1. BÖLÜM: KOLEKTÖRLÜ MAKİNELERİN SARIMLARI

Transkript

1 1. BÖLÜM: KOLEKTÖRLÜ MAKİNELERİN ARIMLARI A. arımda (bobinajda) kullanılan malzemeler 1. arım işleri için gereken takımlar (aygıtlar) Pense, kargaburun, yankeski, düz uçlu tornavida, yıldız uçlu tornavida, kâğıt makası, teneke makası, ağaç testeresi, demir testeresi, kauçuk tokmak, çeşitli boyda çekiçler, çeşitli boyda eğeler, törpü, iki ağızlı anahtar takımı, yıldız ağızlı anahtar takımı, lokma takımı, çakı, nokta, fırça, çektirme, havya, vernik tavası, kurutma fırını, matkap, çeşitli matkap uçları, alyen anahtar takımı, AVOmetre, pensampermetre, seri lamba, endüvi kontrol (growler) aygıtı, mikrometre, kumpas, cetvel, terazi. 2. arım işleri için gereken malzemeler Lehim, lehim pastası (macunu), tiret, presbant, vernik, tiner, pamuk ipliği, çeşitli ebatlarda tahta, makaron, izolebant, silisyumlu (silisli) sac, çeşitli boyutlarda sarım kalıpları, çeşitli çaplarda emayeli (vernikli) bobin teli. B. arım işlerinde kullanılan bazı malzemelerin özellikleri 1. eri lamba argılarda kopukluk, gövdeye kaçak olup olmadığını belirlemek için kullanılan basit yapılı aygıttır. Günümüzde bu aygıt kullanım alanından kalkmış, yerine AVOmetre kullanılmaya başlanmıştır. + 9 V pil lamba prop 9 V pil + - lamba prop - prop prop eri lambanın yapısı 2. ürgü çubuğu (kavela) ert ağaçtan yapılmış, endüvi ve stator oyuklarının yalıtılması anında presbantlara oyuk şeklini vermek için kullanılan araçtır. oyuğun boyu uzunluğunda oyuğun boyu uzunluğunda Ucun biçimi oyuğun şekline göre değişebilir. ürgü çubuğunun yapısı 1

2 argı yerleştirme bıçağının yapısı Oyuk kamasının (çıtasının) yapısı tahta tahta Kaşığın yapısı Endüvi sehbasının yapısı 3. argı yerleştirme bıçağı Bobin tellerinin oyuklara yerleştirilmesi için kullanılan, sert ağaçtan yapılmış, bıçak görünümlü gereçtir. 4. Kaşık ivri kısmıyla iletkenleri oyuk ağızlarından kanal içine sokmak için kullanılan gereçtir. 5. Oyuk kamaları (çıtalar) Ağaçtan ya da fiberden yapılan gereçtir. Uyuk içine yerleştirilen iletkenlerin dışarı çıkmasını önlemek için kullanılır. eşit adımlı değişik adımlı 6. Endüvi sehbası (kaidesi, altlığı) Endüvi üzerinde çalışma (lehimleme, düzenleme vb.) yaparken kullanılan altlıktır. arım kalıbı örnekleri 7. arım kalıpları AC ile beslenen statorlu motorların bobinlerinin sarılması için kullanılan bu araçlar tahta, fiber ya da plastikten üretilir. 8. Mikrometre Çok küçük çapların ölçülmesinde kullanılan aygıta mikrometre denir. Bu cihazlar mekanik ya da dijital yapılı olabilir. Ölçülmek istenilen iletken ya da cisim sabit tuş (ayak) ile hareketli tuş (ayak) arasına yerleştirilir. ıkma halkasıyla sıkma işlemi yapılır. Hassas sıkma için cırcır kısmı kullanılır. Kovan kısmının üst bölümü 1 mm, alt kısmı 0,5 mm'lik çizgilerle bölünmüştür. Tambur ise 5'li 2

3 sabit tuş hareketli tuş sıkma halkası kovan tambur cırcır 6,14 mm 8,29 mm Mikrometrenin yapısı Mikrometrenin gösterdiği değerin okunuşu olarak bölünmüş 50 eşit parçadan oluşmuştur. 9. Lehim Kalay ve kurşunun belli oranlarda karıştırılmasıyla üretilmiş alaşıma lehim denir. Elektronik devre elemanlarının plaket üzerinde birbirine bağlanmasında en çok, % 60 oranında kalay ve % 40 oranında kurşunun karıştırılmasıyla üretilmiş lehim kullanılır. Normal sıcaklıkta katı hâlde bulunan lehim C'lık sıcaklığa maruz kaldığında eriyerek sıvılaşır. Günümüzde kullanılan lehimlerin içine pasta (reçine) dolgusu yapılmaktadır. Reçine, lehimlenecek yerin temizlenmesine yardımcı olmaktadır. Lehimin içindeki damarda bulunan reçine temizlik için yetersiz geldiği zaman ek olarak pasta kullanılır. Lehim pastası oksit tabakasını yok eder, erimiş lehimin kolay yapışmasını sağlar. Lehimleme işlemlerinde en çok 30 ve 40 W güçte kalem havyalar kullanılır. Bunlar tüm gün boyunca çalışsalar dahî bir zarar görmezler. Havya kullanımında özen gösterilmesi gereken hususlar şunlardır: Lehimleme işlemi çok çabuk yapılmalıdır. Havya ucu temiz olmalıdır. Lehimlenecek elemanlar ve yüzeyler çok temiz, küfsüz olmalıdır. Lehim dumanı sağlığa zararlı olduğundan solunmamalıdır. Lehim örnekleri lehim lehim pasta Lehim içinde bulunan reçine Lehim pastası örnekleri Kalem havya 3

4 C. Doğru akımla beslenen makinelerin yapısı ve çalışma ilkesi 1. Elektrik enerjisinin mekanik enerjiye çevrilmesi Elektrik enerjisini mekanik enerjiye çeviren makinelere motor denir. 19. yüzyılda Faraday adlı bilgin tarafından ortaya konan teoreme göre, içinden akım geçen bir iletken N- manyetik alanı içine konulduğu zaman itilir. İşte bu bilgi sayesinde elektrik enerjisini mekanik enerjiye çeviren motorlar yapılmıştır. 2. İndükleme olayı (elektrik enerjisinin üretilişi) N- manyetik alanı içinde bulunan bir İçinden akım geçen iletkenin ve bobinin N- alanı içinde hareket edişi iletken (ya da bobin) kuvvet çizgilerine dik olarak hareket ettirilecek ya da döndürülecek olursa iletkenin uçlarında bir gerilim (EMK, elektromotor kuvvet) oluşur. İletkende oluşan gerilim ve akımın değeri, manyetik alanın şiddetine, iletkenin uzunluğuna, kesitine, hızına göre değişir. Mekanik enerjiyi DC şeklinde elektrik enerjisine çeviren makinelere dinamo, AC şeklinde elektrik enerjisine çeviren makinelere ise alternatör denir. I voltmetre mıknatıs bobin I V Manyetik alan içinde hareket ettirilen iletkende gerilim oluşur. Bir fazlı AC üreten alternatörün yapısının basit olarak gösterilişi döndürme kuvveti dönüş tur tur tur tur alternatör motor N- alanı içinde dönen bobinde AC oluşur. Mekanik enerjinin elektrik enerjisine dönüşümü ve alıcıda tekrar mekanik enerjiye dönüşümünün prensip şeması 4

5 indüktör sargısı endüvi sargısı gövde indüktör nüvesi kolektör akü İndüktörün yapısı 3. DC makinelerin parçaları a. İndüktör (kutup) Teyp, CD çalar, oyuncak vb. gibi küçük güçlü alıcılarda kullanılan, doğru akımla beslenen elektrikli motorların kutup sargıları sabit mıknatıstan yapılır. Yani bunlarda N- manyetik alanını oluşturmak için küçük mıknatıs parçaları yeterli olmaktadır. Büyük güç vermesi istenilen elektrikli motorlarda N- manyetik alanını oluşturmak için demir nüve (çekirdek, göbek) üzerine sarılmış bobinler kullanılır. İndüktör sargıları arızalandığı zaman uygun kesitli tel ile yeniden sarılır. DC motorun indüktör ve endüvi (dönen kısım) sargılarına uygulanan akımların oluşturduğu manyetik alanlar aynı cins olduğunda ve karşı karşıya geldiklerinde itme söz konusu olur. indüktör sargısı indüktör nüvesi DC makinenin gövdesinin parçaları kutup (indüktör) nüvesi indüktör (kutup) bobini indüktör sarım kalıbı indüktör (kutup) bobini b. Endüvi Endüvi, DC makinenin dönen kısmıdır. Bir yüzeyi yalıtılmış ince çelik sacların üst üste konulmasıyla üretilmiş silindirik görünümlü indüktör bobininin yalıtılışı (bandajlanışı) İndüktör bobininin yapısı indüktörün yan görünümü endüvinin dış yüzeyindeki oluklara bakır telden sargılar yerleştirilmiştir. argıların uçları kolektör (toplayıcı) adı verilen dilimli ve bakırdan yapılmış parçaya lehimlenmiştir. Kolektörün üzerine değen fırçalar dışarıya akım yollama ya da dışarıdan endüviye akım alma işi yapar. 5

6 bayrakçık sac paketi mil oyuklar kolektör saclar oyuklar mil sargılar Endüvinin yapısı fırça kolektör bobinler kolektör fırça bayrakcık bağlantı uçları mil Kolektörün yapısı fırça yay fırça fırça + Fırça c. Kolektör (toplaç, komütatör) ve fırçalar DC makine motor olarak kullanılıyorsa kolektör ve fırça düzeneği endüvi sargılarına akım ulaştırır. Eğer DC makine dinamo olarak kullanılıyorsa kolektör ve fırça düzeneği endüvi sargılarında oluşan akımı dış devreye aktarır. 6

7 Kolektör bakır dilimlerinden üretilmiş olup silindirik biçimlidir. Fırçalar ise genellikle karbondan yapılır. Makine çalışırken sürtünme etkisiyle zaman içinde kolektör ve fırça aşınır. Fırçaları yenisiyle değiştirmek kolaydır. Ancak kolektörün değiştirilmesi, aynı özellikte yedek parçasının temin edilmesi biraz zordur. Kolektör, DC makinelerin en çok arıza yapan kısmıdır. Endüvi sargılarının uçları kolektörün yarıklarına ya da bayrakçık adı verilen çıkıntılarına bağlanır. Kolektör dilimleri arasına konulan mika, mikanit yüksek gerilimlere dayanabilirse de, zamanla dilimlerin arası toz, çapak, yağ vb. ile dolarak arızaya neden olabilir. Dilimler arasındaki boşluklar arıza durumunda kontrol edilmeli, boşluğu doldurmuş olan yabancı maddeler temizlenmelidir. Fırçalar, makinenin akım ve gerilim değerine göre farklı özelliklerde (sert, orta sert, yumuşak karbon, karbon-bakır alaşımlı vb.) üretilir. Fırçaların kolektöre düzgünce basmasını sağlamak için baskı yayları kullanılır. Fırçalar aşınıcı olduğundan zamanla biter. Bu durum makinenin sesinden, kolektörde aşırı kıvılcım oluşmasından anlaşılabilir. ç. Yataklar ve kapaklar Küçük güçlü makinelerde endüvinin kolayca dönmesini sağlamak için yağlı yataklar kullanılır. Aşınmaya dayanıklı metalden yapılan yataklar zaman içinde özelliğini kaybeder. Bu durumda endüvi, indüktör nüvelerine sürtünmeye başlar ve cihaz bozulur. Büyük güçlü makinelerde ise yatak olarak rulman kullanılır. Rulmanlar da zaman içinde özelliğini kaybeder. α balansı bozulmuş bir silindirin salınımı α 0 balansı yapılmış bir silindirin salınımı 4. Doğru akım makinelerinde balans (denge) ve önemi Bir makinenin dönen kısmının ağırlık noktasının tam merkezde olması gerekir. Hatalı üretim, makinenin titreşim yapmasına, veriminin düşmesine, sürtünmenin artmasına, sesli çalışmaya, aşırı ısınmaya, yatakların çabuk aşınmasına neden olur. Endüvi ya da rotorun dengeli dönmesini sağlamak için yapılan işlemlere balans denir. Fabrikalarda üretilen endüvi ve rotorlar özel yapılı balans makineleriyle kontrol edilir. Balansı bozuk olan parçalar aşındırma (parça koparma, boşlatma) ya da dolgu (parça ekleme) yöntemiyle dengeli hâle getirilir. Balansı iyi olan bir parça kendi ekseni etrafında döndürüldüğü zaman hep aynı pozisyonda durmamalıdır. Eğer endüvi döndürülüp durdurulunca hep aynı pozisyonda duruyorsa ağırlık merkezinin yani balansının hatalı olduğu anlaşılır. 7

8 Ç. Arızalı endüvinin sökülmesi ve yalıtılması Arızalı bir endüvi onarılacağı zaman ilk önce söküm işlemi yapılır. öküm yapılırken bazı değerlerin bir forma (karteks) kaydedilmesi gerekir. Tüm sargılar söküldükten sonra sarım şeklini tespit etmek mümkün olmaz. Müşterinin adı soyadı:... Adresi:... Telefon numarası:... Faks numarası:... Makinenin işyerine geliş tarihi:... Makinenin teslim edileceği tarih:... Nüvenin çapı:... Nüvenin uzunluğu:... Oyuk sayısı:... Oyuk şekli:... Yalıtkan malzemenin cinsi:... Yalıtkan malzeme ölçüleri:... Makinenin markası:... Modeli:... eri numarası:... Çektiği akım:... Çalışma gerilimi:... Çalışma şekli (motor, dinamo):... Devir sayısı:... Dönüş yönü:... Kutup sayısı:... Tel cinsi:... Tel çapı:... Bobin adımı:... Bobin sayısı:... ipir sayısı:... arım şekli (seri, paralel, ileri adım, geri adım, yarım kalıp, tam kalıp):... Bir oyukta yer alan bobin kenarı sayısı:... arım yönü (sağ, sol):... arım tipi (klasik, V tipi, vb.):... Notlar: Endüvideki sargıların sökülmesine en son yapılan sargıdan başlanır. argı uçları kolektördeki bayrakcıklara bağlı durumdadır. Bağlantılar havya ile eritildikten sonra iletkenler yerinden çıkarılır. öküm işlemi anında hangi ucun nereden söküldüğü doğru olarak kaydedilir. Bobin uçları kolektör dilimlerine yan yana gelecek biçimde bağlanmışsa bu, paralel sarım yapıldığını gösterir. Bobinin çıkış ucu, giriş ucunun sağındaki dilime bağlanmışsa bu ilerleyen sarımı (adımı) ifade eder. Eğer çıkış ucu, girişin solundaki dilime bağlanmışsa buna gerileyen sarım (adım) denir. Endüvideki sargılar söküldükten sonra temizlik Makinenin bilgilerinin yer aldığı formda yer alması gereken veriler işlemi yapılır. Kolektör dilimleri arasında kısa devre olup olmadığı ohmmetre ya da seri lamba ile yapılan ölçümlerle tespit edilir. Kısa devre varsa dilimler arasındaki fiber parçaları üzerine yapışmış bakır tozu vb. gibi maddeler arıtılır. kolektör dilimleri kolektör dilimleri kolektör dilimleri kolektör dilimleri a b c ç Endüviye sarılan bobinlerin kolektör dilimlerine bağlanış şekillerine ilişkin örnekler 8

9 8 mm mm 4 4 oyuk çevresi katlama yeri oyuk boyu katlama yeri kolektör dilimleri d kolektör dilimleri Endüviye sarılan bobinlerin kolektör dilimlerine bağlanış şekillerine ilişkin örnekler e kıvrılmış presbant Endüvi oyuklarının presbant ile yalıtılması gerekir. ökülüp temizlenen endüvinin mili ve oyukları iletken temasına karşı yeniden yalıtılır. argı oyuklarının yalıtılması için presbant adı verilen sert karton ya da plastik malzeme kullanılır. Arızalı endüvinin sargılarının sökülüşü anında oyuklardan çıkan uçların oyuk eksenlerine göre hangi kolektör dilimine bağlandığının saptanması gerekir. Bobin uçlarının dilimlere bağlanış yeri fırça ekseninin kutup ekseniyle olan ilişkisine bağlıdır. Eğer fırça ekseni kutup eksenindeyse bobin uçları kutup uçlarının yanındaki dilimlere bağlanır. Fırça ekseni, kutuplar arasından geçen nötr ekseni üzerindeyse bobin uçları oyuk ekseni yanındaki kolektör dilimlerine bağlanır. DC ile çalışan kolektörlü makinelerde fırçalar genellikle kutup ekseni üzerindedir. AC ile çalışan kolektörlü makinelerde ise nötr ekseni üzerindedir. dönüş yönü dönüş yönü Fırçaların kutup eksenine (FKE) bağlanışı Fırçaların nötr eksenine (FNE) bağlanışı Endüvideki sargılar sökülmeden önce oyukların üst kısmındaki kamaların çıkarılması gerekir. Endüvi vernik eritici kimyasal maddenin içine konur ya da biraz ısıtılarak sertleşmiş verniklerin çözülmesi sağlanır. Oyuklardaki kamaların çıkarılmasında demir testeresi kullanılabilir. Testere kama üzerine konur. Üzerine çekiçle vurulur. Dişler kamaya geçer. Daha sonra testerenin arkasına hafif hafif vurularak söküm gerçekleştirilir. Endüvi söküldükten sonra kolektör iyice temizlenir. Dilimler kama arasında ve gövde arasında kısa devre olup olmadığı seri lamba ya da AVOmetreyle tespit edilir. Endüviye sarılacak bobinlerin mile değmemesi için kolektör ile endüvi arasındaki boşlukta yer alan mil ısıya dayanıklı izole bant (sarı bant) ile sarılıp yalıtılır. kama çekiç Oyuklardaki kamalar bant demir testeresi Endüvi milinin yalıtılması 9

10 D. Endüvi sarım şemalarının hesaplanıp çizilmesinde kullanılan kavramlar Endüvi sarımları belirli kurallara göre yapılır. Yani rasgele sarım söz konusu değildir. arım şemalarının çizilmesinde kullanılan harflerin anlamları şunlardır: x: Endüvideki oyuk (oluk) sayısı K: Kolektörün dilim sayısı 2P: Tek kutup sayısı P: Çift kutup sayısı m: Çokluluk katsayısı (bobin giriş ve çıkış uçlarının yatırıldığı kolektör dilimleri arasındaki mika sayısı) Y x : Oyuk adımı Y f : Fırça adımı Y k : Kolektör adımı 2a: Paralel kol sayısı q: Oyuk adımının tamsayı çıkması için kullanılan katsayı u: Bir oyuktaki bobin giriş (ya da çıkış) kenarı sayısı Oyuk adımı (Y x ): Bobin kenarlarının endüvi oyuklarının hangilerine yerleştirileceğini belirtir. Denklemi, Y x 2P x şeklindedir. Örneğin Yx değeri 6 olarak bulunmuşsa bobinin bir kenarı 1. oyuğa yerleştirilir. 6 oyuk atlandıktan sonra diğer kenar yerleştirilir. Başka bir deyişle Y x 6 (1-7) şeklinde belirtilir. Endüvide bobin kenarının birisi N kutbunu altındaki oyuğa, diğeri kutbunun altındaki oyuğa sarılmışsa buna normal adımlı sarım denir. Örnek: x 12, 2P 2 x 12 Çözüm: Y x 2P 2 6 (1-7) Bazı endüvi hesaplamalarında oyuk adımı tamsayı çıkmayabilir. Bu durumda "q" katsayısı kullanılarak oyuk adımının tam sayı çıkması sağlanabilir. Bu durumda denklem, x ± q Y x şeklinde yazılır. 2P Normal adımdan uzun olarak sarılan bobinlere uzun adımlı sarım denir. Uzun adımlı sarımda x + q denklem, Y x şeklinde yazılır. "q" değeri sonucun tam sayı çıkması için "1" ya da "2" 2P olarak kabul edilebilir. Örnek: x 12, 2P 2 Çözüm: Y x x + q (1-8) 2P 2 a. Normal adımlı sarım b. Uzun adımlı sarım c. Kısa adımlı sarım 10

