ELEKTRİK MAKİNALARI - Deneme Sınavı - 13

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

Transformatörler hareket eden parçası olmayan elektrik makinalarıdır. Transformatörler elektrik gücünü bir gerilim seviyesinden diğer bir gerilim seviyesine endüksiyon yoluyla dönüştürürler.

Alçak gerilim seviyesinden yüksek gerilim seviyesine dönüşüm yapan transformatörlere yükseltici transformatör, yüksek gerilim seviyesinden alçak gerilim seviyesine dönüşüm yapan transformatörlere de düşürücü transformatör denir.

Transformatörlerin yapısı manyetik bir nüve üzerine sarılmış sargılardan oluşur. Transformatörlerde iki tane sargı bulunur. Kaynak tarafına bağlanan sargıya primer (birincil) sargı, yük tarafına bağlanan sargıya da sekonder (ikincil) sargı denir.

Bir transformatörün primer sargısına alternatif bir gerilim uygulandığında primer sargıdan bir akım geçer ve primer sargıya uygulanan gerilimden 90° geride bir manyetik akı oluşturur. Bu manyetik akı nüve üzerinden devresini tamamlar.

Transformatörlerde sargıların üzerine sarıldığı kapalı manyetik gövdeye nüve denir.

Çekirdek tipi nüve saçlar U-I veya L şeklinde kesilip paketlenerek oluşturulur.

Mantel tipi nüvede ise nüve sargıları kavrayacak şekilde yapılır. Bu nüve şekli küçük güçlü transformatörlerde kullanılır. Nüvenin kesiti her yerde aynı değildir. Sargılar orta bacağa sarılır. Orta bacakta meydana gelen akı yan bacaklarda iki kola ayrılarak devresini tamamlar. Yan bacakların kesiti orta bacaktaki manyetik akının yarısını taşıyacak şekilde seçilir. Mantel tipi nüve, saçlar E-I şeklinde kesilip paketlenerek oluşturulur.

Transformatörlerin sargılarında endüklenen gerilimlerin anlık yönleri sargılara uygulanan gerilimin polaritesine ve sargılarda meydana gelen manyetik akının yönüne bağlı olarak değişir.

Transformatörün primer (veya sekonder) sargısına alternatif bir gerilim uygulandığı zaman N-S manyetik kutupları meydana gelir.

Stator asenkron motorun duran kısmıdır. Stator nüvesi birer yüzeyi yalıtılmış ince silisyumlu sacların preslenerek paketlenmesiyle meydana gelir. Stator nüvesi motor gövdesinin içine yerleştirilir. Statorun iç yüzeyine üç fazlı stator sargılarını yerleştirmek için oluklar açılmıştır. Doğru cevap B'dir.

Bir asenkron motorun senkron devir sayısı kutup sayısına ve motoru besleyen şebeke frekansına bağlıdır. Aşağıdaki formülle hesaplanır:

ns = 120.f/p

ns = 120x70/4

Buna göre 70 Hz’lik bir gerilimle beslenen dört kutuplu bir asenkron motorun senkron hızı 2100 d/d olur. Doğru cevap D'dir.

Bir asenkron motorun eşdeğer devre parametreleri deneysel olarak belirlenir. Stator sargı direnci, stator sargılarına bir DA kaynağı bağlanarak deneysel olarak hesaplanır. Buna ilaveten asenkron motorun boş çalışma ve kilitli rotor deneyleri gerçekleştirilerek eşdeğer devrenin bütün parametreleri belirlenir. Doğru cevap E'dir.

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. Doğru cevap C'dir.

Asenkron motorların ilk kalkınma anında kayması %100 (s= 1) değerindedir. Daha sonra rotor döner alan yönünde dönmeye başlar. Motor boşta çalışıyorsa rotor hızı senkron hıza yakın bir değere kadar yükselebilir. Boşta çalışan bir asenkron motorun kayması yaklaşık olarak %1 değerindedir. Motor yüklendikçe rotor hızı azalır buna bağlı olarak kayma da artar. Doğru cevap A'dır.

Motorun hızı birkaç şekilde ayarlanabilir. Motor hızı, stator gerilimi değiştirilerek, kutup sayısı değiştirilerek, rotor sargılarına seri direnç bağlayarak (sadece bilezikli asenkron motorlarda) ve besleme gerilimi frekansı değiştirilerek ayarlanır. Kutup sayısı ve besleme gerilimi frekansı değiştirilerek yapılan hız kontrolünde motorun senkron hızı değişir. Diğer metotlarda ise sadece motorun hız-moment karakteristiği değiştirilerek rotor hızı değiştirilir. Doğru cevap D'dir.

Asenkron motorlara aşağıdaki şekillerde yol verilir:
• Doğrudan yol verme
• Düşük gerilimle yol verme
• Rotoru sargılı asenkron motora rotor sargılarına seri direnç bağlanarak yol verme
• Soft starter ile (yumuşak) yol verme
• İnverter ile yol verme

Doğru cevap E'dir.

Yıldız üçgen yol verme metodunda motor stator sargıları ilk olarak yıldız bağlanarak çalıştırılır. Motor belli bir hız değerine ulaştıktan sonra sargı stator sargı bağlantıları üçgen bağlanarak motor çalışmasına devam eder. Yıldız üçgen yol verme metodu en ekonomik düşük gerilimle yol verme metodudur. Doğru cevap B'dir.

Asenkron motorları, çalışma koşullarına ve sürdükleri yüklerin özelliklerine bağlı olarak, ani durdurulmaları (fren yapmaları) gerekebilir. Bu durumda özel frenleme sistemlerinin kullanılması gerekir. Normal bir asenkron motorun enerjisi kesildiğinde yavaşlayarak durur. Motorun duruş süresi rotorun ve/veya rotor miline bağlı olan yükün ataletine bağlıdır. Motorun istenilen sürede durması için bazı özel düzeneklerin kullanılması gerekir. Asenkron motorlar aşağıdaki yöntemler ile frenlenir:

Doğru cevap C'dir.

Soft starter veya yumuşak yol vericiler güç elektroniği (tristör) tabanlı devrelerdir. Bu devreler yardımıyla bir asenkron motorun ilk kalkınma anında şebekeden çektiği akım motora ilk kalkınmada uygulanan gerilim kontrol edilerek belli sınırlar asarında tutulur. Soft starter motora uygulanan gerilim ve motor akımı izlenerek ayarlanır. Soft starter ile çalıştırılan bir asenkron motora uygulanan gerilimin istenilen değerde ayarlanması, motorun kalkış ve duruş süresinin ayarlanması mümkündür. Bu cihazlar motor güçlerine göre kullanılırlar. Motor gerilimi ve akımı tristörlerin tetikleme açıları kontrol edilerek ayarlanır. Doğru cevap A'dır.