ELEKTRİK MAKİNALARI

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.

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.