11 Normal adımdan kısa olarak sarılan bobinlere kısa adımlı sarım denir. Kısa adımlı sarımda x q denklem, Y x şeklinde yazılır. "q" değeri sonucun tam sayı çıkması için "1" ya da "2" 2P olarak kabul edilebilir. Örnek: x 12, 2P 2 Çözüm: Y x x q (1-6) 2P 2 Fırça adımı (Y f ): Kolektör dilimleri üzerine basan pozitif ve negatif kutuplu fırçalar arasındaki kolektör dilimi sayısını belirtir. Y f + - Y f 1' + Y f değeri, Y f K Yk 2P ya da Fırça adımı K - 2P.m Y f denklemlerinden biri 2P kullanılarak hesaplanabilir. 2P 2, m ± 1 2P 2, m ± 2 Paralel kol sayısı (2a): Endüvide bulunan bobinler birbirine paralel Paralel kol devresi örnekleri bağlanabilir. Endüvinin yapısı, modeli ve gücüne göre paralel kol sayısı vb. olabilir. Paralel kol sayısı arttıkça makinenin dışarıya verebileceği ya da dışarıdan çekeceği akım artar. 2a değeri, 2a 2P.m denklemiyle hesaplanır. Çokluluk katsayısı (m) ve kolektör adımı (Y k ): Kolektör dilimleri arasındaki mika sayısına kolektör adımı (Y k ) denir. Paralel endüvi sarımlarında kolektör adımı (Y k ), çokluluk katsayısına (m) eşit olmaktadır. Çokluluk katsayısı (m) şu üç husus hakkında bilgi verir: I. Kolektör adımı m II. Fırçaların basacağı kolektör dilimi sayısı (I) (II) (III) III. Endüvi üzerinde birbiriyle irtibatı Çokluluk katsayısı ve kolektör adımı ile ilgili şekiller olmayan kapalı devre sayısı Bu üç durum yandaki şekillerde gösterilmiştir. Paralel sarımda m 1 ise fırçalar bir kolektör dilimi genişliğinde olur. m 2 olduğunda ise fırçalar iki kolektör dilimi genişliğinde olur. "m" sayısının pozitif ya da negatif olması sarımın "ilerleyen" ya da "gerileyen" tip olduğunu ifade eder. 11

12 u 1 u 2 u 3 Oyukta bulunan bobin kenarı sayısı örnekleri Oyuktaki bobin kenarı sayısı (u): Bir oyukta bulunan bobin kenarı sayısını hesaplamak için, u x K denklemi kullanılır. Bir oyuktaki bobin giriş ve çıkış kenarları toplamı ise büyük "U" ile gösterilir ve U 2.u denklemiyle hesaplanır. E. Endüvi sarım şemalarının çizilmesi 1. Paralel tip endüvi sarımları Bu yöntemde bobin uçları yan yana olan kolektör dilimlerine bağlanır. Fırça sayısı makinenin kutup sayısına eşittir. Paralel tip sarım şeması sağa ya da sola doğru olabilir. Birinci bobin oyuğa yerleştirildikten sonra ikinci bobin birincinin sağına konuluyorsa buna sağa açılımlı sarım denir. Birinci bobin oyuğa yerleştirildikten sonra ikinci bobin birincinin soluna konuluyorsa buna sola açılımlı sarım denir. Yandaki şekilde sağa ve sola açılımlı endüvi sarımı örnekleri verilmiştir ağa açılımlı paralel endüvi sarımı Paralel endüvi sarımı çeşitleri ola açılımlı paralel endüvi sarımı Paralel tip endüvi sarımında bobinin çıkış ucu, girişin bağlandığı kolektör diliminin sağındaki dilime bağlanırsa, bobinden geçen akım sağa doğru olur. Bu yönteme ilerleyen paralel sarım denir (m + 1, m + 2 gibi). Eğer bobinin çıkış ucu giriş ucunun solundaki dilime bağlanırsa, bobinden geçen akım sola doğru olur. Bu yönteme gerileyen paralel sarım denir (m - 1, m - 2 gibi). Bu tür sarım uygulamada çok az kullanılır m m +1-1 İlerleyen ve gerileyen paralel endüvi sarımlarının yapısı 12

13 Paralel tip endüvi sarımları bobin uçlarının kolektör dilimlerine bağlanış şekline göre basit ve çoklu olmak üzere iki şekilde yapılabilir. a. Basit paralel endüvi sarımı Bu yöntemde birinci bobinin çıkış ucu, ikinci bobinin giriş ucuyla birleştirilerek ikinci kolektör dilimine bağlanır. Bu yöntemde m +1'dir. Örnek: x 6, K 6, 2P 2, m 1 olduğuna göre basit paralel endüvi sarım şemasının hesaplamalarını yaparak sarım şemasını çiziniz. Çözüm: Basit paralel sarım yapılacağına göre, Y k m 1 olur x 6 Oyuk adımı: Y x 2P 2 3 (1-4) Fırça adımı: Y f K Yk 2P N N Oyuktaki bobin kenarı sayısı: u x K Paralel kol sayısı: 2a 2P.m Hesaplamalar yapıldıktan sonra 6 adet bobinin giriş kenarları kırmızı, çıkış kenarları ise mavi kalemle çizilir. Oyuk adımı 3 (1-4) olduğu için birinci bobinin çıkış kenarı dört numaralı oluğa yerleştirilir. Bobinlerin üst kısımlarının bağlantısı oyuk adımı değerine (1-4) uygun olarak bağlanır. Onarımı yapılan bir endüvi sökülürken bobin ucunun bağlanacağı kolektör diliminin hangi eksen üzerinde olduğunun tespit edilmesi gerekir. Bu örnekte bobin uçlarının kutup eksenindeki dilimlere bağlanacağını varsayacağız ' Basit paralel endüvi sarım şeması Basit paralel endüvi sarım şemasının paralel kol devresi Şemada görüldüğü gibi 6. bobinin çıkış ucu birinci kolektör dilimine bağlanmaktadır. Bu durumu ifade edebilmek, aynı zamanda şekli de sade göstermek için 1' şeklinde bir kolektör dilimi daha çizilir. Gerçekte 1' şeklinde 7. bir kolektör dilimi yoktur. Örnekte m 1 olduğu için her fırça bir kolektör dilimine basar (değer). Y f 2 olduğundan artı (+) ve eksi (-) fırça arasında iki kolektör dilimi boş bırakılır. Fırçalar yerleştirildikten sonra akımın artıdan eksiye doğru dolaşımı kuralına göre oklandırma işlemi yapılır. Oklandırma işleminden sonra akımın geçiş yönlerinin oluşturduğu manyetik alanlar göz önüne alınarak kutuplandırma (N ve ) işlemi yapılır. Paralel kol devresi, akımın fırçalardan itibaren hangi bobinlerden dolaştığını göstermek için çizilir. Örnek: x 8, K 8, 2P 4, m 1 olduğuna göre basit paralel endüvi sarım şemasının hesaplamalarını yaparak sarım şemasını çiziniz. Çözüm: Basit paralel sarım yapılacağına göre, Y k m 1 olur. 13

14 x 8 Oyuk adımı: Y x 2P 4 2 (1-3) Fırça adımı: Y f K Yk 2P Oyuktaki bobin kenarı sayısı: u x K N N N Paralel kol sayısı: 2a 2P.m Verilen iki basit paralel tip endüvi sarımında normal adımlı sarım şeması çizilmiştir. Normal adımlı sarımı her endüviye yapmak mümkün değildir. Örneğin x 9, 2P 2 olan bir endüvide, x 9 Y x 2P 2 4,5 çıkar. Bobinin giriş ve çıkış kenarları arasında küsuratlı oyuk söz konusu olamaz. Bu durumda 4 ya da 5'e tamamlama (adım kısaltma veya adım uzatma) yöntemi uygulanır. Y x x ± q 2P şeklindeki denklemde adım kısaltılacaksa "-q", adım uzatılacaksa "+q" kabulü yapılır. Adım kısaltması yapıldığı zaman % 2-5 daha az iletken harcanır. Ancak kısa adımlı sarımda kör (N ya da kutbu özelliği taşımayan) oyuklar oluşur. Kör oyuklar makinenin veriminin az da olsa düşmesini sağlar. arım şeması çizilirken endüvi duruyormuş gibi kabul edilerek bir anlık durum gösterilir. Şemada iki adet kör oyuk varsa bunlar taralı elips ile gösterilir. Endüvi çalışırken kör oyuklar sırayla farklı oyuklarda oluşur. Bir fırça aynı anda bir bobinin hem giriş hem çıkış ucuna temas ederse bu durumdaki elemana ölü (iş yapmayan) bobin denir. Örnek: x 8, K 24, 2P 4, m - 1 olduğuna göre basit paralel endüvi sarım şemasının hesaplamalarını yaparak sarım şemasını çiziniz. Çözüm: Basit paralel sarım yapılacağına göre, Y k m 1 olur. x 8 Oyuk adımı: Y x 2P 4 2 (1-3) ' a b c d Basit paralel endüvi sarım şeması a c Basit paralel endüvi sarım şemasının paralel kol devresi Kör oyukların gösterilişi - - b d - Fırça adımı: Y f K Yk 2P Oyuktaki bobin kenarı sayısı: u x K Paralel kol sayısı: 2a 2P.m

15 üç bobin kenarı bir olukta N N ' x 8, K 24, 2P 4, m - 1 şeklindeki endüvinin basit paralel sarım şeması ve paralel kol devresi Örnek: x 14, K 28, 2P 2, m 1 olduğuna göre basit paralel endüvi sarım şemasının hesaplamalarını yaparak sarım şemasını çiziniz. Çözüm: Basit paralel sarım yapılacağına göre, Y k m 1 olur. x 14 Oyuk adımı: Y x 2P 2 7 (1-8) Fırça adımı: Yf K Yk 2P K 28 Oyuktaki bobin kenarı sayısı: u x 14 2 Paralel kol sayısı: 2a 2P.m iki bobin kenarı bir olukta N N ' x 14, K 28, 2P 2, m 1 şeklindeki endüvinin basit paralel sarım şeması ve paralel kol devresi 15

16 iki bobin kenarı bir olukta N N N ' x 14, K 28, 2P 4, m 1 şeklindeki endüvinin basit paralel sarım şeması ve paralel kol devresi Örnek: x 14, K 28, 2P 4, m 1 olduğuna göre basit paralel endüvi sarım şemasının hesaplamalarını yaparak sarım şemasını çiziniz. Çözüm: Basit paralel sarım yapılacağına göre, Y k m 1 olur. Oyuk adımı: Y x x q P 4 3 (1-4) Fırça adımı: Y f K Yk 2P K 28 Oyuktaki bobin kenarı sayısı: u x 14 2 Paralel kol sayısı: 2a 2P.m

17 b. Çoklu paralel tip endüvi sarımları Bu yöntemde birinci bobinin çıkış ucu, ikinci bobinin giriş ucuyla değil "m" çokluluk katsayısı kadar atlandıktan sonraki bobinin giriş ucuyla birleştirilir. Yani "m" değeri "1" değil, "2", "3" vb. olabilmektedir. Ayrıca bu tip sarımlarda fırçalar birden çok (2, 3 vb.) kolektör dilimine basabilir. Fırçalar birden çok kolektör dilimine bastığı için devredeki paralel kol sayısı da basit paralel sarımdan daha fazla olmaktadır. Özet olarak ifade etmek gerekirse çoklu paralel sarım yapılmış bir DC motor şebekeden daha fazla akım çeker ve gücü daha yüksek olur. N N Örnek: x 8, K 8, 2P 2, m 2 olduğuna göre çoklu paralel endüvi sarım şemasının hesaplamalarını yaparak şemayı çiziniz. Çözüm: Çoklu paralel sarım yapılacağına göre, Y k m olur ve buradan Y k 2 olur. x 8 Oyuk adımı: Y x 2P 2 4 (1-5) ' 2' Çoklu paralel endüvi sarım şeması Fırça adımı: Y f K Yk 2P Oyuktaki bobin kenarı sayısı: u x K Çoklu paralel endüvi sarım şemasının paralel kol devresi Paralel kol sayısı: 2a 2P.m Örnek: x 14, K 28, 2P 2, m 2 olduğuna göre çoklu paralel endüvi sarım şemasının hesaplamalarını yaparak şemayı çiziniz. Çözüm: Çoklu paralel sarım yapılacağına göre, Y k m 2 olur. x 14 Oyuk adımı: Y x 2P 2 7 (1-8) Fırça adımı: Y f K Yk 2P K 28 Oyuktaki bobin kenarı sayısı: u 2 x 14 Paralel kol sayısı: 2a 2P.m abit mıknatıstan yapılmış kutupları olan, küçük güçlü bir motorun endüvisinin sarımlarının görünümü

18 iki bobin kenarı bir olukta N N ' 2' x 14, K 28, 2P 2, m 2 şeklindeki endüvinin çoklu paralel sarım şeması ve paralel kol devresi Örnek: x 14, K 28, 2P 4, m 2 olduğuna göre çoklu paralel endüvi sarım şemasının hesaplamalarını yaparak şemayı çiziniz. Çözüm: Çoklu paralel sarım yapılacağına göre, Y k m 2 olur. x -q Oyuk adımı: Y x 2P (1-4) Fırça adımı: Y f K Yk 2P K 28 Oyuktaki bobin kenarı sayısı: u 2 x 14 Paralel kol sayısı: 2a 2P.m iki bobin kenarı bir olukta N N N ' 2' x 14, K 28, 2P 2, m 2 şeklindeki endüvinin çoklu paralel sarım şeması 18

19 + - Y k x 14, K 28, 2P 2, m 2 şeklindeki endüvinin çoklu paralel sarım şemasının paralel kol devresi eri tip sarımda bobin uçlarının kolektör dilimlerine bağlanış şeklinin basit olarak gösterilişi 2. eri tip endüvi sarımları Bu tip sarımda bobinin giriş ucuyla çıkış ucu arasında yaklaşık olarak bir çift kutup ya da elektriksel bakımdan 360 'lik açı vardır. Birinci bobinin çıkış ucu, çıkış kenarından yaklaşık olarak oyuk adımı kadar ilerideki bobinin giriş kenarıyla birlikte bağlanır. Paralel tip sargılarda paralel kol sayısı arttıkça DC makinenin verdiği ya da çektiği akım artar. eri tip sargılarda ise paralel kol sayısı azdır. Birbirine seri bağlanan bobin sayısı arttıkça DC makinenin vereceği ya da dayanacağı akım azalmakta öte yandan gerilim ise artmaktadır. eri tip sarımın bir diğer faydası ise fırça sayısının daha az olmasıdır. Bu sayede kolektörde sürtünme az olmakta, fırça ve kolektör düzeneği daha uzun ömürlü olmaktadır. eri tip sarımlar en az dört kutuplu olabilmektedir. Kutup sayısı ne olursa olsun fırça sayısı ise her hâlde 2 olmakta ayrıca fırçalar birbirine yakın olarak yerleştirilmektedir. eri tip sarımlarda kolektör adımı, K±m Y k denklemiyle hesaplanır. Denklemde "K", kolektörün dilim sayısını, "m", çokluluk P katsayısını, "P", çift kutup sayısını gösterir. Çift kutup sayısı, P 2P/2 denklemiyle bulunur. Bir endüviye seri sarımın uygulanabilmesi için Y k 'nın tam sayı çıkması gereklidir. Tamsayı çıkmadığı zaman seçilen "m" katsayısıyla endüviye seri sarımın uygulanamayacağı anlaşılır. eri sarımda, birbirine seri bağlanan bobinler endüvi çevresinde tüm kutupların altında dolaştıktan sonra sonuncu bobinin çıkış ucu, birinci bobinin giriş ucunun bağlandığı kolektör diliminin sağındaki ya da solundaki dilime bağlanır. on bobinin çıkış ucuyla ilk bobinin giriş ucunun bağlandığı kolektör dilimleri arasındaki mika sayısı çokluluk katsayısını (m) belirtir. Çokluluk katsayısı (m) "+" olarak kabul edilirse son bobinin çıkış ucu, ilk bobinin giriş ucunun sağındaki dilime bağlanır. Bu bağlantı, paralel tip endüvi sarımlarında "m" değerinin "-" olduğu zamanki gibi çapraz olur. Çokluluk katsayısının (m) "+" olarak alındığı sarımlara ilerleyen seri sarım denir. Çokluluk katsayısının (m) "-" olarak alındığı sarımlarda ise son bobinin çıkış ucu, ilk bobinin giriş ucunun solundaki dilime bağlanır ve buna da gerileyen seri sarım denir. 19

20 Y k m+1 Y k m-1 İlerleyen seri sarımın yapısı Gerileyen seri sarımın yapısı Uygulamada iki çeşit seri tip sarım yöntemi kullanılmaktadır. a. Basit seri endüvi sarımı Bu yöntemde birinci bobinin çıkış ucu, hemen yanındaki bobinin giriş ucuyla değil, bir çift kutup (elektriksel olarak 360 ) atlandıktan sonra gelen bobinin girişiyle birleştirilerek kolektör dilimine lehimlenir. Diğer bobinler de bu şekilde sarılır. on bobinin çıkış ucu birinci bobinin giriş ucuyla birleştirilerek işlem tamamlanır. Örnek: x 13, K 13, 2P 4, m -1 olduğuna göre basit seri tip endüvi sarım şemasının hesaplamalarını yaparak şemayı çiziniz. Çözüm K±m Kolektör adımı: Y k P sarımını yapmak mümkündür.) Oyuk adımı: Y x Fırça adımı: Y f x ± q P 4 3 (1-4) K - 2P.m 2P (Yk değeri tamsayı çıktığı için basit seri tip endüvi ,25 K 13 Oyuktaki bobin kenarı sayısı: u 1 x 13 Paralel kol sayısı: 2a 2P.m eri sarımlarda, birinci bobinin giriş kenarıyla, onun bağlandığı ikinci bobinin giriş kenarı arasındaki mesafe toplam adım (Y) olarak belirtilir. Verilen örnekte bobin sayısı kolektör dilim sayısına eşit olduğu için Y Y k 6 olur. Y k 6 olduğuna göre 1. bobinin çıkış ucu 6 oyuk ilerideki bobinin girişiyle birleştirilerek kolektör dilimine lehimlenir. İkinci bobinin çıkış ucu, giriş ucunun lehimlendiği dilimden itibaren Y k 6 dilim sayılarak irtibatlandırılır. Diğer bobinler de aynı prensibe göre kolektöre bağlanarak işlem tamamlanır. Örnekte "m" değeri "1" olarak verildiğinden fırça bir adet kolektör dilimine temas eder. Hesaplama sonucunda Y f 2,25 olarak hesaplandığı için ikinci fırça 2,25 birimlik boşluktan sonra yerleştirilir. Çizim yapıldıktan sonra akım dolaşımı dikkate alınarak kutupları belirlemeyi sağlayan 20

21 N N N ' 2' 3' 4' 5' 6' x 13, K 13, 2P 4, m -1 şeklindeki endüvinin basit seri sarım şeması ve paralel kol devresi oklandırma işlemi yapılır. Örnekte eksi (-) ucun fırçası 4. ve 5. dilimlere bastığı için bu dilimlere bağlı olan 5. ve 11. bobinleri kısa devre etmektedir. Fırçaların pozisyonuna göre akım dolaşımı takip edilerek paralel kol devresi çıkarılabilir. Parelel kol devresinde de görüldüğü gibi 5. ve 11. bobinlerin her iki ucu da "-"ye bağlı olduğundan bu bobinler ölü durumdadır. Yani bu iki bobinden akım dolaşımı olmamaktadır. eri tip endüvi sarımlarında bobinlerin giriş ve çıkış uçları birbirine bağlanarak kapalı (akımın dolaştığı) bir devre oluşturulur. Bu bağlamaya sarımın kapanışı da denir. eri tip sarımlarda kapanış sayısının bulunuşu belirli bir kurala dayanmaz. Yani Y k değerine göre belirlenir. Örnekte Yk 6 olarak bulunmuştu. Buna göre " ", "5-11", " " numaralı bobinler birbirine bağlanrak bir kapanış oluşturulur. Örnek: x 13, K 13, 2P 4, m +1 olduğuna göre basit seri endüvi sarım şemasının hesaplamalarını yaparak şemayı çiziniz. Çözüm K±m Kolektör adımı: Y k 7 (Y P 2 k değeri tamsayı çıktığı için basit seri endüvi sarımını yapmak mümkündür.) 21

22 Y Y k 7 Oyuk adımı: Y x Fırça adımı: Y f x ± q P 4 3 (1-4) K - 2P.m 2P ,25 K 13 Oyuktaki bobin kenarı sayısı: u 1 x 13 Paralel kol sayısı: 2a 2P.m N N N ' 2' 3' 4' 5' 6' 7' x 13, K 13, 2P 4, m +1 şeklindeki endüvinin basit seri sarım şeması ve paralel kol devresi b. Çoklu seri endüvi sarımı Endüvideki sonuncu bobinin çıkış ucu, bir devir yaptıktan (360 'lik açı kadar ilerledikten) sonra, birinci bobinin giriş ucunun bağlandığı kolektör diliminin hemen yanına değil de "m" çokluluk katsayısına göre 2 ya da 3 kolektör dilimi sağına ya da soluna bağlanıyorsa bu tip sarıma çoklu seri sarım denir. Çoklu seri sarımda çokluluk katsayısı (m) 1'den büyüktür. Çokluluk katsayısı (m) fırçaların basacağı kolektör dilimi sayısını ifade eder. Aynı zamanda endüvideki son bobinin çıkış ucunun, ilk bobinin giriş ucunun yanındaki yanında bulunan hangi dilime bağlanacağını da belirtir. 22

