun kendisine zarar vermeyebilir. Ancak ani olarak çekilen yüksek akımdan dolayı motor besleme hattı üzerinde ani gerilim düşümleri meydana gelebilir. Bu ani gerilim düşümlerinden dolayı şebeke zarar görebilir. Bundan dolayı motor ile aynı hat üzerinden beslenen diğer yükler de zarar görebilir.

Bundan dolayı asenkron motorların ilk kalkınma anında şebekeden çok aşırı derecede akım çekmemesi için genelde düşük gerilimle başlatılırlar. Ancak asenkron motorlarda üretilen moment motora uygulanan gerilimin karesiyle orantılı olarak değiştiği için motor düşük gerilimle çalışmaya başladığı zaman ilk kalkınma momenti de oldukça düşük olur. Küçük güçlü asenkron motorlar doğrudan şebekeye bağlanarak başlatılabilirler.

Elektriksel frenlemede motorun enerjisi kesildikten sonar stator sargılarına kısa süre için ters yönde gerilim uygulanır. Ters yönde gerilim iki fazın yerleri değiştirilerek gerçekleştirilir. Ters yönde gerilim uygulandığı zaman, motor ters yönde dönmek isteyecek ve kısa sürede duracaktır.

Asenkron motorların momenti besleme geriliminin karesiyle orantılı olarak değişir. Motorun besleme gerilimi değiştirildiği zaman motorun ürettiği moment değişir. Belli bir yük (pompa ve fan gibi yükler) altında çalışan bir motorda besleme gerilim artırılırsa motorun ürettiği moment yük momentinden yüksek olacağından dolayı motor hızı artar. Besleme gerilimi düşürülürse moment azalır.

Belli bir yük momenti için rotor direnci artırılırsa motor hızı azalır, rotor direnci düşürülürse motor hızı artar.

Enerji dönüşümünü dönme hareketi ile yaparak, girişindeki elektrik enerjisini mekanik enerjiye çeviren makinalara elektrik motorları, girişindeki mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren makinalara da elektrik generatörleri denir.

Motor ve generatörlerden başka, hareket eden hiçbir parçası olmayan, girişindeki elektrik enerjisinin türünü değiştirmeyen, buna karşılık gerilim, akım gibi bileşenlerini değiştiren makinalar vardır. Bu makinalara da transformatör adı verilir.