ELEKTRİK MAKİNALARI - Deneme Sınavı - 11

Bilindiği gibi elektromekanik enerji dönüşümü yapan bütün döner elektrik makinaları, motor veya generatör olarak çalıştırılabilirler. Motor çalışmada, makinaya verilen elektriksel enerji mekanik enerjiye; generatör çalışmada ise, makinaya verilen mekanik enerji elektriksel enerjiye dönüştürülür.

Diamanyetik malzemeler, uygulanan kuvvetli bir manyetik alan şiddetine karşılık çok zayıf ve negatif değerlikli manyetik alınganlık değeri gösterirler. Negatif değerlikli alınganlık göstermesi, manyetik alan tarafından hafifçe itilecekleri anlamını taşır.

Paramanyetik malzemeler manyetik alan tarafından zayıfça çekilirler ve küçük miktarda pozitif değerli manyetik alınganlık gösteririler. Bu malzemeler sıcaklığa karşı oldukça duyarlıdırlar. Alüminyum, uranyum ve pilatinyum gibi paramanyetik mazlemelerin düşük sıcaklıklarda mıknatıslanmaları artar.

Kısaca B-H karakteristiği olarak adlandırılan mıknatıslanma karakteristikleri, kısaltılmış adından da anlaşılacağı üzere, malzemede elde edilen B manyetik akı yoğunluğu değerinin, uygulanan manyetik alan şiddeti değeri H ile değişimini verir.

Verilen bilgilerden manyetik devreye uygulanan manyetik alan şiddeti değerinin,
H = NI/l
olarak hesaplanabileceğini görürüz. NI değeri, devredeki toplam Amper-sarım’dır. Bu değer sargı
tarafından manyetik devreye uygulanan manyetomotor kuvvet (mmk) olarak tanımlanır ve birimi (Amper-sarım/
metre) olarak da alınabilir.

Ferromanyetik malzemelerin B-H karakteristiğine baktığımızda kabaca iki bölgenin tanımlandığını görürüz. Doğrusal bölgede B değerlerinin uygulanan H değerleri ile doğrusal değiştiği, doyma bölgesinde ise bu doğrusallığın ortadan kalktığı görülür. Doyma bölgesinde, malzemeye uyguladığımız H değerinlerinin artışına karşılık B değerlerinin doğru orantı ile artmaması malzemenin doyduğu anlamını taşır. Sonuç olarak ferromanyetik malzemelerin mıknatıslanma karakteristikleri doğrusal olmayan davranış sergiler.

Elektriksel büyüklüklerin manyetik karşılıkları aşağıdaki tabloda gösterilmektedir.

 

formülünden B = 3.18 T hesaplanır

Hava aralığı boyunun demir kısıma göre çok küçük olmasına rağmen, manyetik geçirgenliğin düşük olması sebebiyle relüktansın çok büyük olması, devrenin ihitiyacı olan mmk değerini arttırır.

Konum Açısı θ, dönme hareketi yapan elektromekanik sistemde keyfi olarak seçilen bir referansa göre hareketli kısmın konumunu belirleyen açıdır. Başka deyişle açısal olarak alınan yoldur.

Sabit genlikli ve yönü değişmeyen bir manyetik alan içersine, I akımı taşıyan bir iletken yerleştirelim. İletkenin konumuna göre, manyetik alana ait kuvvet çizgileri iletkene her noktada dik olarak etki etsin. Bu iletkene etkiyen kuvvetin yönü sağ el kuralı ile bulunabilir. Sağ elimizi açtığımızda, birleşik duran dört parmağımız iletkendeki akım yönünü, avuç içimiz alan yönünü, başparmağımız iletkene etkiyen kuvvetin yönünü gösterir.

Bobine etkiyen toplam moment,

T = BNIlr 2 (Nm) formülü ile belirlenir. Bu formüle göre toplam moment 2.25 Nm olarak hesaplanır.

T = BNIlr

5 = 0.5 x 200 x I x 0.25 x 0.05

I = 2 A

Hareketsiz duran bir iletken zamanla değişen bir manyetik alana maruz kalırsa, Faraday kanununa göre
bu iletkende bir gerilim endüklenir. Endüklenen gerilim endüksiyon gerilimi olarak tanımlanır.

Bir elektrik makinesinin sinüzoidal gerilim üretmesi onun bir alternatif akım generatörü olduğunu gösterir.

4 kutuplu bir makina için iletkenin bir tam dönüş yapması sonucunda üzerinde, iki tane N iki tane
S kutbu bölgesinden geçeceğinden toplam iki tam sinus dalgası endüklenecektir. Yani 360º mekanik
olarak alınan yola karşılık 2x360º =720º elektriksel yol alınmıştır.

Motor veya generatörlerin hareketli kısımlarına rotor, sabit kısımlarına ise stator adı verilir.

2 kutuplu bir makinada kutup adımı 180º’ye eşit olduğuna göre, statora bobinler normal olarak bobin adımı=kutup adımı olarak yerleştirilirler. Bu şekilde yerleşen bobin tam adımlı bobin olarak isimlendirilir. Eğer bobin adımı 180º’den küçük olursa bu bobin kesirsel adımlı bobin olarak isimlendirilir.

Transformatörler elektrik enerjisini bir gerilim seviyesinden başka bir gerilim seviyesine dönüştüren elektrik makinalarıdır