23 K±m Basit seri sarımda Y k denkleminde çokluluk katsayısı (m) olarak ±1 olarak alınıyordu. P Çoklu seri sarımda ise 2, 3 ya da 4 olarak alınabilir. Eğer "m" değeri "+" olarak alınırsa buna ilerleyen seri sarım, "-" olarak alınırsa buna gerileyen seri sarım adı verilir. Çoklu paralel sarımlarda olduğu gibi bu tip sarımda da sargı kendi içinde bir ya da iki kez kapanabilir. argının kaç kez kapandığını oyuk adımı (Y k ) değerinden anlayabiliriz. Y k tek sayı olarak bulunmuşsa 1 defa kapanan sargı, çift sayı olarak bulunmuşsa 2 defa kapanan sargı elde edilir. Endüvinin oyuk sayısı (x) ve çift kutup sayısı (P) çift sayıysa P10'a kadar olan çeşitli çift kutup sayıları için bir kez kapanan çoklu seri sarım yapmak mümkündür. Çoklu seri sarım paralel kol sayısını artırmak için yapılmaktadır. Örnek: x 16, K 32, 2P 4, m -2 olduğuna göre çoklu seri endüvi sarım şemasının hesaplamalarını yaparak şemayı çiziniz. Çözüm K±m 32 2 Kolektör adımı: Y k 15 P 2 Y k değeri tamsayı çıktığı için çoklu seri endüvi sarımını yapmak mümkündür. onuç tek sayı çıktığı için sargı bir kez kapanır. Oyuk adımı: Y x x 2P 16 K (1-5) Fırça adımı: Y f P 4 K 32 Oyuktaki bobin kenarı sayısı: u 2 Paralel kol sayısı: 2a 2P.m x N N N x 16, K 32, 2P 4, m +2 şeklindeki endüvinin çoklu seri sarım şeması ve paralel kol devresi 23

24 Çizim yapılırken ilk önce 32 adet kırmızı çizgi çizilir. u 2 değerine göre oyuklar işaretlenir. Y değerine göre birinci bobinin çıkış kenarının çizileceği oyuk tespit edilir. Daha sonra bobinlerin çıkış kenarını belirten 32 adet mavi çizgi çizilir. Hesaplama sonucu bulunan Y 15 değerine göre 1. bobinin giriş ucuyla çıkış ucu arasında 15 adet kolektör dilimi kadar mesafe vardır. Bu değere göre 1. bobinin giriş ucu 1. kolektör dilimine, çıkış ucu ise 16. kolektör dilimine bağlanır. "m" ve "Y f " değerlerine göre fırçalar çizilir. F. Endüvi sarımı tipleri 1. Giriş Yüksek devirli dönen endüvilerde balans (denge) hataları nedeniyle titreşimli çalışma söz konusu olmaktadır. Titreşim yataklara, fırça ve endüviye zarar vermektedir. Endüvinin balansını sağlamak için matkap ile sac oyma ya da oluklardaki sargıların üzerine prinçten yapılmış kavela geçirme yöntemi uygulanabilmektedir. Endüvi balansını temin etme yollarından birisi de özel sarım tipleri uygulamaktır. Özel sarım tiplerini açıklamadan evvel klasik (geleneksel) sarımın yapısını inceleyelim. Klasik tip endüvi sarımının yandan görünüşü a. Klasik tip endüvi sarımı Bu yöntemde bobinler oyuklara yandaki şekilde görüldüğü gibi sırayla yerleştirilir. Birinci bobin 1-7'ye, ikinci bobin 2-8'e şeklinde süren sarım işleminde her oyukta bir giriş kenarı bir de çıkış kenarı bulunur. b. 'V' tipi endüvi sarımı Bu tip sarımda ikinci bobinin giriş kenarı yandaki şekilde görüldüğü gibi birinci bobinin giriş kenarının yanındaki oyuğa değil, birinci bobinin çıkış kenarının bulunduğu oyuğa yerleştirilmektedir. Diğer bobinlerin yerleştirilişi de bu şekilde devam etmektedir. Endüvi sarımının V şeklinde yapılmasının sebebi dengeli (balanslı) bir sarım elde etmek içindir. V tipi endüvi sarımının yandan görünüşü 14 1 c. İki kutuplu endüvilere uygulanan 'H' tipi sarım Bu tip sarımda ikinci bobin yandaki şekilde görüldüğü gibi birinciye paralel (//) olarak yerleştirilir. İkinci paralel bobin grubunun (yani 24 H tipi endüvi sarımının yandan görünüşü (2P2)

25 üçüncü bobinin) giriş kenarı son sarılan bobinin giriş kenarının yatırıldığı oyuğa yerleştirilerek sarım işlemine devam edilir. unuç olarak bobin gruplarının yandan görünümü H ve V harfinin şekline benzer. Bazı eserlerde H tipi sarıma U tipi sarım da denilmektedir. ç. Dört kutuplu endüvilere uygulanan 'H' tipi sarım Bu tip sarımda 2. bobinin giriş kenarı 1. bobinin çıkış kenarının yatırıldığı oyuktan üç oyuk atlandıktan sonra gelen oyuğa yerleştirilir. Bu sayede iki bobin birbirine paralel olur. H tipi endüvi sarımının yandan görünüşü (2P4) Diğer endüvi sarım tipleri yıldız, sepet ve mekik tipidir. Bunlar günümüzde çok az kullanıldığından açıklanmasına gerek görülmemiştir. Büyük güçlü endüvi örneği 25

26 G. Endüvi bobinlerinin sarılması, yalıtılması ve kontrolü 1. Endüvi bobinlerinin sarılması Arızalı bir endüvi söküldükten sonra aynı özellikte sarılması gerekir. Kullanılan malzemelerin mutlaka TE, CE ve IO kalite belgesine sahip olması gerekmektedir. Kalitesiz iletken ile yapılan sarım uzun ömürlü olmaz. Bir oyukta birden fazla bobin kenarı varsa araya presbant konularak yalıtma işlemi yapılır. Oyuklara yerleştirilen bobinlerin çok sağlam durması için en üste ahşap ya da metalden yapılmış kamalar geçirilir. 2. Bobin uçlarının kolektör dilimlerine bağlanması Bobinler sarıldıktan sonra uçları sarım şemasına bakılarak kolektör oyuklarındaki bayrakçık adı verilen kanallara bağlanır. Bağlama yapmadan önce uç kısımdaki emaye bıçak ile kazınır. Lehimleme işleminden sonra endüvi ile kolektör arasında kalan boyun bölgesindeki iletkenler tiret (keten şerit) ile sarılarak yalıtılır. 3. arımdan sonra yapılması gereken kontroller Bobinlerin uçları kolektör dilimlerine lehimlendikten sonra AVOmetrenin ohm kademesi ya da seri lamba kullanılarak "sağlamlık" ve "kısa devre" kontrolü yapılır. Kolektör dilimleri ve bobinler arasında kısa devre olup olmadığını anlamak için kullanılan diğer araç ise growler cihazıdır. Bir bobin ve nüveden oluşan, AC ile beslenen bu cihazın üzerine endüvi konulur. Endüvinin üzerine ise oyuklara paralel olarak küçük bir demir testeresi parçası yerleştirilir. argılarda bir kısa devre söz konusuysa bu bobinlerin etrafında şiddetli bir manyetik alan meydana gelir. Bunun sonucunda demir testeresi titreşmeye başlar. Endüvi AC çevrildikçe testere laması hiç titremiyorsa kısa Growler cihazı devrenin olmadığı anlaşılır. 4. Bobinlerin verniklenmesi arım, lehimleme, hata kontrolü ve yalıtmadan sonra sargıların sıkıca durması için vernikleme işlemi yapılır. Verniğin kurutulma işlemi açık havada ya da ısıtıcılı kurutma fırınında yapılır. Kuruyan endüvi makineye monte edilerek çalıştırılır. Herhangi bir arıza söz konusu değilse sahibine teslim edilir. Ğ. DC makinelerinde oluşan arızalar ve giderilmesi Her makine belirli bir süre kullanılınca arızalanır. Arızalar mekaniksel ya da elektriksel olabilir. Rulmanların, yatakların, kolektörün ve fırçaların aşınması mekaniksel arızadır. argılarda kısa devre, kopukluk ise elektriksel arızadır. Arıza bulmak için makinenin görünümü gözle kontrol edilir, sesi dinlenir, AVOmetre ya da seri lambayla ölçümler yapılır. Arıza oranını azaltmak için makinelere aşırı yükleme yapılmamalı, voltaj dengesizliklerinin önüne geçilmelidir. Ayrıca makineler periyodik (yılda en az bir kez) bakıma tabi tutulmalıdır. Fırça ve kolektör yebilenirken aynı kalitede yedek parça tercih edilmelidir. 26

27 H. Endüvi sarımlarıyla ilgili temrinler (uygulamalar) Uygulama 1: x 14, K 28, 2P 2, m 1 değerlerine sahip basit paralel endüvi sarımının yapılması Amaç: Endüvi sarımlarıyla ilgili bilgi ve beceri kazanmak. İşlem basamakları 1. arımla ilgili hesaplamaları yapınız. 2. Hesaplamalardan alınan değerlere göre sarım şemasını çiziniz. 3. Şemaya bakarak sarımı yapınız. 4. argı uçlarındaki yalıtkan verniği kazıyarak kolektör bayrakçıklarına lehimleyiniz. 5. AVOmetre ya da growler cihazı kullanarak elektriksel kontrolleri öğretmeninizin denetiminde yapınız. 6. arımı sökünüz orular 1. Basit paralel sarımın özelliklerini açıklayınız. 2. Kolektör ve fırçanın görevini açıklayınız. Uygulama 2: x 14, K 28, 2P 4, m 1 değerlerine sahip basit paralel endüvi sarımının yapılması Amaç: Endüvi sarımlarıyla ilgili bilgi ve beceri kazanmak. İşlem basamakları 1. arımla ilgili hesaplamaları yapınız. 2. Hesaplamalardan alınan değerlere göre sarım şemasını çiziniz. 3. Şemaya bakarak sarımı yapınız. 4. argı uçlarındaki yalıtkan verniği kazıyarak kolektör bayrakçıklarına lehimleyiniz. 5. AVOmetre ya da growler cihazı kullanarak elektriksel kontrolleri öğretmeninizin denetiminde yapınız. 6. arımı sökünüz orular 1. İndüktörün görevi nedir? Açıklayınız. 2. Balans kavramını açıklayınız. Uygulama 3: x 14, K 28, 2P 2, m 2 değerlerine sahip çoklu paralel endüvi sarımının yapılması Amaç: Endüvi sarımlarıyla ilgili bilgi ve beceri kazanmak. İşlem basamakları 1. arımla ilgili hesaplamaları yapınız. 2. Hesaplamalardan alınan değerlere göre sarım şemasını çiziniz. 3. Şemaya bakarak sarımı yapınız. 4. argı uçlarındaki yalıtkan verniği kazıyarak kolektör bayrakçıklarına lehimleyiniz. 5. AVOmetre ya da growler cihazı kullanarak elektriksel kontrolleri öğretmeninizin denetiminde yapınız. 6. arımı sökünüz orular 1. Çoklu paralel sarımın özelliklerini açıklayınız. 2. Kolektör oyukları arasına iletken parçacıklar (zerrecikler) dolarsa ne olur? Açıklayınız. 27

28 2. BÖLÜM: AENKRON MOTORLARIN ARIMLARI dış kapak stator gövde sargılar dış kapak soğutucu pervane rotor rulman dış kapak klemens kutusu stator Asenkron motor örnekleri A. Asenkron (indüksiyon) motorlar 1. Asenkron motorun tanıtılması (temel bilgiler) a. Giriş Elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren aygıtlara motor denir. Uygulamada bir çok çeşitte (asenkron, senkron, üniversal, seri, şönt, kompunt, gölge kutuplu, yardımcı kutuplu, relüktans, repülsiyon, adım, servo vb.) motor kullanılmaktadır. Asenkron motorlar fiyat, verim, kontrol vb. gibi yönlerden üstün olduğundan çok tercih edilmektedir. 2, 4, 6, 8, 10 vb. kutuplu olarak üretilen asenkron motorların kumandası (çalıştırılması) çok kolaydır. Öte yandan yük altında devir sayıları fazla değişmez. 2 kutuplu bir asenkron motor, frekansı 50 Hz olan bir şebekede devir/dakika (d/d) hızla döner. Normalde (teorik olarak) iki kutuplu bir motorun 3000 d/d ile dönmesi gerekir. Ancak asenkron motorda kayma (s, slip) olayı söz konusu olduğundan rotorun devir sayısı stator sargılarının oluşturduğu döner manyetik alanının devir sayısından biraz daha düşüktür. Asenkron (uyumsuz) motor adı, döner alan hızıyla, rotorun devir hızının farklı olması nedeniyle bu cihaza verilmiştir. Elektroniğin gelişmesiyle birlikte alternatif akımın 50 Hz olan frekansını değiştirmek mümkün hale gelmiştir. Özellikle farklı devir sayılarının istendiği sistemlerde (tekstil, basım, gıda vb. sektörler) kullanılan asenkron motorların devir sayıları frekans invertörleriyle (değiştiricileriyle) ayarlanabilmektedir. Asenkron motorların bazı üstünlükleri ürekli bakım istemez. Yük altında devir sayıları fazla değişmez. 28

29 Elektronik devreli frekans değiştiriciyle (invertör) devir sayısı ayarlanabilir. Fiyatı diğerlerine oranla ucuzdur. Çalışma anında ark (kıvılcım) üretmez. Bir ve üç fazlı olarak üretilebilir. b. Asenkron motor çeşitleri Asenkron motorlar faz sayısına göre iki çeşittir: I. Bir fazlı asenkron motorlar Küçük güçlüdür. Çamaşır makinesi, pompa, buzdolabı vb. gibi aygıtlarda kullanılır. II. Üç fazlı asenkron motorlar anayide çok yaygın olarak kullanılan motor çeşididir. Asenkron motorlar rotorlarının yapısına göre iki çeşittir: I. Rotoru kısa devre çubuklu asenkron motorlar. II. Rotoru sargılı (bilezikli) asenkron motorlar. c. Üç fazlı asenkron motorunların yapısı I. tator Motorun duran (sabit) kısmıdır. Bir yüzeyi yalıtılmış (verniklenmiş) 0,4-0,8 mm kalınlığındaki çelik sacların yan yana getirilmesiyle üretilmiştir. ilindirik biçimli statorun iç kısmına faz sargılarının yerleştirilmesi için oyuklar (kanallar) açılmıştır. statoru oluşturan ince saclar boş stator sargıların boş statora yerleştirilmesi sarılmış stator montajı yapılmış motor tatorun yapısı II. Rotor Asenkron motorların dönen kısmıdır. Uygulamada iki çeşit rotor kullanılmaktadır. incap kafesli (kısa devre çubuklu) rotorun yapısı incap kafesli (kısa devre çubuklu) rotor Bir yüzeyi yalıtılmış ince çelik sacların yan yana getirilmesiyle üretilmiştir. ilindirik biçimli rotorun dış kısmına alüminyum çubukların monte edilmesi için kanallar açılmıştır. Kanallara konulan alüminyum çubukların uçları kenarlara konan alüminyum halkalara bağlanmıştır. Başka 29

30 bir deyişle rotorun oyuklarına, uçları kısa devre edilmiş alüminyum çubuklar yerleştirilmiştir. tatorda bulunan sargılardan AC dolaştığında ortaya çıkan değişken ve döner elektromanyetik alan rotor çubuklarının içindeki elektronları etkileyerek bu çubukların içinden yüksek değerli bir akımın dolaşmasını sağlar. Kısa devre çubuklu rotor sincap kafesine benzediği için bu adla da anılır. Bilezikli ve sargılı rotor Özellikle büyük güçlü (25 kw ve üzeri) asenkron motorlar kalkış (ilk çalışma) anında çok yüksek akım çekmektedir. Bu durumun önüne geçmek için rotoru sargılı asenkron motorlar üretilmiştir. Bu tip rotorun oyuklarına, aralarında 120 faz farkı bulunan üç sargı yerleştirilmiş ve sargıların bir uçları birleştirilerek yıldız bağlantı elde edilmiştir. argıların diğer uçları ise rotor miline monte edilmiş bilezik (ring) adı verilen parçalara bağlanmıştır. Bileziklere değen fırçalarla rotorun dış devreyle irtibatı sağlanmıştır. bilezikler Bilezikli ve sargılı rotor örneği rotor sargıları Motorun kalkış anında az akım çekmesini sağlamak için dışardan rotor devresine kromnikel alaşımından yapılmış, büyük güçlü sabit ya da ayarlı dirençler eklenebilmektedir. Rotor sargılarına seri olarak bağlanan dış (harici) dirençler rotorun empedansını artırmaya yaramaktadır. Empedansı artan rotor sayesinde stator sargılarının şebekeden çektiği akım da düşmektedir. Elektronik devreli statik yol vericilerin (soft starter, yumuşak yol verici) ucuzlayıp yaygınlaşmasıyla birlikte rotoru sargılı asenkron motorlar kullanım alanından epey kalkmıştır. adece eski teknolojiye sahip işletmelerde karşımıza çıkmaktadır. III. Gövde ve kapaklar Motorun sargılarını ve rotoru muhafaza eden kısımlardır. Genellikle ısı yayıcılığı iyi olan alüminyumdan üretilirler. kapak Gövde ve kapaklar oğutma pervanesi (fan) IV. oğutucu pervane Asenkron motorların sargılarının aşırı ısınması sakıncalı durumlar ortaya çıkarabilir. İşte bu nedenle gövdenin soğutulması için plastik ya da alüminyumdan yapılmış soğutucu pervaneler (fan) kullanılır. V. Yatak ve rulmanlar Rotorun kolayca dönebilmesi için rulman ya da metal yataklar kullanılır. Yatak ve rulmanlar kullanımdan dolayı zamanla özelliğini kaybeder. Bozulan rulman motorun verimini düşürür. İşte bu nedenle belli aralıklarla motor rulmanları kontrol edilerek arızalananlar yenisiyle 30

31 kafes bilye yatak Yatak ve rulmanlar değiştirilir. Metal yataklar küçük güçlü motorlarda kullanıldığından uzun yıllar kullanılabilir. 2. Motorun etiketinin özellikleri Endüstriyel amaçlı sistemlerde yaygın olarak kullanılan motorların özellikleri gövdeye konmuş olan bilgi etiketlerinde bulunur. Motor etiketinde bulunan bilgiler şöyle sıralanabilir: Üreten kuruluşun adı (Gamak, iemens, Asea, BBC, vb.) Kullanıldığı akım (DC, AC) Tipi eri numarası Bağlantı şekli Normal (nominal, anma) akımı Güç katsayısı (Cos ϕ) Normal (nominal, anma) gerilimi Gücü (watt ya da beygir gücü cinsinden) Motor etiketi örneği Frekansı Dakikadaki devir sayısı (d/d, rpm) Dayanabileceği maksimum sıcaklık Ağırlığı Üretim yılı Bağlantı klemensi örnekleri 3. Klemens (bağlantı, terminal) kutusu Üç fazlı asenkron motorun bağlantı kutusunda 6 adet uç bulunur. Bunlar U, V, W ve X, Y, Z şeklinde adlandırılmıştır. U-X birinci fazın bobini, V-Y ikinci fazın bobini, W-Z ise üçüncü fazın bobini gösterir. RT uçları U, V, W ye ya da X, Y, Z ye bağlanabilir. RT fazlarının U, V, W ya da X, Y, Z uçlarına uygulanması çalışmaya hiç bir olumsuz etki yapmaz. Ancak üretici firmalar klemens kutusundaki X, Y, Z uçlarına köprü adı verilen sac parçaları bağladığı için U, V, W uçları elektriksel bağlantı yapmak için kullanılır. Üç fazlı asenkron motorların 0-4 kw arası güce sahip olan modelleri yıldız ( ) bağlı olarak 31

32 çalıştırılır. 4 kw ve üzeri güce sahip modeller ise üçgen bağlanarak çalıştırılır. Motorun klemens kutusunda üçgen bağlamayı kolayca yapabilmek için Z ucu sol alt köşeye, Y ucu sağ alt köşeye, X ucu ise ortaya çıkarılır. 4. Üç fazlı motorun sargılarının yıldız ( ) bağlantısı ve özelliği Yıldız bağlantı yapılırken Z, X, Y uçları birbirine köprülenir (bağlanır). U, V, W uçlarına ise üç faz uygulanır. Yıldız bağlamada köprüleme U, V, W uçlarına da uygulanabilir. argıları yıldız R şeklinde bağlanan bir T U R motora fazlar arası U V W gerilimi 380 V olan bir voltaj uygulandığında X Y her bir sargı üzerinde Z V 220 V görülür. Başka X Y Z W bir deyişle yıldız bağlı T olarak çalıştırılan Üç fazlı asenkron motorun sargılarının yıldız bağlanması motorun sargıları 220 V a dayanır. R T U V W R T U V W Z U R W X X Y Z X Y Z Y V T Üç fazlı asenkron motorun sargılarının üçgen bağlanması 5. Üç fazlı motorun sargılarının üçgen ( ) bağlantısı ve özelliği Üçgen bağlama için faz sargıları arka arkaya bağlandıktan sonra ek yerlerine üç faz uygulanır. argıları üçgen şeklinde bağlanan bir motora fazlar arası gerilimi 380 V olan bir voltaj uygulandığında her bir sargı üzerinde 380 V görülür. Başka bir deyişle üçgen bağlı olarak çalıştırılan motorun sargıları 380 V a dayanabilecek biçimde üretilmiştir. 6. Motor etiketine bakılarak alıcının yıldız mı yoksa üçgen mi bağlanacağının saptanması (tespit edilmesi) Üç fazlı asenkron motorların sargıları rastgele yıldız ya da üçgen bağlanamaz. Bu işlem yapılırken mutlaka etiketteki verilere bakılarak hareket edilir. Etiketinde, I. 380 ifadesi yer alan bir motor yıldız bağlanır ve fazlar arası gerilimi 380 V olan bir voltaj uygulanır. Bu motorun ilk kalkış akımını düşürmek için / yol verme yöntemi kullanılamaz. II. 380 ifadesi yer alan bir motor üçgen bağlanır ve fazlar arası gerilimi 380 V olan bir voltaj uygulanır. Bu motorun ilk kalkış akımını düşürmek için / yol verme yöntemi kullanılabilir. 32

33 ΙΙΙ. / 220/380 ifadesi yer alan bir motor üçgen bağlanmak isteniyorsa fazlar arası gerilimi 220 V olan bir besleme voltajı bulunmalıdır. Türkiye de fazlar arası gerilim 380 V olduğundan bu motor mutlaka yıldız bağlanarak çalıştırılır. Bu motorun ilk kalkış akımını düşürmek için / yol verme yöntemi kullanılamaz. R T R T R T R T Üç fazlı asenkron motorların devir yönünün değiştirilmesi 7. Üç fazlı asenkron motorun devir yönünün değiştirilmesi Motora uygulanan R,, T fazlarından herhangi ikisinin yerinin değiştirilmesi statorda oluşan döner manyetik alanın yönünü değiştireceğinden rotorun dönüş yönü değişir. 8. Üç fazlı asenkron motorun çalışma ilkesi R--T fazları motorun statorunda bulunan sargılara uygulandığında bu sargıların etrafında döner bir elektromanyetik alan oluşur. tatordaki elektromanyetik alanın saniyedeki dönüş sayısı şebekenin frekansı ve sargıların kutup sayısına göre değişir. tatorda oluşan döner elektromanyetik alan rotorun çubuklarını (ya da sarımlarını) etkiler ve bu çubuklardan akım dolaşmaya başlar. Rotordan geçen akım ikinci bir elektromanyetik alan oluşturur. tatorun elektromanyetik alanıyla rotorun elektromanyetik alanı birbirini itip çekerek dönüşü başlatır. Not: Aynı adlı kutuplar birbirini iter. Zıt kutuplar birbirini çeker. Y W Üç fazın stator sargılarının basitçe gösterilişi X U Z V Üç fazlı asenkron motorun statorunda oluşan elektromanyetik alanın saniyedeki dönüş sayısı besleme geriliminin frekans değeri kadardır. Türkiye'de şebekenin frekans değeri 50 Hz'dir. Eğer asenkron motor iki kutuplu olarak üretilmişse statorda oluşan elektromanyetik alan saniyede 50 kez dönüş yapar. tatordaki elektromanyetik alan saniyede 50 kez dönmesine rağmen rotor daha az deönüş yapar. Bu olaya kayma (s, slip) adı verilir. Motordaki kayma miktarı yüzde (%) ya da devir sayısı cinsinden hesaplanabilir. Yüzde cinsinden kaymayı bulmak için, denklemi kullanılır. Devir sayısı cinsinden kaymayı bulmak için ise s n s - n r denklemi kullanılır. Denklemlerde, s: Kayma, n s : tatorda oluşan döner alanın hızı, n r : Rotorun devir sayısıdır. Örnek: İki kutuplu olarak sarılmış üç fazlı asenkron motorun statorunda oluşan döner 33

34 elektromanyetik alanın dakikadaki devir sayısı 3000 d/d'dır. Rotorun dakikadaki devir sayısı ise turmetreyle yapılan ölçüm sonucu 2850 d/d olarak belirlenmiştir. a. Kaymayı yüzde (%) cinsinden bulunuz. b. Kaymayı devir sayısı cinsinden bulunuz. Çözüm a. ( )/ (150/3000).100 % 5 b. s n s - n r devir. B. Asenkron motorun sökülüp takılmasında işlem sırası Arızalanan üç fazlı asenkron motor sökülmden önce klemens kutusundaki yıldız ya da üçgen bağlantıyı sağlayan köprüler sökülür. Faz sargıları arasında, sargılarla gövde arasında kısa devre olup olmadığı seri lamba ya da AVOmetreyle ölçülür. Herhangi bir olumsuzluk yoksa motora varyak (çıkışı ayarlı trafo) ile düşük ya da normal değerli üç fazlı AC uygulanarak deneme çalışması yapılır. Pensampermetre kullanılarak her fazın çektiği akım ölçülür. Bu ölçümde fazlardan çekilen akımların birbirine eşit ya da yakın değerlerde olması şarttır. Fazlardan çekilen akımlar arasında % 5 ve üzeri değerde fark varsa hatalı sarımın yapıldığı ya da sargıların içinde kısa devre (temas) olduğu anlaşılır. Motorun arızalı olduğu sonucuna ulaşılırsa kapaklarla gövdenin yanlış montajını önlemek için boyası silinmeyen kalemle ya da nokta adı verilen takımla işaretleme yapılır. oğutucu pervane çektirme ya da iki tornavida kullanılarak yerinden çıkarılır. Gövdedeki civatalar söküldükten sonra kapaklar çıkarılır. Rulmanlar özelliğini kaybetmişse yenisiyle değiştirilir. Rulmanlar açık tipte ve sağlamsa, benzin, mazot gibi bir eritici ile temizlendikten sonra yeniden greslenir. tatordaki sargılar sökülmeden hangi tür (el tipi, yarım kalıp, tam kalıp) sarım olduğu yani sarım şeması çıkarılır (çizilir). Şema çizildikten sonra oyukların üzerindeki kavelalar (sıkıştırma çubukları, kamalar) çıkarılır. Verniklendiği için sertleşen sargılar tokmakla vurmak suretiyle gevşetilir. Bu işlemle gevşeme olmuyorsa pürmüz (LPG ile çalışan alev tabancası da olabilir) ile ısıtma (yakma) yapılarak tellerin gevşemesi sağlanır. Gevşetmeden sonra sargıların bir tarafı keski ya da başka bir el takımı kullanılarak kesilir. Çekiç ve Y şeklinde bir demir parçası kullanılarak sargılar oyuklardan sökülür. Bobinin biri sayılarak sarım (spir) sayısı tespit edilir. ökülen bobinlerin çapı mikrometre ile belirlenir. Tüm bobinler teraziyle tartılarak ne kadar tel harcanacağı belirlenir. Oyukların birinden sağlam bir presbant sökülerek ölçüleri ve kalınlığı tespit edilir. Eski olan tüm malzemeler söküldükten sonra temizlik işlemi yapılır. Oyuklarda eğrilme, aşınma, paslanma varsa giderilir. Temizlenen statora aynı özellikte presbant kesilip yerleştirilir. 34

35 C. tator sarım şekilleri ve şemaların çizilmesi 1. Çizimde kullanılan semboller, denklemler, terimler ve anlamları a. emboller x: tatordaki oyuk sayısı 2P: Tek kutup sayısı P: Çift kutup sayısı C: Kutupta faz başına düşen oyuk sayısı m: Faz sayısı Y x : Oyuk adımı α: Oyuk başına düşen elektriksel açı b. Denklemler x Kutupta faz başına düşen oyuk sayısı (renk sayısı) denklemi: C 2P.m Oyuk adımı denklemleri: Y x 2P x (normal adım) Y x x + q 2P ya da Y x x + q 2P (uzun adım) Y x x q 2P ya da Y x x q 2P (kısa adım) Oyuk başına elektriksel açı denklemi: α 360.P 180.2P x ya da α x c. Tanımlar Kutup sayısı: Asenkron motor sarılırken oyuk adımına göre değişen sayıda kutuplar (N- ) oluşur. Aynı yönlü oklarla ifade edilen kutupların sayısına bakılarak motorun dakikadaki devir sayısı tespit edilebilir. Motorun statorundan dolaşan AC'nin oluşturduğu kutupların sayısı "2P" ile ifade edilir. N- ikilisi (çifti) bir kutbu meydana getirdiği için çift kutup sayısı değeri "P" ile ifade edilir. Bobin (oyuk) adımı: tatora yerleştirilen bir bobinin giriş ve çıkış kenarları arasındaki oyuk sayısıdır. 2. El tipi stator sarımları Üç fazlı dengeli el tipi sarımda iki kutuplu sarım ile daha fazla kutuplu sargılar farklı özelliktedir. a. İki kutuplu, dengeli el tipi sarım arımın özellikleri İki kutuplu sargılar üç katlı olmaktadır. Her kat bir fazı temsil eder. Aynı faza ait bobin gruplarının çıkışları birbiriyle (çıkış-çıkaşa) bağlanır. Faz girişleri arasındaki elektriksel açı 120 'dir. Bu değer geometriksel açı değerine eşittir. 35

36 Bobin grupları arasındaki bağlantı açısı 180 'dir. Bu değer geometriksel açıya eşittir. arım şemasının çizimi tator sarımları çizilirken her bir oluk küçük bir daire ile bobin kenarları ise bir çizgiyle ifade edilir. arım şemasının karışmaması için sargıların, oyukların altında kalan kısımları çizilmez. Örnek: x 12, 2P 2, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım şemasını hesaplamalarda bulunan değerlere göre çiziniz. Çözüm x Kutupta faz başına düşen oyuk sayısı (renk sayısı): C 2P.m Oyuk başına elektriksel açı: α 360.P x renk 2.3 giriş kenarı N çıkış kenarı N U Z V X W Y x 12, 2P 2, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım şeması Bobinlerin stator oyuklarına yerleştirilmiş hâline ilişkin örnek Çizim yapılırken, Oyuklar için 12 adet daire çizilir. Renk sayısına göre oyukların için kırmızı, mavi, siyah kalemle renklendirilir. Katlardan birisinin tam çıkması için ilk oyuk bir renk, diğer oyuklar ikişer ikişer renklendirilir. Bobinin sol yanı girişi, sağ yanı çıkışı ifade edecek biçimde ilk katın bobin kenarları çizilir. Birinci oyuktan itibaren her oyuk 30 kabul edilerek 120 sayılır ve ikinci katın ilk bobininin giriş kenarı tespit edilir. İkinci fazın bobin bağlantıları da aynı şekilde çizilir. Üçüncü bobinin giriş kenarı da 120 sayılarak tespit edilip diğerleri gibi çizilir. İki kutuplu el tipi sarımda bir bobinin çıkış ucu diğer bobinin çıkış ucuna bağlanır. Çizim bitirildikten sonra "U-X", "V-Y", "W-Z" şeklinde adlandırma yapılır. AC ile beslenen sargıların kutuplandırması yapılırken her zaman akımın iki fazdan girdiği, bir fazdan ise çıktığı varsayılarak oklandırma yapılır. Yani U ile V uçları giriş, W ucu çıkış gibi kabul edilir. Bu kabül U ile W giriş, V çıkış şeklinde de olabilir. R--T fazları U-V-W ya da Z-X-Y uçlarına uygulanabilir. Örnek: x 24, 2P 2, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım 36

37 N N U Z V X W Y x 24, 2P 2, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım şeması kâğıt parçası Bobinler oyuklara yerleştirilirken uçların isimlendirilişine ilişkin örnek şemasını hesaplamalarda bulunan değerlere göre çiziniz. Çözüm x Kutupta faz başına düşen oyuk sayısı (renk sayısı): C 2P.m renk Oyuk başına elektriksel açı: α 360.P x Örnek: x 36, 2P 2, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım şemasını hesaplamalarda bulunan değerlere göre çiziniz. Çözüm x Kutupta faz başına düşen oyuk sayısı (renk sayısı): C 2P.m 36 6 renk 2.3 Oyuk başına elektriksel açı: α 360.P x N N U Z V X W Y x 36, 2P 2, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım şeması argıların tiret ile sarılışına ilişkin örnek 37

38 b. Dört kutuplu, dengeli el tipi sarım arımın özellikleri Dört kutuplu sargılar iki katlı olmaktadır. Her katta üç fazdan bobin grupları bulunur. Aynı faza ait bobin gruplarının çıkışları girişlere (çıkış girişe) bağlanır. Faz girişleri arasındaki elektriksel açı 120 'dir. Bu değer geometriksel açıya eşit değildir.. arım şemasının çizimi tator sarımları çizilirken her bir oluk küçük bir daire ile, bobin kenarları ise bir çizgiyle ifade edilir. arım şemasının karışmaması için sargıların, oyukların altında kalan kısımları çizilmez. Örnek: x 12, 2P 4, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım şemasını hesaplamalarda bulunan değerlere göre çiziniz. Çözüm Kutupta faz başına düşen oyuk sayısı (renk sayısı): x 12 C 1 renk 2P.m 4.3 Oyuk başına elektriksel açı: α 360.P x N U Z V W X Y N x 12, 2P 4, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım şeması Örnek: x 24, 2P 4, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım şemasını hesaplamalarda bulunan değerlere göre çiziniz. Çözüm x Kutupta faz başına düşen oyuk sayısı (renk sayısı): C 2P.m Oyuk başına elektriksel açı: α 360.P x renk 4.3 N N U X Z V W Y x 24, 2P 4, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım şeması 38

39 N N U Z V W X Y x 36, 2P 4, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım şeması Örnek: x 36, 2P 4, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım şemasını hesaplamalarda bulunan değerlere göre çiziniz. Çözüm x Kutupta faz başına düşen oyuk sayısı (renk sayısı): C 2P.m Oyuk başına elektriksel açı: α 360.P x renk c. Altı ve sekiz kutuplu, dengeli el tipi sarım arımın özellikleri Altı ve daha fazla kutuplu el tipi sargılar 2 kutuplu olur. Her katta üç fazdan bobin grupları bulunur. Ancak 6 kutuplu el tipi sarımda bobin grubu sayısı tek sayı (9) olduğundan, bobin gruplarından birisinin yarısı birinci katta, diğer yarısı ikinci katta olur. Bu şekildeki bobin grubu kırık bobin şeklinde ifade edilir. Aynı faza ait bobin gruplarının çıkışları girişlere (çıkış girişe) bağlanır. Faz girişleri arasındaki elektriksel açı 120 'dir. Bu değer geometriksel açıya eşit değildir.. arım şemasının çizimi tator sarımları çizilirken her bir oluk küçük bir daire ile, bobin kenarları ise bir çizgiyle ifade edilir. arım şemasının karışmaması için sargıların, oyukların altında kalan kısımları çizilmez. Örnek: x 18, 2P 6, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım şemasını hesaplamalarda bulunan değerlere göre çiziniz. Çözüm x Kutupta faz başına düşen oyuk sayısı (renk sayısı): C 2P.m renk Oyuk başına elektriksel açı: α 360.P x

40 kırık bobin N N N U X Z V W Y x 18, 2P 6, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım şeması N N N kırık bobin U Z V W X Y x 36, 2P 6, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım şeması N N N N U Z V W X Y x 24, 2P 8, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım şeması 40

41 3. Bobinlerin sarılması El tipi sarımda gereken bobinler genellikle değişik adımlı kalıplar kullanılarak hazırlanır. Yapılan hesaplamalarla oyuk adım (Y x ) bulunduktan sonra bir tel (ya da ip) parçasıyla bobinin çevresi tespit edilir. Bu tel kalıbın üzerine geçirilerek sarım bu ölçüye göre yapılır. Bobinlerin sarımı yapıldıktan sonra dağılmayı önlemek için küçük bir tel parçasıyla bağlama yapılır. Çıkrığa bağlı kalıbın bir parçası gevşetilerek bobin grupları yerinden çıkarılır. Değişik adımlı kalıba bobinin sarılışı 4. Bobinlerin stator oyuklarına yerleştirilmesi İlk sarılan bobin grubu stator oyuklarına emaye yalıtkan çizilmeden yerleştirilir. Buişlemden sonra bobinin büyük mü yoksa küçük mü olduğu incelenir. Hatalı ölçü alma söz konusuysa yeniden ölçü alınarak sarım yapılır. Bobinler oyuklara yerleştirildikten sonra oyuk kapatma presbantları ve kamalar sargıların üzerine geçirilir. Bobinlerin uçlarına küçük kâğıt parçalarına yazılmış numaralar geçirilir. Bunun amacı hatalı bağlantı yapmayı Değişik adımlı kalıba bobinin sarılışı önlemektir. Numaralandırma işlemi yapıldıktan sonra bobinlerin birbiriyle olan seri ya da paralel bağlantıları yapılır. İletkenin birisine 2-4 cm boyunda uygun ölçülü bir makaron geçirilir. Telin üzerindeki emaye bıçakla kazındıktan sonra bağlantı yapılır. Geçirgenliğin iyi olması için havyayla lehimleme uygulanır. Bağlantı noktasının başka bir yere değmemesi için makaron bağlantı noktasının üzerine kaydırılır. İç bağlantılar yapıldıktan sonra dış bağlantılar için altı adet uç klemens kutusuna çıkarılır. İç kısımdan dışarıya yapılan uç çıkarma işleminde çok damarlı, ısıya dayanıklı (silikonlu) bakır kablolar da kullanılabilir. Motorların terminale çıkarılan uçlarının vidalara bağlantısı yapılırken mutlaka kablo papucu kullanılmalıdır. Çünkü vida etrafına sarılarak yapılan bağlantı sağlıklı olmamaktadır Bobin uçlarının numaralandırılması Ek yerlerinin makaron ile yalıtılması Bobinlerin tiret ya da ip ile sabitlenmesi 41

42 5. Yarım kalıp (yarım amerikan, yarım gabare) stator sarımları Yarım kalıp sarımın özellikleri Yarım kalıp yönteminde eşit adımlı ya da değişik adımlı bobinler kullanılabilir. Her bobin grubunun bir kenarı (giriş) alttayken diğer kenarı (çıkış) üsttedir. Bu sayede sarımda kat sayısı her zaman 1'dir. Yarım kalıp sarımda hesaplamayla bulunan "C" değeri bir tek bobin grubu içerisine verilmeyebilir. Örneğin C 4 ise bobin grubu 4 adet bobinin seri bağlanmasıyla oluşabileceği gibi iki ayrı bobinin seri bağlanmasından da oluşabilir. Bu işleme sargıların dağıtılması denir. Hesaplamada bulunan "C" değeri dağıtılacak olursa bu bobine kirişlenmiş bobin denir. Yarım kalıp sarımda adım kısaltılabilir ya da uzatılabilir. Yarım kalıp sarım çeşitleri a. Toplu sargılar I. Eşit adımlı toplu sargılar Bu tip sarımda oyuk adımları eşittir. Eşit adımlı toplu sargı örneği II. Değişik adımlı toplu sargılar Bu tip sarımda bobin gruplarındaki her bir bobin farklı büyüklüktedir. Değişik adımlı toplu sargı örneği b. Dağıtılmış sargılar I. Kısa adımlı dağıtılmış sargılar Bu tip sarımda oyuk adımı hesaplamayla bulunan Y x değerinden küçüktür. Örneğin Y x 6 (1-7) çıkan bir bobin kısa adımlı olarak (1-6) sarılabilir. U Kısa adımlı dağıtılmış sargının yapısına ilişkin örnek çizim X II. Uzun adımlı dağıtılmış sargılar Bu tip sarımda oyuk adımı hesaplamayla bulunan Y x değerinden büyüktür. Örneğin Y x 6 (1-7) çıkan bir bobin uzun adımlı olarak (1-8) sarılabilir. 42

43 U X Uzun adımlı dağıtılmış sargının yapısına ilişkin örnek çizim III. Normal adımlı dağıtılmış sargılar "C" değerinin tek sayı çıktığı hâllerde kısa ya da uzun adımlı sarım mümkün olmadığı için normal adımlı sarım yapılır. Normal adımlı dağıtılmış sargının yapısına ilişkin örnek çizim Yarım kalıp sarım şemalarının çiziminde uyulması gereken temel kurallar Bobinin giriş kenarı sol tarafa uzun çizgiyle çizilir. Bobinin çıkış kenarı sağ tarafa kısa çizgiyle çizilir. Yarım kalıp sarımda çoğunlukla eşit adımlı sarım kalıpları kullanılır. tatordaki bobinlerin kat sayısının daima "1" olabilmesi için bobinin giriş kenarları üstte, çıkış kenarları altta olacak biçimde yerleştirme yapılır. Bunu kolayca yapabilmek için birinci bobinin ilk kenarı (kenarları) oyuk dışında bırakılır. Tüm kenarlar yerleştirildikten sonra dışarda bırakılan kenar da oyuğa yerleştirilir. Yandaki şekilde görüldüğü gibi "I" numaralı bobin grubunun giriş kenarları oyuk dışında bırakılıp, çıkış kenarları 7. ve 8. oyuklara yerleştirilmiştir. Bu işlem şöyle de yapılabilir: Giriş kenarları oyuklara yerleştirilir. En son bobin yerleştirilirken bunlar yerinden çıkarılır. onuncu bobin ilgili oyuğa yerleştirildikten sonra sökülen teller yerine yerleştirilir. Renk sayısı kadar oyuk boş bırakıldıktan sonra "II" numaralı bobinin giriş kenarı yerleştirilir. Ardından oyuk adımı değerine göre çıkış kenarı yerleştirilir. Aynı prensiple "III" numaralı bobin oyuklara yerleştirilir. Kat oluşumunu önlemek için uygulanan bu yönteme ayak kaldırma ya da katlama denir. 43 Oyuk dışında bırakılır. Boş bırakılır. üstte kalan kenar altta kalan kenar I II III Yarım kalıp sarımda tek katlı görünüm elde etmek için gereken çalışma şekli

44 N U Z V X W Y x 24, 2P 2, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şeması Örnek: x 24, 2P 2, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şemasını hesaplamalarda bulunan değerlere göre çiziniz. Çözüm x Kutupta faz başına düşen oyuk sayısı (renk sayısı): C 2P.m Oyuk adımı: Y x x q 2P (1-12) 24 4 renk 2.3 Oyuk başına elektriksel açı: α 360.P x N N U Z V W X Y x 24, 2P 4, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şeması N U Z V X W Y x 36, 2P 2, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şeması 44

45 N N U Z V W X Y x 36, 2P 4, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şeması 6. Tam kalıp (tam amerikan, tam gabare) stator sarımları Tam kalıp sarımın özellikleri Bobin sayısının oyuk sayısına eşit olduğu sarımlara tam kalıp sarım denir. Bu yöntemde bir oyukta iki bobin kenarı bulunur. O nedenle iki tabakalı sarım ortaya çıkar. Tam kalıp sarımlarda, yarım kalıp sarıma göre daha çok adım kısaltma imkânı vardır. Ayrıca bu tip sarım kullanılarak iki ya da daha fazla devirli motorlar üretilebilir. Tam kalıp sarım şemasının çizilmesi Tam kalıp sarımda bir oyukta bulunan iki bobin kenarı aynı faza ait olabileceği gibi farklı fazlara ait de olabilir. x Kutupta faz başına düşen oyuk sayısı (renk sayısı) denklemi: C 2P.m Oyuk adımı denklemleri: Y x 2P x (normal adım) Y x x q 2P ya da Y x x q 2P (kısa adım) Oyuk başına elektriksel açı denklemi: α 360.P 180.2P x ya da α x Örnek: x 12, 2P 2, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun tam kalıp sarım şemasını hesaplamalarda bulunan değerlere göre çiziniz. Çözüm x Kutupta faz başına düşen oyuk sayısı (renk sayısı): C 2P.m 12 2 renk 2.3 x 12 Oyuk adımı: Y x 2P 2 6 (1-7) Oyuk başına elektriksel açı: α 360.P x

46 Tam kalıp sarım şemalarının çiziminde uyulması gereken temel kurallar Şemada oyuklar birer daireyle gösterilir. Daireler ortalarından çizilen bir çizgiyle ikiye bölünür. "C" değerine göre önce üst yarım daireler renklendirilir. Y x değeri kadar atlandıktan sonra da alt yarım daireler renklendirilir. Giriş kenarlarını gösteren uzun çizgiler dairenin sol yanına, üst yarım dairenin renginde, çıkış kenarlarını gösteren kısa çizgiler ise dairenin sağ tarafına alt yarım dairenin renginde çizilir. Bobinlerin giriş kenarlarıyla çıkış kenarları üst taraftan birleştirilir. Bobinin giriş ucu sol yana uzun çizgiyle çizilir. Adlandırma (numaralandırma) yapılırken "üssüz" rakam kullanılır. Bobinin çıkış ucu sağ yana kısa çizgiyle çizilir. Adlandırma (numaralandırma) yapılırken "üslü" rakam kullanılır. Bobin gruplarının uçlarının birbirine bağlantıları yapılırken oklandırma yöntemi kullanılarak işlem yapılır. arım şemasının altına her biri bir bobin grubunu gösteren kısa çizgiler çizilir. Çizgiler, sağa doğru başlayan ve birbirine ters yönlü, akım yönünü gösteren oklarla yönlendirilir. Bobin grubunun girişini gösteren çizginin sol yanına üssüz, çıkışını gösteren sağ yanına üslü rakamlar yazılır. Aynı faza ait bobin grupları ok yönünde birleştirilir. Birinci faza ait bobin grubunu gösteren birinci çizgiden itibaren bir çizgi (renk) atlanarak ikinci fazın girişi yapılır. İkinci fazın girişinden itibaren bir çizgi atlanarak üçüncü fazın girişi yapılır. Girişi gösteren uçlara U-V- W, çıkışı gösteren uçlara Z-X-Y adı verilir. Alt bağlantılar bittikten sonra bunlara 46 Oyukların daireyle ifade edilişi Oyukların çizgiyle ikiye bölünüşü Oyukların üst kısmının renklendirilmesi Y x 1-7 Oyukların alt kısmının renklendirilmesi argıların giriş ve çıkış kenarlarının çizilişi ' 5' 6' 1' 2' 3' argıların uçlarının numaralandırılması Bobin grubunu temsil eden kısa çizgiler 1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' Bobin grubunu temsil eden kısa çizgilerin oklandırılması ve rakamlandırılması 1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' Bobin gruplarının ok yönüne göre bağlanması 1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' U Z V X W Y Başa dönülür. Üç fazın bobin gruplarının alt bağlantılarının ve klemens kutusuna giden uçların adlandırılması

47 N N 4' 5' 6' 1' 2' 3' x 12, 2P 2, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun normal adımlı tam kalıp sarım şeması 4' 5' 6' 1' 2' 3' x 12, 2P 2, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun normal adımlı tam kalıp sarım şeması bakılarak oklandırma işlemi yapılır. Oklandırmanın amacı sarımın kaç kutuplu olduğunu göstermektir. Oklandırmada iki faz düz, üçüncü faz ters oklandırılır. X 12, 2P 2, m 3 değerlerine sahip statorun tam kalıp sarım şeması kısa adımlı olarak çizildiğinde bobin grupları arasında kayma olduğu görülür. Burada bazı oyuklara değişik fazlara ait bobin kenarları gelir. Bir oyuktaki bobin kenarlarından geçen akım yönlerinin birbirine ters olması durumunda, bobin kenarlarının oluşturduğu manyetik alan yönleri de ters olur. Birbirine ters akımların zıt yönlü manyetik alanları birbirini yok eder (bileşke manyetik alan sıfır olur). Manyetik alanın kaybolduğu oyuklara kör oyuk adı verilir. Kör oyuğu olan bir statorun toplam manyetik alanı azaldığı için momenti düşer. Ancak bu düşüş dikkate alınmayacak derecede düşüktür. Kısa adımlı sarımda % 3-5 daha az tel harcanmaktadır N ' 5' 6' 1' 2' 3' ' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' U Z V X W Y x 24, 2P 2, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun tam kalıp sarım şeması (Y x 1-13) 47

48 N ' 5' 6' 1' 2' 3' ' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' U Z V X W Y x 24, 2P 2, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun tam kalıp sarım şeması (Y x 1-11) N N ' 11' 12' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' ' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' 7 7' 8 8' 9 9' 10 10' 11 11' 12 12' U Z V W X Y x 24, 2P 4, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun tam kalıp sarım şeması 48

49 N N ' 11' 12' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9' ' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' 7 7' 8 8' 9 9' 10 10' 11 11' 12 12' 9' U Z V X W Y x 36, 2P 4, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun tam kalıp sarım şeması Tam kalıp sarımda şemada bulunan bobin grubu sayısını basit bir denklemle bulunabilir: Bobin grubu sayısı Faz sayısı. Kutup sayısı BG m. 2P Bu oranla ilgili aşağıdaki çizelgeye bakıldığında oyuk sayısının azlığı ya da çokluğu bobin grubu sayısını etkilemediği görülür. Yani her oyuk sayısında, kutup sayısına göre bobin grubu sayısı aynıdır. Örnek: x 24, 2P 2, m 3 Çözüm: BG m. 2P Örnek: x 36, 2P 2, m 3 Çözüm: BG m. 2P (2P) 49

50 2P 2 - BG 6 2P 4 - BG 12 2P 6 - BG 18 2P 8 - BG 24 2P 10 - BG 30 2P 12 - BG faz U X 2 X 4 X 6 X 8 X 10 X faz Z W 2 W 4 W 6 W 8 W 10 W faz V Y 2 Y 4 Y 6 Y 8 Y 10 Y 12 Tam kalıp sarımda bobin gruplarının bağlanış şekilleri Üstteki çizelgede görüldüğü gibi kutup sayısı arttıkça bir faza düşen bobin grubu sayısı da artmaktadır. Çizelgede, 2 kutuplu sistem için: 1. sütun 4 kutuplu sistem için: 1. ve 2. sütun 6 kutuplu sistem için: 1., 2. ve 3. sütun 8 kutuplu sistem için: 1., 2., 3. ve 4. sütun 10 kutuplu sistem için: 1., 2., 3., 4. ve 5. sütunlar kullanılır. Tam kalıp sarımın yapılması ve bobinlerin oyuklara yerleştirilmesi Tam kalıp sarımda bir oyuğa iki bobin kenarı yerleştirilir. Normal adımlı sarım yapıldığında bir oyuktaki bobin kenarları aynı faza ait olmaktadır. Kısa ya da uzun adımlı tam kalıp sarımlarda ise bazı oyuklarda farklı fazlara ait bobin kenarları olabilmektedir. Tam kalıp sarımlarda da yarım kalıpta olduğu gibi kat oluşmadığından bobinler ayak kaldırma (katlama) yöntemiyle oyuklara yerleştirilir. 50

51 Ç. Üç fazlı stator sarımlarında bobin gruplarının bağlanması tatorda bulunan sargılar birbirine seri ya da paralel olarak bağlanabilir. Paralel bağlama statorun içinde ya da dışında yapılabilir. 1. Bobin gruplarının statorun içinde paralel bağlanması Paralel bağlamada bobin gruplarının girişleri birbirine, çıkışları da birbirine bağlanarak dış ortama sadece iki uç çıkarılır. 1 1' 2 2'' Bobin gruplarının paralel bağlanmasının amaçları şunlardır: Kalın kesitli iletken yerine ince kesitli iletken kullanıldığı için sarım işçiliği kolaylaşır. Oyuk içine yerleştirilen iletkenin kesiti inceltildiği için teller arasındaki hava boşluğu daha az olur. Başka bir deyişle oyuğa daha fazla tel sığdırılabilir. U X U X U X Bobin gruplarının seri bağlanışı Bobin gruplarının paralel bağlanışı 1 1' 2 2'' U X U X U X Kalın kesitli telle sarılan bir motorun yeniden sarılması anında bir tane kalın tel değil, iki, üç ya da dört tane ince kesitli iletken kullanılabilir. Paralel bağlama anında bobin gruplarının akım yönlerine dikkat edilmelidir. Paralel bağlanacak bobin gruplarının akım yönleri ters olursa kutuplaşma bozulacaktır. Yandaki "a" şeklinde seri yıldız, "b" şeklinde ikili paralel yıldız, "c" şeklinde ise dörtlü paralel yıldız bağlantının yapılışı gösterilmiştir. a b c Bobin gruplarının yıldız bağlanışı Yandaki "a" şeklinde seri üçgen, "b" şeklinde ikili paralel üçgen, "c" şeklinde ise dörtlü paralel üçgen bağlantının yapılışı gösterilmiştir. a b c İki kutuplu stator sarımında bobin gruplarının ikili paralel bağlanması Yandaki şekilde ikili paralel bağlantının prensibi gösterilmiştir. Bobin gruplarının üçgen bağlanışı 1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' U Z V X W Y İki kutuplu sarımda bobin gruplarının ikili paralel bağlanması 51

52 Dört kutuplu stator sarımında bobin gruplarının ikili paralel bağlanması Yandaki şekilde ikili paralel bağlantının prensibi gösterilmiştir. 1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' 7 7' 8 8' 9 9' 10 10' 11 11' 12 12' U Z V W X Dört kutuplu sarımda bobin gruplarının ikili paralel bağlanması Y Dört kutuplu stator sarımında bobin gruplarının dörtlü paralel bağlanması 1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' 7 7' 8 8' 9 9' 10 10' 11 11' 12 12' U Z V W X Y Dört kutuplu sarımda bobin gruplarının dörtlü paralel bağlanması Altı kutuplu stator sarımında bobin gruplarının ikili paralel bağlanması 1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' 7 7' 8 8' 9 9' 10 10' 11 11' 18 18' U Z V W X Altı kutuplu sarımda bobin gruplarının ikili paralel bağlanması Y Altı kutuplu stator sarımında bobin gruplarının üçlü paralel bağlanması 1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' 7 7' 8 8' 9 9' 10 10' 11 11' 18 18' U Z V W X Y Altı kutuplu sarımda bobin gruplarının üçlü paralel bağlanması 52

53 2. Bobin gruplarının statorun dışında paralel bağlanması Üç fazlı asenkron motorları farklı gerilimlerle çalıştırmak gerektiği zaman sargılar seri yıldız, seri üçgen, paralel yıldız ya da paralel üçgen bağlanabilir. 1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' 7 7' 8 8' 9 9' 10 10' 11 11' 12 12' U a X a 2P 2 olan asenkron motorun dört farklı gerilimde çalıştırılabilmesi için gerekli bağlantı şeması R T R T V a Y a W a Z a U a X a V a Y a W a Z a Motorun klemens kutusuna çıkarılmış uçlar kurallara uygun olarak bağlanır. Tam kalıp sarım uygulanmış dört kutuplu bir statorda klemens kutusuna 12 uç çıkarılır. Motora 110 V, 190 V, 220 V ve 380 V gibi farklı gerilimler uygulayabilmek için yanda verilen bağlantılar uygulanır. U V b W b b U V b b W b X b Y b Z b X b Y b U c V C W C U c V C W C X c Y c Z c X c Y c 125 V paralel üçgen 220 V paralel yıldız R T R T U a V a W a U a V a W a X a Y a Z a X a Y a U b V b W b U b V b W b X b Y b Z b X b Y b U c V C W C U c V C W C X c Y c Z c X c Y c 380 V seri üçgen 660 V seri yıldız R T R T U a V a W a U a V a W a X a Y a Z a X a Y a Z b Z c Z a Z b Z c Z a U b V b W b U b V b W b Not: Bu yöntemler günümüzde hemen hemen hiç kullanılmamaktadır. X b Y b 110 V paralel üçgen R T U a V a W a X a Y a U b Z b Z a X b Y b 190 V paralel yıldız R T U a V a W a X a Y a Z b Z a V b W b U b V b W b X b Y b Z b 220 V seri üçgen X b Y b 380 V seri yıldız 2P 2 olan asenkron motorun dört farklı gerilimde çalıştırılabilmesi için yapılan klemens bağlantıları Z b 53

54 N N U Z V W X Y R T x 24, 2P 4, m 3 olan asenkron motorun fazlar arası gerilimi 190 V olan şebekede çalıştırılabilmesi için yapılan bağlantı N N U Z V W X Y R T x 24, 2P 4, m 3 olan asenkron motorun fazlar arası gerilimi 380 V olan şebekede çalıştırılabilmesi için yapılan bağlantı D. Üç fazlı asenkron motorların özel sarım şekilleri 1. Kademeli yarım kalıp sarımlar Yarım kalıp sarımlar kademeli (değişik adımlı) şekilde de olabilmektedir. Örnek: x 12, 2P 2, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şemasını değişik adımlı olarak çiziniz. Çözüm Kutupta faz başına düşen oyuk sayısı (renk sayısı): x C 2P.m Oyuk başına elektriksel açı: α 360.P x 12 N U Z V X W Y x 12, 2P 2, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şemasını değişik adımlı olarak çizilişi 54

55 Örnek: x 36, 2P 4, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şemasını değişik adımlı olarak çiziniz. N N U Z V W X Y x 36, 2P 4, m 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şemasını değişik adımlı olarak çizilişi 2. Kısa adımlı sarımlar Normal adımlı sarımda oyuk adımı (Y x ) bir ya da birkaç adım kısaltılarak kısa adımlı sarım elde edilir. Kısa adımlı sarım yapılınca işçilik ve telden tasarruf edilir. Adım kısaltması yapılınca bir kaç adet kör oyuk oluşabilir. Kör oyuklarda bileşke manyetik alan sıfır olacağı için motorun momenti biraz düşer. Bu düşüş çok az olduğundan dikkate alınmaz. Kısa adımlı sarımda adım sayısı hiç bir zaman normal adımın 2/3'ünden daha az olmamalıdır. Kısa adımlı sarımlar yarım ve tam kalım sarımlarda uygulanır. El tipi sarımda uygulanmaz. N U V W X Y Z x 36, 2P 2, m 3, Yx 21 (1-22) değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şeması Büyük güçlü stator sarımının görünümü 55

56 E. Çok devirli stator sarımları 1. Giriş Endüstriyel üretim süreçlerinde farklı devir sayısında dönebilen motorlara gerek duyulmaktadır. 1990'lı yıllara değin elektronik devreli hız kontrol cihazları (frekans değiştiriciler) çok yüksek fiyatlıydı. O nedenle farklı devir sayısına gerek duyulan makinelerde DC beslemeli motorlar kullanılmaktaydı. DC ile beslenen motorların kolektör ve fırça düzenekleri kısa sürede aşınıp iş göremez hale geldiği için sürekli bakıma alınmaları gereklidir. İşte bu nedenle DC beslemeli motorlar uygulama alanında yaygınlaşamamıştır. Farklı devir sayısı elde etmek için bazı firmalar stator oyuklarına birbirinden bağımsız, farklı kutup sayısında sargılar yerleştirilmiş motorlar üretmektedir. Bu tip motorların maliyeti yüksek olduğundan kullanım alanında hemen hemen hiç rastlanılmazlar. Motorun devir sayısını değiştirebilme yöntemlerinden birisi de dahlender bağlamadır. Bu yöntemde statorda tek sarım vardır. argıların ortasından klemens kutusuna çıkarılan üç adet uç kullanılarak 2 kutuplu bir motor 4 kutuplu ya da 4 kutuplu bir motor 8 kutuplu hâle getirilebilmektedir. Günümüzde elektronik devreli motor hız kontrol cihazlarının fiyatı 300 YTL (yaklaşık 225 ABD Doları) düzeyine kadar indiğinden kullanım alanı hızla artmaktadır. O nedenle dahlender tip motorların yapısı kısaca açıklanacaktır. 6' 1' 2' 3' 4' 5' x 24, 2P 4, m 3 olan motorun el tipi sarım şeması 2. Dahlender bağlamanın yapısı Dahlender bağlamayı el tipi sarım şeması yardımıyla açıklayabiliriz. Motorun statorundaki bir sargı grubunu yandaki şekilde görüldüğü gibi basit olarak gösterebiliriz. El tipi sarımda bobinin çıkışı diğer bobinin girişine bağlanmaktadır. 1 1' 4 4' U Bobin grubunun basitçe gösterilişi X Üç fazın sargı grupları basitleştirilerek çizildikten sonra yandaki seri-üçgen bağlantı şekli elde edilir. 1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' boş boş boş U 4 V 4 W 4 R T boş 1 1' boş eri-üçgen bağlantının yapılışı U 4 6' boş 4 3' 4' 3 W 4 5 5' 2 2' V

57 Dört kutuplu bağlantıda bobin gruplarını temsil eden kısa çizgilere aynı yönlü oklar koymuştuk. Bu işaretlemeye göre aynı faza ait bobin grubundan aynı yönde akım geçiyordu. Eğer iki bobin grubundan birisinin akım yönü değiştirilirse bu kez iki kutuplu bağlantı elde edilir. Bunu gerçekleştirmek için aynı faza ait bobin gruplarının birbirine bağlandığı noktadan akım uygulanır. Daha sonra oklandırma yanda verildiği gibi yeniden yapılır. 1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' U 4 V 4 W 4 W 2 U 2 V 2 R T 1 1' 4 4' Paralel-yıldız bağlantının yapılışı U 4 U 2 Bobin grubunun basitçe gösterilişi R T Diğer iki fazın bağlantıları da aynı kurala göre yapıldığında yanda verilen paralel-yıldız bağlantılı, iki kutuplu şema elde edilir. 4' 4 1' 1 U 2 U 4 W 2 6' V 2 3' W 4 V 4 5 5' 2 2' 6 3 6' 1' 2' 3' 4' 5' x 24, m 3 olan motorun dört kutuplu el tipi sarım şeması 6' 1' 2' 3' 4' 5' x 24, m 3 olan motorun iki kutuplu el tipi sarım şeması 57

58 Dahlender sisteminde dört kutuplu (seri-üçgen) bağlantı yapılınca bir bobin grubuna 190 V, iki kutuplu (paralel-yıldız) bağlantı yapılınca ise bir bobin grubuna 220 V gerilim uygulanmış olur. Bu nedenle motor dört kutuplu olarak (düşük devirle) çalışırken gücü biraz daha az olur. Dahlender bağlantılı sarım şeması çizimi yapılırken "C" değeri yüksek devire göre, Y x değeri ise düşük devire göre hesaplanır. Örnek: x 24, 2P 2, m 3 x Çözüm: C 2P.m 24 x 24 4 Yx 2.3 2P 4 6 (1-7) Not: Motorun iki farklı kutba göre oklandırması aynı şekil üzerinde yapılmıştır. Bu, iki adet şema çizmemek için uygulamada tercih edilmektedir. U 4 W 2 V 4 U 2 W 4 V 2 x 24, 2P 2/4, m 3 olan motorun yarım kalıp sarım şeması F. Çok devirli, AC beslemeli motorlarda "güç-moment-devir" ilişkisi İki devirli motorlar güç ve momentlerine göre üç farklı şekilde üretilirler. a. abit güçlü, iki devirli dahlender motorlar Bunlarda devir sayısı düştükçe moment artar. Yani moment ile devir sayısı ters orantılıdır. Her devir sayısında güç sabit kaldığından etiketlerinde bir tek akım değeri yer alır. Motor sargıları paralel-yıldız bağlanarak düşük devirdeyken sargılardan fazla akım geçmesi sağlanarak daha büyük moment elde edilir. abit güçlü motorlarda düşük ve yüksek devire ait bağlantı yandaki şekilde verildiği gibidir. U 2 U 4 V 4 W 2 V 2 W 4 abit güçlü, iki devirli motor Motorun, U 2, V 2, W 2 uçları birbirine, U 4, V 4, W 4 uçları ise şebekeye bağlanırsa buna paralel-yıldız adı verilir. arımda 4 kutup oluşur ve motor düşük devirde döner. U 2, V 2, W 2 uçları boş bırakılıp, U 4, V 4, W 4 uçları ise şebekeye bağlanırsa buna seri-üçgen 58

59 adı verilir. arımda 2 kutup oluşur ve motor yüksek devirde döner. b. abit momentli, iki devirli dahlender motorlar Devir sayısı arttıkça güç ve hat akımının aynı oranda artış gösterdiği bu tip motorlarda her devirde moment sabit kalmaktadır. argıların bağlantısı sabit güçlü motorlardaki bağlantının tersi şeklindedir. Yani küçük devirde bağlantı şekli sabit güç için paralel-yıldızken, sabit moment için seri-üçgendir. Yüksek devirde ise bağlantılar sabit güç için seri-üçgen, sabit moment için paralel-yıldız şeklinde olmaktadır. U 2 U 4 V 4 W 2 W 4 V 2 abit güçlü, iki devirli motor Motorun, U 4, V 4, W 4 uçları birbirine, U 2, V 2, W 2 uçları ise şebekeye bağlanırsa buna ikili paralelyıldız adı verilir. arımda 2 kutup oluşur ve motor yüksek devirde döner. U 2, V 2, W 2 uçları boş bırakılıp, U 4, V 4, W 4 uçları ise şebekeye bağlanırsa buna seri-üçgen adı verilir. arımda 4 kutup oluşur ve motor düşük devirde döner. c. Değişik güç ve değişik momentli, iki devirli dahlender motorlar Yüksek hızda fazla moment, düşük hızda az momentin gerektiği yerlerde kullanılır. Moment ve gücün küçük olduğu düşük devir sayılarında seri-yıldız bağlama yapılır. U 2 Motorun, U 4, V 4, W 4 uçları birbirine, U 2, V 2, W 2 uçları ise şebekeye bağlanırsa buna ikili ikili paralel-yıldız adı verilir. arımda 2 kutup oluşur ve motor yüksek devirde döner. U 2, V 2, W 2 uçları boş bırakılıp, U 4, V 4, W 4 uçları ise şebekeye bağlanırsa buna seri-yıldız adı verilir. arımda 4 kutup oluşur ve motor düşük devirde döner. W 2 U 44 V4 V 4 W 4 V 2 abit güçlü, iki devirli motor 59

60 G. Bir fazlı motorların yapısı, çalışması ve çeşitleri 1. Giriş Ev ve işyerlerinde kullanılan bazı küçük güçlü makinelerde (çamaşır makinesi, bulaşık makinesi, dikiş makinesi, matkap, buzdolabı, aspiratör, süpürge, pompa vb.) bir fazlı motorlar kullanılmaktadır. Fabrikadaki üretim daha kaliteli ve hızlı olduğu için günümüzde bir fazlı motorların sarımı çok az yapılmaktadır. Bozulan motor yenisiyle değiştirilmek sûretiyle işlem yapılmaktadır. O nedenle bir fazlı motorların yapısı ve sarımıyla ilgili bilgiler temel düzeyde aktarılacaktır. Bunun amacı teknik elemanın basit arızaları bilerek ve anlayarak giderebilmesini sağlamaktır. Başka bir deyişle konuyu hiç açıklamamak ya da tüm boyutlarıyla açıklamak yanlış olacaktır. Kullanılmayan bilgileri beyinlere doldurmak zaman ve emek israfından başka bir şey değildir. 2. Bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorlar 0,37-4 kw arası güce sahip bu tip motorların statorunda ana ve yardımcı olmak üzere iki adet sargı grubu vardır. Ana sargı kalın kesitli telden az sipirli, yardımcı sargı ise ince kesitli telden çok sipirlidir. İlk çalıştırma anında ana ve yardımcı sargı aynı anda şebekeye bağlıdır. Motorun rotorunun deviri normal devirin % 75'i düzeyine ulaştığında yardımcı sargı "mekanik", "elektrikli" ya da "elektronik" düzenekler kullanılarak devreden çıkarılmakta ya da sürekli devrede kalmaktadır. Yardımcı sargının devreden çıkarılmasında kullanılan düzeneklerin bazıları şunlardır: a. antrafüj (merkezkaç) anahtarlı düzenek Motorun gövdesinin içine merkezkaç etkisiyle kontaklarını açıp kapatan anahtar yerleştirilmiştir. Rotor dönmeye başladığı zaman fındık büyüklüğündeki metal ağırlıklar merkezden dışa doğru uzaklaşır. Bu hareket sayesinde kontaklar açılarak yardımcı sargının devreden çıkmasını sağlar. b. Yol verme röleli (YVR) düzenek Bu yöntemde motorun ana sargısının akımı YVR'nin bobininden geçer. Ana sargı tek başına motoru döndüremez. Dönüş olmayınca ana sargının çektiği akım çok yükselir. Yükselen akımın oluşturduğu kuvvetli manyetik alan YVR'nin bobininin içindeki nüveyi çeker ve kontaklar kapanarak yardımcı sargıdan akım geçmesine neden olur. Yardımcı sargıdan geçen akım sayesinde motor kalkış yapar. Çalışma başlayınca ana sargının çektiği akım normal seviyeye iner. YVR kontağını açar ve yardımcı sargı devreden çıkar. Aşağıda verilen şekillerde yol verme rölesinin yapısı ve motora bağlantısı gösterilmiştir. sabit kontak bimetalli ve ısıtıcılı termostat (motor koruyucu) hareketli kontak bobin 220 V yol verme rölesi (YVR) yardımcı sargı ana sargı Bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorların kalkış yapmasını sağlamak için kullanılan yol verme rölesinin yapısı ve motora bağlanışı 60

61 c. Yaylı pako şalterli düzenek Şalter '1' konumuna getirilince ana sargı devreye girer. Ancak motor dönemez. Şalterin mandalı start konumuna getirildiğinde ise yardımcı sargı devreye girerek rotorun dönmesini sağlar. Motor çalışınca şalterin mandalından el çekilirse, mandal '1' konumuna geri döner. Yaylı düzenek mandalı geri çeker. Motor ana sargı ile çalışmayı sürdürür. ç. Kontaktör ve zaman röleli devreyle bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motora yol verme devresi Yanda verilen şekilde "I" butonuna basılınca M ve Y kontaktörleri çalışır ve motor kalkış yapar. 2-4 saniye sonra zaman rölesinin normalde kapalı olan kontağı açılarak Y R start stop 0 I start 0 M Yaylı pako şalterle bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motora yol verme devresi kontaktörünü devreden çıkarır. Y devreden çıkınca yardımcı sargının akımı kesilir. Motor ana sargının oluşturduğu döner manyetik alan ile çalışmasını sürdürür. 1 Not: Bir fazlı yardımcı sargılı asenkron motorlara yol vermeyle ilgili geniş bilgi edinmek için elektrik makineleri, otomatik kumanda ya da endüstriyel elektronik ile ilgili kitaplara bakılabilir. Bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorlarda kullanılan kondansatörün görevi Yardımcı sargıya seri olarak bağlanan kondanstör ana sargı ile yardımcı sargı arasında oluşan faz farkının 90 olmasını sağlar. Ana sargının çektiği akım ve etrafında oluşturduğu manyetik alan fazla olduğu için indüktif reaktansı (X L ) yüksek olur. X L değeri büyük olan sargıdan geçen akımın gerilimden geri kalma açısı da fazla olmaktadır. Yardımcı sargının çektiği akım ve etrafında oluşturduğu manyetik alan az olduğu için indüktif reaktansı (X L ) da düşüktür. X L değeri düşük olan sargıdan geçen akımın gerilimden geri kalma açısı da az olmaktadır. Yardımcı sargıya (Y) seri olarak bir kondansatör bağlanınca, bu eleman sayesinde Y'den geçen akım ileri fazlı hâle gelir. onuç olarak Y'ye seri bağlanan C, iki sargı arasında oluşan faz farkının 90 dolayında 0 1 start 1 2 R 3 4 Mp 5 6 Y A A Kontaktör ve zaman röleli devreyle bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motora yol verme devresi 61 ZR M Y ZR Mp M W Z R U C C M Y V Mp Y

62 I A ana sargı ϕ<90 V yardımcı sargı I Y I Y I A AC Yardımcı sargıya seri olarak kondansatör bağlı değilken ana ve yardımcı sargıdan geçen akımlar arasındaki faz farkı vektörleri I Y I A ana sargı yardımcı sargı 90 V I Y C AC I A Yardımcı sargıya seri olarak kondansatör bağlıyken ana ve yardımcı sargıdan geçen akımlar arasındaki faz farkı vektörleri Bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motora bağlanan kondansatörün etkisi olmasını sağlar. argılar arasındaki 90 'lik faz farkı rotorun dönüşünün kolay olmasını sağlar. Uygulamada kullanılan bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorların güç değerleri 0,37-2,2 kw arasında değişir. Devirleri çoğunlukla 1400 ya da 2800 d/d'dır. Yardımcı sargıya seri bağlanan kondansatörlerin kapasite değerleri ise µf arasındadır. Uygun değeri tespit için motor etiketindeki değerlere bakılmalıdır. 3. Bir fazlı AC seri (üniversal) motorlar Bu tip motorlar, kutup (indüktör) sargıları, endüvi, kolektör, fırça ve rulmanlardan oluşur. Yapı olarak DC seri motorlara çok benzerler. Tek fark, fuko (demir) kayıplarını azaltmak için motor gövdesi bir yüzü yalıtılmış ince çelik saclardan üretilmiş olmasıdır. Bu motorların statoruna yerleştirilmiş olan kutup bobinleriyle endüvideki sargılar birbirine seri bağlıdır. AC seri motora akım uygulandığında kutup ve endüvi sargılarında zamana göre yönü ve şiddeti sürekli yön değiştiren iki manyetik alan oluşur. İki alan birbirini itip çekerek dönüşü başlatır. AC seri motorlar yüksüz olarak çalıştırıldıklarında yüksek devirde (yaklaşık devir/dakika) olarak döner. O nedenle daima yük altında çalıştırılmaları gerekir. Uygulamada elektrikli süpürge, matkap, vantilatör, dikiş makinesi, kahve değirmeni vb. gibi 62

63 AC seri (üniversal) motorun yapısı aygıtlarda AC seri motor kullanılmaktadır. AC seri motorun kutup sargılarına ilişkin örnekler AC seri motorların devir yönünü değiştirmek için kutup ya da endüvi uçlarının yönü değiştirilir. Devir sayısını ayarlamak için ise tristör ya da triyaklı hız kontrol (dimmer, kısıcı) devreleri kullanılabilir. 4. Gölge kutuplu bir fazlı asenkron motorlar Bu tip motorlar küçük güçlü olarak (en çok 0,15 HP) üretilir. Kutup ayaklarına açılan yarıklara bakır halkalar geçirilmiştir. Bakır halka ikinci bir manyetik alan oluşturarak yardımcı kutup gibi çalışmaktadır. Gölge kutuplu motorda esas manyetik alanı oluşturan sargılar sac nüve üzerine yerleştirilmiştir. Rotor ise sincap kafesi biçimindedir. Gölge kutuplu motorların bazı özellikleri şunlardır: * Kalkış momentleri ve verimleri düşüktür. * Aşırı yüklenmelerde dururlar. * essiz çalışırlar. * Devir ayarları kademeli çıkışlı ototransformatörü, kademeli direnç ya da triyaklı dimmerlerle yapılabilir. Bu tip motorlar daha çok düşük güçlü aspiratör, vantilatör gibi cihazlarda kullanılır. 5. Relüktans motorlar Bu tip motorlarda kutup yüzeylerinin bir kısmı hava aralığı fazla olacak biçimde üretilir. Hava aralığının büyük olduğu kısımlar manyetik kuvvet çizgilerinin geçişine yüksek bir manyetik direnç AC Gölge (yardımcı) kutuplu bir fazlı asenkron motorun yapısı 63 hava aralığı büyük stator kısa devreli rotor yardımcı (gölge) kutuplar kısa devreli rotor hava aralığı küçük bobin Relüktans motorun yapısı V eğimli manyetik alan gövde V

64 (relüktans) gösterir. İşte bu özellik sayesinde stator sarımlarında oluşan değişken manyetik alan rotor üzerinden eğimli bir şekilde geçer. Manyetik kuvvet çizgilerinin eğimli olması ise rotorun dönüşünü kolaylaştırır. 6. Repülsiyon motorlar Bu tip motorların statorları asenkron motorların statoruna, rotoru ise DC makinelerin endüvisine benzer. Farklı olan durum şudur: Endüvi sarımları fırçalar aracılığıyla birbiriyle kısa devre edilir. tatorda bulunan bir fazlı sargıya AC Repülsiyon motorun yapısı gerilim uygulandığında N- manyetik kutupları oluşur. Kutupların manyetik alanı endüvi sargılarında gerilim indükler. İndüklenen gerilim fırçaların kısa devre durumunda olması dolayısıyla endüvi sarımlarından akım dolaştırır. Bu da endüvide ikinci bir manyetik alan doğurur. V Kolektör dilimlerine sürtünen fırçaların yandaki "a" şeklinde görüldüğü gibi kutup ekseninde kısa devre edildiklerini kabul edelim. Endüvide oluşan gerilimlerin etkisiyle kısa devre olmuş fırçalardan akım geçer. Kutup ekseninin bir tarafındaki endüvi iletkenlerinden geçen akımlar bir yönde ise, diğer tarafındaki iletkenlerden geçen akımlar ters yöndedir. onuçta, endüvi iletkenlerinden geçen akımlar, endüvide N- kutuplarını oluşturur. tatorun N kutubunun karşısında, a. Fırçalar - kutup ekseninde b. Fırçalar - α kadar kaydırılmış Repülsiyon motorda fırçaların konumları endüvinin N kutbu, statorun kutubunun karşısında da endüvinin kutbu vardır. Karşılıklı olan aynı adlı kutuplar birbirlerini iterler. Kutupların itme kuvvetleri kutup ekseni doğrultusunda ve aynı zamanda birbirine zıt olduğu için bir döndürme momenti oluşturmazlar. Fırçaları "b" şeklinde görüldüğü gibi kutup ekseninin sağına ve soluna doğru kaydırdığımızda ise, kısa devre edilmiş endüvi sargılarından geçen akımların oluşturduğu N- alanları da kayar. Bu da rotorun dönmesini sağlar. Repülsiyon motorlarda fırçalar sağa doğru kaydırılınca rotor sağa, sola doğru kaydırılınca ise sola doğru döner. Repülsiyon motorlarda endüvideki DC sargılarının altına sincap kafesi yerleştirilerek yapılan motorlara ise repülsiyon startlı asenkron motorlar denir. Bu tip motorlara AC uygulandığında alıcı, repülsiyon motor olarak yol alır. Devir sayısı yükselince santrafüj kuvvetle çalışan endüvi milindeki mekanik düzenek çalışarak fırçaları kolektör dilimlerinden kaldırır. Yardımcı sargılı motorlarda olduğu gibi fırçalar devreden çıkınca motor, sincap kafesli rotor ile çalışmasını sürdürür. Repülsiyon motorlar 1,5 HP ve daha küçük güçte üretilir ve santrafüj tulumbası, matkap, 64

65 çamaşır makinesi, aspiratör vb. gibi cihazlarda kullanılırlar. 7. Küçük güçlü senkron motorlar Küçük güçlü senkron motorlar iki çeşittir. Şimdi bunları inceleyelim. a. Relüktans senkron motorlar Bu tip motorların statoru 2-3 mm kalınlığında demir sacdan yapılmıştır. Motorun bobininden geçen akımın oluşturduğu N- alanlarıyla adet kutup rotor meydana getirilir. Rotor 3-4 mm kalınlığında çelik sacdan çıkıntılı kutuplu olarak yapılmıştır. Bu kutuplar doğal mıknatıstandır. gövde Bobine AC uygulandığında AC geçen akım N- kutuplarını Relüktans senkron motorun yapısı oluşturur. Bobinden geçen akımın yönü değiştikçe kutupların yönü de değişir. Bu ise adet olan küçük kutupların da değişmesine yol açar. Böylece statorda döner alan doğar. Rotorun çıkıntılı kutuplarıyla statorun döner alanı birbirini etkileyerek senkron hızda dönüşü sağlar. bobin demir nüve b. Histerisiz senkron motorlar Bu tip motorların statorunun kutup ayaklarına bakır halkalar (gölge kutuplar) yerleştirilmiştir. Rotor ise histerisiz kaybı büyük olan 2-3 mm kalınlığında çelik saclardan yapılmıştır. çelik disk rotor tatorun manyetik akısı rotor üzerinden geçince rotorda N- kutupları oluşur. Rotorun kutupları statorun değişen kutuplarına uyarak senkron hızla dönmeye başlar. bakır halka stator Küçük boyutlu olarak üretilen senkron motorlar 3-10 W gücündedir. Devir sayıları sabit olduğu için zaman rölelerinde, elektrikli zaman saatlerinde ve çeşitli otomasyon sistemlerinde kullanılırlar. V bobin Histerisiz senkron motorun yapısı 65

66 Ğ. Bir fazlı yardımcı sargılı asenkron motorların kontrolü, sökülmesi ve sarımının yapılması 1. Giriş Arızalanan bir motorun onarımı yapılırken gözle ve elektriksel kontroller yapılır. Gövdede kırık, çatlak, aşınma olup olmadığı gözle anlaşılır. Elektriksel kontroller için ise AVOmetre ya da seri lamba kullanılır. argılar yanmış ise üç fazlı motorların sökümü konusu açıklanırken vurgulanan işlemler yapılır. 2. arım şemasının çizilmesi Bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorlarda çoğunlukla el tipi sarım kullanılır. Bir fazlı sarımda kutup sayısına göre kullanılacak bobin grubu sayısı şöyledir: 2P 2 Ana sargı: 2 Yardımcı sargı: 2 2P 4 Ana sargı: 4 Yardımcı sargı: 4 Örnek: x 24, 2P 2, m 1 değerlerine sahip motorun sarım şemasını hesaplamaları yaparak çiziniz. Çözüm Ana sargı stator oyuklarının 2/3'ünü, yardımcı sargı ise 1/3'ünü kaplar. Buna göre: Ana sargının yerleştirileceği oyuk sayısı 24.(2/3) 16 oyuk. Yardımcı sargının yerleştirileceği oyuk sayısı 24.(1/3) 8 oyuk. 2P 2 olduğuna göre 2 adet ana sargı, 2 adet de yardımcı sargı bobin grubu sarılacaktır. Buna göre: Ana sargıda bobin grubuna düşen oyuk sayısı: 16/2 8 oyuk. Bir bobin iki kenardan oluştuğuna göre ana sargının bir bobin grubu 8/2 4 bobinden meydana gelir. Yardımcı sargının bobin grupları, ana sargının bobin gruplarının yerleştirildiği oyukların arasındaki boş oyuklara yerleştirilir. İlk önce aynı renkte 24 adet oyuk çizilerek ana sargı bobin grupları yerleştirilir Ana sargının bobin gruplarının oyuklara yerleştirilmesi 66

67 U W x Z Boş kalan oyuklara yardımcı sargının bobin gruplarının yerleştirilmesi Boş kalan oyuklara yardımcı sargının bobin gruları yerleştirilir. Ana ve yardımcı sargının uçları "çıkış-çıkışa" kuralına göre bağlanır. U ile W uçları giriş, X ile Z uçları çıkış olacak biçimde oklandırma yapılır N N U W X Z x 24, 2P 2, m 1 olan yardımcı sargılı asenkron motorun şeması Örnek: x 24, 2P 4, m 1 değerlerine sahip motorun sarım şemasını, hesaplamaları yaparak çiziniz. Çözüm Hesaplama aynı kurallara göre yapıldığında ana ve yardımcı sargının 2'şer bobin grubundan oluştuğu görülür. Ana sargının bobin grupları oyuklara yerleştirildikten sonra yardımcı sargı için 2 boş oyuk kalır. Burada yardımcı sargıya ait 4 bobin kenarından 2'si boş oyuklara, diğer 2'siyse ana sargının bobin kenarlarıyla aynı oyuklara yerleştirilir. 67

68 N N N U W X Z x 24, 2P 4, m 1 olan yardımcı sargılı asenkron motorun şeması 3. Bobinlerin sarılıp oyuklara yerleştirilmesi tator oyuklarından ölçü alınır. Kademeli kalıp ile bobinler sarılır. Bobinler dağılmayı önlemek için tel ile kenarlarından bağlanır. Önce ana sargı bobinleri, sonra yardımcı sargı bobinleri oyuklara yatırılır. Oyukların üst kısmına kavelalar (çıtalar, kamalar) yerleştirilir. Bobin bağlantıları yapılıp lehimlenerek daha iyi hâle getirilir. argıların kenarları ip ya da tiret ile sabitlenir. (Toplu hâle getirilir.) Besleme uçları klemens kutusuna çıkarılıp pabuç ile vidalara bağlanır. H. Motorlarda oluşan bazı arızalar 1. Giriş Motorlarda mekanik ya da elektriksel arızalar olabilir. Rotorun aşınması, rulmanların bozulması mekanik arızaya örnek olarak verilebilir. argılar arasında kısa devre, gövdeye kaçak gibi hususlar ise elektriksel arıza olarak tanımlanır. Mekanik arızalar gözle muayene ve rulman kontrol aletiyle tespit edilebilir. Elektriksel arızaların tespiti için ise seri lamba, AVOmetre, pensampermetre gibi aygıtlar kullanılır. I. Motorları koruyucu önlemler Elektrikli motorların arıza yapmadan uzun süre kullanılabilmesi için şu önlemler alınır: Motoru beslemede kullanılan hatta bir ya da üç fazlı otomatik sigorta takılır. Motorun iki faza kalmaması için elektronik devreli faz kesilme rölesi tesisata eklenir. Motor gövdesi topraklanır ya da sıfırlanır. Aşırı akım geçişini önlemek için termik aşırı akım rölesi ya da termik-manyetik koruyuculu şalter kullanılır. Çok büyük güçlü ve pahalı motorların gövdesinde olaşabilecek aşırı ısıyı algılayarak enerjiyi kesen ısı kontrol (termistör) rölesi tesisata eklenir. Motora uygun çalışma gerilimi uygulanır. Motora aşırı yükleme yapılmaz. oğutmanın iyi olabilmesi için ortamın havalandırmasının iyi olması sağlanır. Rulmanlar yılda en az bir kez (ortalama 2000 saatlik çalışmadan sonra) kontrol edilerek titreşim artmışsa yeni rulman takılır. Motorun içine su, nem gibi unsurların girmesi önlenir. Motorun kalkış anında fazla akım çekerek mekanik yönden hırpalanmasını önlemek için yumuşak yol verici (soft starter) aygıtı bağlanır. 68

69 İ. Asenkron motorların sarımlarıyla ilgili temrinler (uygulamalar) Uygulama 1: x 24, 2P 2, m 3 değerlerine sahip üç fazlı motorun el tipi sarımının yapılması Amaç: Üç fazlı motorların stator sarımlarıyla ilgili bilgi ve beceri kazanmak. İşlem basamakları 1. arımla ilgili hesaplamaları yapınız. 2. Hesaplamalardan elde edilen değerlere göre sarım şemasını çiziniz. 3. Boş statorun oyuklarını presbant ile yalıtkan hâle getiriniz. 4. tatordan ölçü aldıktan sonra kademeli kalıpları sarım kalıplarını sarım çıkrığına bağlayınız. 5. Bobinleri çıkrık ile sarınız. 6. arılmış bobinleri yerinden çıkarmadan küçük tel parçalarıyla bir iki yerinden geçici olarak bağlayınız. 7. Kalıptan çıkarılan bobinleri şemaya uygun olarak stator oyuklarına yerleştiriniz. 8. Bobin kenarlarının oyuktan çıkmasını önlemek için sargıların üzerine presbant ve kavela (çıta, kama) geçiriniz. 9. Bobinlerin bağlantılarını şemaya uygun olarak yapınız. Bağlantı noktalarını lehimledikten sonra makaron ile yalıtım işlemini yapınız. 10. argıların kenarlarını tiret ya da ip ile sabit hâle getiriniz. 11. Besleme uçlarını klemens kutusuna çıkarınız ve küçük boyutlu kablo papucu kullanarak (ya da kullanmadan) terminal bağlantılarını yapınız. 12. eri lamba ya da AVOmetre kullanarak kısa devre, gövdeye kaçak kontrollerini yapınız. 13. Rotor olarak sincap kafesine benzer hafif rotoru statorun içine sokunuz. Bu rotorun telden yapılmış milini elinizle tutunuz. 14. Öğretmenin denetiminde, üç fazlı, ayarlı çıkışlı trafoyla (varyak) düşük değerli (12 V V) AC gerilimi stator sarımlarına uygulayınız. 15. Motor çalışıyorsa enerjiyi kesiniz ve sarımı sökünüz. orular 1. Üç fazlı asenkron motorun çalışma ilkesini açıklayınız. 2. El tipi sarımın özelliklerini açıklayınız

70 3. BÖLÜM: AENKRON MOTORLARLA İLGİLİ EK BİLGİLER A. Enterkonnekte sistem Bir ülkenin tümünün ya da belirli bölgelerinin elektrik enerji ihtiyacını karşılayan, üretim ve tüketim merkezleri arasındaki enerji alışverişini sağlayan yapıya enterkonnekte sistem adı verilir. Bu sistemi besleyen santrallerdeki alternatörlerin çıkış gerilimleri, 6,3-6,9-10,5-10,8-13,8-14,4 kv vb. şeklinde olabilmektedir. Alternatör çıkış gerilimleri, yükseltici trafolar yardımıyla yükseltilip alçaltılarak dağıtılmaktadır. B. tandartlaştırılmış gerilim grupları Enerji iletiminde ve dağıtımında kullanılan gerilimler standartlaştırılarak dört gruba ayrılmıştır. Alçak gerilim (AG) Orta gerilim (OG) Yüksek gerilim (YG) Çok yüksek gerilim (ÇYG) Türkiye deki çok yüksek gerilimli enerji iletim hatları 380 kv tur. Yüksek gerilimli iletim hatları 66 ya da 154 kv luk hatlardır. Yaygın olarak kullanılan orta gerilimli dağıtım hatları ve 35 kv tur. Branşman hatlarında ise çoğunlukla 3,3 ve 6,6 kv kullanılmaktadır. Elektrik enerjisi doğru ve alternatif akım olmak üzere iki ayrı şekilde üretilebilir. DC, dinamolarla ya da diyotlu alternatörlerle, AC ise alternatörlerle üretilmektedir. Dünyada elektrik enerjisi üretimi çoğunlukla AC olarak yapılmaktadır. Avrupa da ve Türkiye deki elektrik enerjisinin frekansı 50 Hz, Kanada ve Amerika gibi ülkelerde ise 60 Hz dir. C. Alçak gerilim şebekesi Türkiye de kullanılan alçak gerilim dağıtım şebekesi, üç fazlı dört telli yıldız bağlı sistemdir. Bu sistemde fazlar, L 1 (R) - L 2 () - L 3 (T) ve nötr hattı N (0) ile işaretlenir. istemde fazlar arası gerilim 380 V, faz - nötr arası ise gerilim 220 V tur. Fazlar arası ve faz-nötr gerilimleri arasındaki ilişkide 3 katsayısı vardır. 380 V, 220 voltun 3 katıdır. Alçak gerilimli üç fazlı şebekede bir ve üç fazlı yükler bulunur. Üç fazlı şebeke kullanmanın bir çok faydası vardır. Örneğin 1100 W güçlü ısıtıcı bir fazlı şebekede çalışırken 5 A akım çekerken, üç fazlı şebekede 3300 W ısıtıcı da 5 A akım çekmektedir. Demek ki üç fazlı sistemde bir fazlı sisteme göre aynı akımla daha büyük güçlerdeki alıcıları çalıştırmak mümkündür. Başka bir deyişle aynı özellikte bir ve üç fazlı alıcılardan üç fazlı olanı daha az akım çeker. Bu sayede üç fazlı sistemde kullanılacak iletken kesiti, sigorta, şalter değerleri küçülecektir. Aynı işin daha az akımla karşılanması gerilim düşümlerini azaltır ve sistemdeki alıcıların anma değerlerinde daha verimli çalışmasını sağlar. Ç. Asenkron motorların bazı temel özellikleri tator, rotor, yatak, kapak ve soğutma pervanesinden oluşan asenkron motorların rotorları 74

71 a. tatoru oluşturan ince sac b. Boş stator c. arılmış stator kısa devre çubuklu (sincap kafesli), ya da sargılı olabilmektedir. incap kafesli rotorlar dayanıklıdır ve üretimi kolaydır. argılı rotorlu motorlar özel amaçlar için yapılırlar. Rotorlara takılan kısa devre çubukları motorun moment, hız, çalışma ortamı vb. gibi özelliklerine göre farklı geometrik şekillerde olabilmektedir. Yandaki şekillerde uygulamada yaygın olarak kullanılan rotor çubuğu örnekleri verilmiştir. normal çubuklu, tek kafesli rotor Asenkron motorların statorları çoğunlukla 24 ya da 36 oyuklu olmaktadır. Asenkron motorların kalkış momenti, rotor çubuklarının ya da rotor sargılarının direncine bağlıdır. Rotor direnci yüksek motorların kalkış momenti yüksek, kalkış akımı düşüktür. Rotor direnci küçük motorların ise kalkış momenti düşük, kalkış akımı yüksektir. Motorun kalkış akımıyla anma akımı arasındaki oran büyüdükçe, kalkış momenti büyür. Normal çubuklu, tek kafes rotorlu motorların kalkış akımları, derin çubuklu, tek kafesli ya da çift kafesli rotorlara göre daha büyüktür. argılı rotorlu (bilezikli) asenkron motorlar da üç fazlıdır. Bunların rotorunda statorun kutup sayısına eşit üç fazlı sargı vardır. argıların bir ucu bileziklere bağlıdır. Bileziklere değen fırçalar rotor sargılarına dışarıdan direnç eklenmesini sağlar. Rotor sargılarına eklenen dirençler kalkış akımını ayarlamak için kullanılmaktadır. derin çubuklu, tek kafesli rotor çift kafesli rotor Asenkron motorların rotor çubuklarının biçimleri 75

72 a. Rotoru oluşturan ince sac b. Boş rotor c. Kısa devre çubuklu rotor D. Asenkron motorlarla ilgili temel kavramları 1. Anma değeri Bir motorun normal çalışma koşulları için verilen ve etiketinde belirtilen elektriksel büyüklüklerin sayısal değerlerinin tümüne anma değeri denir. 2. Giriş gücü Motorun şebekeden çektiği güçtür. Birimi watt (W) ya da kilowatt (kw) tır. 3. Çıkış gücü (anma gücü) Anma gerilimi ve frekans değerinde, tam yükte çalışan motorun milinden alınan mekanik güçtür. Birimi W, kw ya da BG (HP) dir. 4. tandart güçler IEC 72 standardına göre üç fazlı asenkron motorların standart kw güçlerinin beygir gücü (BG, HP) karşılıkları yanda verilen çizelgede görüldüğü gibidir. Avrupa ülkelerinde ve Türkiye de kullanılan IEC (international electrotechinical Üç fazlı asenkron motorların standart güç değerleri commision, uluslararası elektroteknik komisyonu) standardında motorların anma güçleri kw olarak, Amerika ve diğer bazı ülkelerde kullanılan NEMA (national electric manufactures association, ulusal elektrik üreticileri birliği) standardında ise motor anma güçleri BG (HP, horse power) olarak belirtilmektedir. IEC standardında 1 HP 736 W 0,736 kw ya da 1 kw 1, 326 HP dir. NEMA standardında 1 HP 746 W 0,746 kw ya da 1 kw 1, 34 HP dir. 5. Boşta çalışma Anma gerilimi ve frekansında mile yük bağlı değilken çalışmadır. 76

73 6. Boş çalışma akımı Anma gerilimi ve frekansında şebekeden çekilen akımdır. 7. Kalkış (yol verme) akımı İlk çalışma anında şebekeden çekilen akımdır. 8. Kalkış momenti Motorun hareketsiz durumdayken (dururken) ürettiği moment değeridir. 9. Anma döndürme momenti Anma gücünde ve anma devir hızında elde edilen momenttir. 10. Devrilme momenti Anma gerilimi ve anma frekansında çalışırken oluşan en büyük moment değeridir. moment ve akım I 1 M a 2 moment akım 4 M s M k 3 5 M n Yanda verilen karakteristik eğride devir hızı - kalkış ve devrilme momentleri ile devir hızı - kalkış akımı arasındaki ilişki verilmiştir. 11. işletme (çalışma rejimi) türü () Motorun belirlenen sürelerde değişmeyen bir ya da daha çok sayıda belirli yükle çalışma düzenidir. İşletme türleri şunlardır: 1 : ürekli çalışma 2 : Kısa süreli çalışma devir sayısı (d/d) n k n n n 1: Yol verme akımı, 2: Yol verme momenti (M a ), 3: Devrilme momenti (M k ), 4: Yol vermede en küçük moment (M s ), 5: Anma momenti (M n ), n n : Anma hızı, n k : Devrilme momentindeki hız. Asenkron motorda devir hızı - momentler ve devir hızı - kalkış akımı değişimi eğrisi 3 : Yol vermenin ve elektriksel frenlemenin ısınmayı etkilemediği kesintili çalışma 4 : Yol vermenin ısınmayı etkilediği kesintili çalışma 5 : Yol vermenin ve elektriksel frenlemenin ısınmayı etkilediği kesintili çalışma 6 : Kesintili yükleme ile sürekli çalışma 7 : Kalkış ve elektriksel frenleme ile kesintisiz çalışma 8 : Dönemli değişen devir hızı ile sürekli çalışma Motorun hangi işletme türüne uygun yapıldığı, bu işletme türünün simgesiyle motor etiketinde belirtilir. En fazla kullanılan işletme türü 1 dir. 4, 5, 6, 7, 8 işletme türleri daha çok özel uygulamalarda kullanılan motorlarda görülür. 77

74 12. tandart ortam koşulları ıcaklığın +40 C den fazla olmadığı, yükseltisi (rakımı) en çok 1000 m (dahil) olan ve bağıl nemi % 95 ten fazla olmayan ortam koşullarıdır. Motorların tanıtım etiket değerleri standart ortam koşullarına göredir. Motorlar deniz seviyesinden 1000 m yüksekliğe kadar olan yerlerde ve maksimum 40 C ortam sıcaklığında, anma güçlerinde çalışırlar. Ortam sıcaklıklarının 40 C den yüksek olduğu ortamlarda motorların anma güçleri aşağıdaki çizelgede belirtilen oranlarda azalır. maksimum ortam sıcaklığı C P/Pn % Ortam sıcaklığına göre motor gücünün değişimi Örneğin 1 kw gücündeki motorun, 60 C ortam sıcaklığındaki anma gücü 0,82 kw olur. maksimum yükseklik m P/Pn % Rakıma göre motor gücünün değişimi Motorlar standart yükselti (rakım) olan 1000 metrenin üstündeki yerlerde kullanılırsa anma güçleri yukarıdaki çizelgede belirtilen oranlarda azalır. 13. Koruma Türleri (IP) Motorların gerilim altında bulunan kısımlarına dokunmak tehlikelidir. Ayrıca motorların içine yabancı madde girişinin önlenmesi gerekir. tandartlara göre korumanın iki amacı vardır. a. Dokunmaya ve yabancı cisimlere karşı koruma Gövdenin içerisinde gerilim altında bulunan ya da hareket eden kısımlara kişilerin dokunmasına, yabancı katı cisimlerin motor içerisine girmesine karşı koruma derecesiyle belirlenir. b. uya karşı koruma uyun zarar verecek miktarda motor içerisine girmesine karşı koruma derecesiyle belirlenir. Bu iki korumayı gerçekleştiren koruma türleri IP (international protection, uluslararası koruma) kısaltması ve onları izleyen iki rakamla belirtilir. Birinci rakam: 0-6 arasında olan bu rakam, dokunmaya ve yabancı cisimlerin girmesine karşı koruma derecesini gösterir. İkinci rakam: 0-8 arasında olan bu rakam, suyun girmesine karşı koruma derecesini gösterir. Asenkron motor üretiminde IP 54 ve IP 55 koruma türleri yaygın olarak kullanılır. Bir motorun koruma türünün etikette belirtilmesi gerekir. 78

75 Tanıtıcı rakam 1. rakam: Dokunmaya ve yabancı cisimlerin girmesine karşı koruma derecesi 2. rakam: u girmesine karşı koruma derecesi Motor koruma türleri 14. argı yalıtımı ve yalıtım sınıfları Motorların sargılarının yalıtımında kullanılan yalıtkan malzemelerin dayanımında en önemli etken sıcaklıktır. Uygulamada uygun yalıtkan seçimini kolaylaştırmak için yalıtkanlar yandaki çizelgede görüldüğü gibi sınıflara ayrılmıştır. argının en sıcak noktası için verilen sınır sıcaklıklar aşılmazsa bu sınıflar sargıya yeterli bir ömür süresi sağlar. Asenkron motor sargıları genelde B, F ve bazen H yalıtım sınıfındadır. Yalıtım sınıfı Yalıtım sınıflarının sıcaklık sınırları 15. oğutma türleri (IC) oğutma, motorda oluşan ve ısıya dönüşen kayıpların çevreye iletilmesidir. oğutmada amaç, yalıtkan malzemelerin sıcaklığını izin verilen sınır değerlerin altında tutmaktır. Elektrik makinelerinde uygulanan soğutma türü, IEC 34-6 ya göre, IC (international cooling, 1. rakam: oğutma sistemi muhafazayı muhafazayı muhafazayı IEC 34-6 ya göre soğutma türlerini belirleyen harflerin anlamları uluslararası soğutma) harflerini izleyen iki rakamla belirtilir. Yandaki çizelgede anlamları açıklanan bu rakamlardan birincisi soğutma sistemini, ikincisi soğutma maddesinin rakam: oğutma maddesinin dolaşımı

76 dolaşımında kullanılan tahrik türünü gösterir. Örneğin dış yüzeyden soğutmalı asenkron motorların etiketinde IC 41 yazılıdır. 16. tandart gövde büyüklükleri (standart eksen yükseklikleri) Asenkron motorlarda tabandan mil eksenine yükseklikler (H yüksekliği mm olarak) standartlaştırılmıştır. Bu eksen yükseklikleri aynı zamanda gövde büyüklüklerini ifade eder. Aynı eksen yüksekliğinde ayak tespit deliklerinin boyuna mesafesi (B) ölçüleri, değişik uzunluklarda yapılarak farklı B ölçüleri kullanılabilir. Farklı B ölçülerinde yapılan gövdeler, gövde büyüklüğünden sonra yazılan L, M, simgeleri ile belirtilir. L: Uzun (long) gövde M: Orta (middle) gövde : Kısa (short) gövdeyi ifade eder. IEC - 72 ye göre standart eksen yükseklikleri aşağıdaki çizelgede verilmiştir. Gövde büyüklüklerinin H yüksekliği (mm) tandart gövde büyüklükleri 17. Asenkron motorlarda standartlaştırılmış boyutlar Asenkron motorlarda güçler, eksen yükseklikleri (gövde büyüklükleri) ve bazı dış boyutlar standartlaşdırılmıştır. Bu standartlar sayesinde, motorların değişebilirliği ve yeni proje çalışmaları kolaylaşmıştır. Motor sipariş ederken motorun çalışma gerilimini, gücünü, devir sayısını, gövde büyüklüğünü, koruma türünü, yapı biçimini belirtmek yeterli olmaktadır. Asenkron motorların standartlaştırılmış boyutları IEC 72-1 e göre asenkron motorların standartlaştırılan boyutlar şu şekildedir: 1. Eksen yüksekliği (H) 2. Tespit deliklerinin enine ve boyuna mesafeleri (A, B) 3. Mil faturasından en yakın ayaktaki tespit deliği eksenine olan uzaklık (C) 4. Mil ucu çapı (D) 80

77 5. Mil faturasından itibaren mil uzantısı uzunluğu (E) 6. Tespit deliğinin çapı (K) 7. Kama yuvası genişliği (F), kama kalınlığı (GD), kama yuvası derinliği (GE), kama tepesinden eksenin karşı tarafındaki mil yüzeyine olan uzaklık (GA). T 731 standartlaşdırılmış boyut ölçülerini, kama ve kama yuvası ölçülerini, güç değerlerini, T 732 flanşlı motorlar için flanşlardaki standart ölçüleri vermektedir. 18. Yapı biçimleri Elektrik makinelerinin yapı biçimleri standartlaştırılmıştır. IEC 34-7 ve T 3211 e göre yapı biçimleri ve kurulma düzenleri yandaki çizelgede gösterilmiştir. Yapı biçimleri ve kurulma düzenleri Türetilmiş kurulma düzenleri Flanşlı kurulumlar Motorlarda beş yapı biçimi vardır: I. Ayaklı tipler II. Ayaklı ve flanşlı tipler (B35 ve B34) III. Ayaksız, flanşlı tipler (B5 ve B14) IV. Ayaklı, ön kapaksız tipler (B15) V. Ayaksız, ön kapaksız tipler (B9) Uygulamada ayaklı, ayaklı flanşlı ve ayaksız flanşlı tipler çok kullanılmaktadır. 19. Verim Verim, motorun çıkış gücünün giriş gücüne oranıdır. Motorların verimi, fren yöntemi ya da kayıpların ölçülmesi yöntemiyle bulunur. Fren yöntemine göre verim hesabı % Verim Yapı biçimleri ve kurulma düzenleri 81

78 Kayıpların ölçülmesi yöntemine göre verim hesabı % Verim 20. Toplam kayıp Motorun giriş gücüyle çıkış gücü arasındaki farktır. 21. tandart dönme yönü Motorun mil ucuna karşıdan bakıldığında saat ibresi dönüş yönü standart dönüş yönüdür. 22. Garanti edilen verim Anma çıkış gücünde, normal çalışma koşulları için motorun yapımcısı tarafından belirtilen verimdir. Alçak gerilimli asenkron motorlar için üç temel verim sınıfı belirlenmiştir. Bunlar EFF1, EFF2, EFF3 şeklindedir. EFF1 yüksek verimli, EFF2 düzeltilmiş orta verimli ve EFF3 düşük (standart) verimli motorlar için kullanılır. Bu üç verim sınıfı, üç fazlı standart tasarımlı, IP54 - IP55 korumalı, V, 2 ve 4 kutuplu 1,1-90 kw güçler arasındaki, 1 sürekli çalışma türündeki sincap kafesi rotorlu, üç fazlı asenkron motorları kapsamaktadır. Verimin sınıfı motor tanıtım etiketine 2 kutuplu motor 4 kutuplu motor yazılabilir. Kutup Verim Verim sayıları aynı olan, anma güçleri eşit motorlardan, düşük verimli motorlar yerine yüksek verimli motorlar kullanılarak enerji tasarrufu sağlanır. EFF1, EFF2 ve EFF3 verim sınıflarının alt sınırları yandaki çizelgede gösterilmiştir. EFF1, EFF2, EFF3 sınıflarının verim değerleri 23. Bağlantı uçlarının işaretleri Elektrik makinelerinde uçların hatasız ve kısa sürede bağlanmasını kolaylaştırmak için standart simgelerle işaretleme yapılmaktadır. DIN standartlarına göre kullanılan uç simgeleri, 1972 yılından itibaren IEC 34-8 e göre işaretlenmeye başlanmıştır. 82

79 Yandaki çizelgede uygulamada kullanılan uç işaretlerinin eski ve yeni karşılıkları verilmiştir. ıra no Anlamı VDE DIN eski simgeler IEC 34-8 yeni simgeler E. Bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorlar 1. Yapısı Bir fazlı kondansatörlü asenkron motorlar üç fazlı asenkron motorlarla aynı mekanik yapıya sahiptir. tatorda ana ve yardımcı sargı olmak üzere iki ayrı sargı mevcuttur. Ana sargı ile yardımcı sargının statora yerleşimi, aralarında 90 elektriksel açı olacak şekildedir. Asenkron motorların bağlantı uçlarının işaretlenmesi Bir fazlı asenkron motorlarda kalkış momentinin oluşması için ana ve yardımcı sargıdan faz farklı alternatif akımların geçmesi gerekir. Bu amaçla yardımcı sargı devresine seri olarak kondansatör bağlanır. Ana sargı, doğrudan bir fazlı şebekeden, yardımcı sargı ise bir kondansatör ile seri bağlandıktan sonra, ana sargıya paralel bağlanarak aynı şebekeden beslenir. Kalkıştan sonra motor, senkron hızının yaklaşık % 75 değerine ulaşınca yardımcı sargı devresi ya da çift kondansatörlü motorlarda kalkış kondansatörü ayrı bir düzenekle devreden çıkartılır. Eğer yardımcı sargı devresinin tasarımı (iletken kesiti, sipir sayısı, devresine seri bağlanan kondansatör değeri gibi) uygun yapılmışsa, yardımcı sargı sürekli devrede bırakılabilir. adece kalkışı sağlamak için tasarlanan sargı sürekli devrede bırakılırsa aşırı ısınır ve yanar. Yardımcı sargı devresini ya da kondansatörünü devreden çıkarmak için birçok yöntem kullanılmaktadır. 2. Bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorların statorlarının sarım şemaları Bir fazlı asenkron motor statoruna yerleştirilen ana ve yardımcı sargılar birbirinden farklı sarım özelliklerindedir. Pratik olarak stator oluklarının 2/3'ü ana sargıya, 1/3'ü yardımcı sargıya ayrılır. Değişik özelliklere göre yardımcı sargı, ana sargıya ait oluklara da alınarak yardımcı sargı oluk sayısı artırılabilir. 2 kutuplu (3000 devirli) bir motorun statorunda, ana ve yardımcı sargının 2'şer bobin grubu, 4 kutuplu (1500 devirli) statorda ana ve yardımcı sargının 4 er bobin grubu, 6 kutuplu (1000 devirli) statorda ise ana ve yardımcı sargının 6'şar bobin grubu bulunur. Arka sayfada bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorların uygulamada karşılaşılan türleriyle ilgili şemalar verilmiştir. Şemalar incelendiğinde görüleceği gibi ana ve yardımcı sargıya ait bobin grupları genelde seri bağlıdır. Ancak b ve f şemalarında ana sargıya ait bobin grupları paralel bağlanmıştır. 83

80 Paralel bağlantıda amaç sarım kolaylığı açısından sipir sayısını artırıp aynı oranda iletken kesitini küçültmektir. a. X 24, 2P 2, m 1 özelliklerine sahip bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorun sarım şeması (Tip 71 ve 80: 0,37-0,75 kw, Volt Elektrik) d. X 24, 2P 4, m 1 özelliklerine sahip bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorun sarım şeması (Tip 71 ve 80: 0,37-0,55 kw, Volt Elektrik) b. X 24, 2P 2, m 1 özelliklerine sahip bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorun paralel sarım şeması (Tip 90, ve 100: 0,75-1,1-1,5-2,2-3 kw, Volt Elektrik) e. X 36, 2P 4, m 1 özelliklerine sahip bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorun sarım şeması (Tip 90: 0,55-0,75-1,1 kw, Volt Elektrik) c. X 24, 2P 2, m 1 özelliklerine sahip bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorun sarım şeması (Tip 80: 0,37-0,55-1,1 kw, Volt Elektrik) f. X 36, 2P 4, m 1 özelliklerine sahip bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorun paralel sarım şeması (Tip : 1,5-2,2-3 kw, Volt Elektrik) ç. X 24, 2P 4, m 1 özelliklerine sahip bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorun sarım şeması (Tip 71: 0,18-0,25 kw, Volt Elektrik) Uygulamada karşılaşılan bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorların sarım şemaları 3. Klemens kutusu Bir fazlı motorlarda IEC standartlarına uygun şekilde kodlanmış klemens kutusu vardır. tator sargılarını oluşturan ana sargı ile yardımcı sargı uçları montajda kolaylık sağlaması için renkli kablolarla kodlandırılmıştır. Ana sargının (siyah - mavi) uçları, klemens tablosunda U1 ve U2 klemenslerine, yardımcı sargının (beyaz - kırmızı) uçları ise Z1 ve Z2 klemenslerine bağlanır. 84 f. X 36, 2P 6, m 1 özelliklerine sahip bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorun sarım şeması (Volt Elektrik)

81 tator sargısı tandart uç işareti Uçların rengi Bir fazlı, yardımcı sargılı, kondansatörlü asenkron motorların klemens kutusunun adlandırılışı ve sargıların uçlarının renkleri 4. Bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motor çeşitleri a. Yol verme şekillerine göre sınıflandırma I. Kalkış kondansatörü ile yol verilen bir fazlı motorlar II. Daimi devre kondansatörü ile yol verilen ve çalışan bir fazlı motorlar III. Kalkış kondansatörü ile yol verilen, daimi devre kondansatörü ile çalışan, çift kondansatörlü bir fazlı motorlar IV. Gölge (yarık) kutuplu bir fazlı motorlar Gölge kutuplu motorlar küçük güçlü olup, vantilatör ve aspiratör motoru olarak kullanılırlar. I. Kalkış kondansatörü ile yol verilen bir fazlı motorlar Kalkış kondansatörlü motorlarda yardımcı sargı ve kalkış kondansatörü kısa süreli devrede kalacak şekilde tasarlanmıştır. Kondansatör ve merkezkaç anahtar yardımcı sargı devresine seri bağlıdır. Motor kalkışını tamamlayıp senkron hızının % 75 değerinde bir hıza ulaştığında, merkezkaç anahtar () kontağı açacağından yardımcı sargı (Z 1 - Z 2 ) ve kalkış kondansatörü (C K ) devreden çıkar. Motor ana sargısı ile çalışmaya devam eder. Ana sargıdan geçen akım (I A ), şebekeden çekilen akıma (I H ) eşit olur. Motorun ana sargısının akımı (I A ), motora uygulanan gerilimden ϕ açısı kadar geridedir. Yardımcı sargının devresine seri bağlanacak kondansatörün değeri uygun hesaplanarak yardımcı sargının akımının, ana sargının akımına 90 faz farklı olması sağlanır. Ana sargı akımıyla yardımcı sargı akımı arasında 90 lik faz farkı oluşturulması motorun kalkış momentinin yüksek olmasını sağlar. Kalkış kondansatörlerinin kapasite değeri yüksektir. Bunlar kısa süre çalışabilecek özelliktedir. R I H U 2 I A I Y C K ϕ k I Y V I H I A + I Y ϕ V I H I A 0 U 1 Z 2 Z 1 I Y I H I A Motorun yapısı I A Kalkış anındaki akımlara göre vektör diyagramı Kalkış kondansatörüyle yol verilen bir fazlı motorun yapısı ve vektör diyagramları 85 Çalışam anındaki akımlara göre vektör diyagramı U 1 - U 2 : Ana sargı, Z 1 - Z 2 : Yardımcı sargı, : Merkezkaç anahtar, C K : Kalkış kondansatörü, I A : Ana sargının akımı, I Y : Yardımcı sargının akımı, I H : Şebekeden çekilen akım, ϕ: Faz farkı açısı

82 Motor yüksek bir kalkış momentiyle yol alıp yardımcı sargı devreden çıktığında yalnızca ana sargıyla çalışmasını sürdürür. Bu durumda ana sargının akımı (I A ), şebekeden çekilen akıma eşit olur. Akımın gerilimle yaptığı ϕ açısı büyük olduğundan, motorun güç katsayısı (Cos ϕ) ve verimi düşük olur. Ayrıca motor yalnız ana sargısıyla çalıştığından stator paketinden daimi devreli ve çift kondansatörlü motorlara göre daha küçük güç elde edilir. onuç olarak, kalkış kondansatörlü motorların kalkış momentleri iyi ancak verimleri yüksek değildir. R I H U 2 ϕ I Y V C D I H I A + I Y 0 U 1 Z 2 Z 1 I Y I A I H Daimi devre kondansatörüyle yol verilen ve çalışan bir fazlı motorun yapısı ve vektör diyagramları II. Daimi devre kondansatörü ile yol verilen ve çalışan bir fazlı motorlar Kondansatörle faz kaydırması sağlandığından, uygun bir sargı tasarımı ve uygun kondansatörle yardımcı sargı sürekli devrede bırakılabilir. Yardımcı sargı ve kondansatörü sürekli devrede olan motorlara daimi devre kondansatörlü motorlar denir. Bunların kalkış devresinde merkezkaç anahtar bulunmaması sadelik sağlar. Daimi devre kondansatörlü motorda uygun sargı tasarımı ve daimi devre kondansatörünün (C D ) değeri uygun seçilerek, yardımcı sargı akımının (I Y ) ana sargı akımına (I A ) 90 dik olması sağlanır. Yardımcı sargının akımı, kapasitif özellikli akım olup gerilimden öndedir. Ana ve yardımcı sargı akımlarının bileşkesi şebekeden çekilen akımı (I H ) verir. Motorun şebekeden çektiği akımın (I H ) gerilimle yaptığı açı (ϕ) küçüldüğünden, güç katsayısı (cos ϕ) büyüktür. Motorda kullanılan daimi devre kondansatörünün kapasitesi, kalkış kondansatörüne göre küçük değerdedir. Boş çalışmada kondansatör geriliminin artış yapması da göz önüne alınarak, kalkış kondansatörünün gerilimi büyük (220 V luk şebekede V gibi) seçilir. Daimi devre kondansatörü sürekli çalışmaya uygun yapıda üretilmiştir. Daimi devre kondansatörlü motorlarda, motor boşta (yüksüz) çalışırken yardımcı sargının akımı, kayıplar ve kondansatör gerilimi artar. Motor yüklendikçe yardımcı sargı akımı azalır, ana sargı akımı artar. Boş çalışmada yüksek olan kayıplar ve kondansatör gerilimi azalır. Anma gücünde ya da anma gücüne yakın değerlerde ana ve yardımcı sargı akımları normal değerlerine ulaşır ve motor verimi büyük olur. Motor anma yükünün üzerinde yüklenirse yardımcı sargı akımı azalır fakat ana sargı akımı çok yükselir. Bu durumda kayıplar artacağından motor verimi düşer. Bu nedenle daimi devre kondansatörlü motorlar anma gücünde ya da anma gücüne yakın değerlerde çalışacak şekilde ayarlanmalıdır. Anma gücünde çalışan motorun güç katsayısı (cos ϕ) ve verimi çok iyidir. Ayrıca bu motorlar gerilim düşümlerinden az etkilenirler. Daimi devre kondansatörlü motorların kötü yanı, kalkış momentlerinin küçüklüğüdür. O 86

83 nedenle düşük kalkış momenti gerektiren (vantilatör, aspiratör gibi) ya da su pompası gibi kalkıştan sonra yüke binen yerlerde kullanılırlar. L ve T bağlantılı daimi devre kondansatörlü bir fazlı motorlar Küçük güçlü (0,03-1 HP gibi) motorlarda hız ayarı yapılabilen L ya da T bağlı asenkron motorlar kullanılmaktadır. L ve T bağlantıda, ana sargıya ek olarak hız ayar sargısı mevcuttur. Bu sargı ana sargıya eklenip çıkarılarak bu sargıya uygulanan sarım başına gerilim değiştirilir. L bağlantıda yardımcı sargı hız ayar sargısının ucuna paralel bağlıdır. T bağlantıda ise yardımcı sargı ana sargı uçlarına paralel bağlıdır. L ve T bağlantıda motor, ana sargısıyla çalıştırılırsa, anma hızı olan yüksek hızda, ayar sargısı tamamı devrede iken düşük hızda, ayar sargısı bir kısmı devrede iken orta hızda çalışmaktadır. Bunlar genellikle ev tipi vantilatör motorlarında kullanılmaktadır. 1 yavaş 2 3 orta hızlı hız ayar sargısı 1 yavaş 2 orta 3 hızlı hız ayar sargısı 220 V ana sargı yardımcı sargı 220 V ana sargı yardımcı sargı C D L sargılı, bir fazlı, daimi devre kondansatörlü motorun yapısı C D T sargılı, bir fazlı, daimi devre kondansatörlü motorun yapısı ilümin (ALI 12 Cu) kafes rotorlu daimi devre kondansatörlü bir fazlı motor Daimi devre kondansatörlü motorların kötü yanı kalkış momentlerinin küçük olmasıdır. Kalkış kondansatörlü ve çift kondansatörlü motorların ise kalkış momentleri iyidir. Ancak bu motorlarda merkezkaç anahtar ya da benzeri düzeneğin kullanılması gerekmektedir. Oysa daimi devre kondansatörlü motorun kalkış momentini iyileştirmek mümkündür. Bilindiği gibi asenkron motorların kalkış momenti, rotor direnciyle de doğrudan orantılıdır. Direnci büyük olan rotorların kalkış momenti büyük, kalkış akımı ise küçük olmaktadır. Genel yapı olarak üç ve bir fazlı kafes rotorlu asenkron motorların rotor kafesleri saf aliminyumdandır. Kullanılan saf alüminyumun analizi GD-AL99, 7H ve iletkenliği m/ωmm 2 ve özdirenci Ωmm 2 /m dir. Rotor kafesi yapımında saf alüminyum yerine direnci daha büyük (iletkenliği daha küçük) olan silümin kullanılabilir. ilüminin iletkenliği m/ω mm 2 ve özdirenci 0,066-0,055 Ω mm 2 /m dir. Görüldüğü gibi silüminin özdirenci alüminyumun yaklaşık iki katıdır. Kafes rotor yapımında, alüiminyum yerine silümin kullanıldığında rotor direnci iki kat kadar büyür. Rotor direncinin büyümesi motorun kalkış momentini artırıp kalkış akımını düşürür. Asenkron motorlarda genel rotor yapısı olan alümunyum kafes rotorlu daimi devre kondansatörlü motorların kalkış momenti, anma momentinin % 40 ı kadardır. Eğer silümin kafesli rotor kullanılırsa, kalkış momenti anma momentinin % 70 i kadar olur. O hâlde daimi devre kondansatörlü motorların rotorlarını silümin kafesli yapılarak kalkış momenti yükseltilebilir. ilümin kafesli rotorda rotor direnci büyüdüğünden kalkış akımı küçülmektedir. 87

84 ilümin kafes rotorlu motorların kalkış momenti yükselmesine karşın karşın, rotor direncinin büyümesiyle kayma hızı da büyür. Yani rotor hızı, alüminyum kafes rotorlu motordan daha az olur. Rotor bakır kaybı da artacağından motorun verimi biraz düşer. Çift kondansatörlü bir fazlı motorlar Bunlarda iki kondansatör kullanılmaktadır. Kalkış kondansatörü (C K ) kalkış süresince devrededir. Motor senkron hızının % değerine ulaşınca merkezkaç anahtar kontağı açılacağından kalkış kondansatörü devreden çıkar. Kalkışını tamamlayan motor, daimi devre kondansatörlü motor gibi çalışır. Kalkış kondansatörü (C K ) ile motorun kalkış momenti, daimi devre kondansatörü (C D ) ile motorun güç katsayısı (cos ϕ) ve verimi yüksektir. Çift kondansatörlü motorlar, en iyi kalkış ve işletme değerlerinin elde edildiği motorlardır. Kalkışını tamamlayan motorun çalışması ve özellikleri, daimi devre kondansatörlü motorun aynısıdır. 0 R I H U 2 I A U 1 Z 2 Z 1 C D : Daimi devre kondansatörü C K : Kalkış kondansatörü : Merkezkaç anahtar kontağı l A : Ana sargı akımı l Y : Yardımcı sargı akımı I H : Şebekeden çekilen akım C D Çift kondansatörlü, bir fazlı motorun yapısı I Y C K 5. Bir fazlı, kondansatörlü asenkron motorlarda klemens tablosu bağlantıları ve dönüş yönünün değiştirilmesi Bir fazlı asenkron motorların dönüş yönünü değiştirmek için yardımcı ya da ana sargıdan geçen akımın yönünü değiştirmek gerekir. Yardımcı sargıdan ya da ana sargıdan geçen akım yönü değiştirilirse statorda yaratılan manyetik döner alanın yönü de değişir. Aşağıdaki şekilde kalkış kondansatörlü motorun klemens kutusu ve devir yönünün değiştirilmesi gösterilmiştir. C K yardımcı sargı ana sargı AC 220 V sağa dönüş sola dönüş Kalkış kondansatörlü, birfazlı motorun klemens kutusu ve motorun devir yönünün değiştirilmesi için yapılması gereken bağlantılar 88

85 C D yardımcı sargı ana sargı AC 220 V sağa dönüş sola dönüş Daimi devre kondansatörlü, birfazlı motorun klemens kutusu ve motorun devir yönünün değiştirilmesi için yapılması gereken bağlantılar Yukarıdaki şekilde daimi devre kondansatörlü motorun klemens kutusu ve devir yönünün değiştirilmesi gösterilmiştir. Aşağıdaki şekilde çift kondansatörlü motorun klemens kutusu ve devir yönünün değiştirilmesi gösterilmiştir. C D C K yardımcı sargı ana sargı AC 220 V santrafüj anahtar sağa dönüş sola dönüş Daimi devre kondansatörlü, bir fazlı motorun klemens kutusu ve motorun devir yönünün değiştirilmesi için yapılması gereken bağlantılar Şekillerde ifade edilen sağa ve sola dönüşün anlamı şudur: ağa dönüş: Motorun mil ucuna karşıdan bakıldığında saat ibresi dönüş yönüdür. ola dönüş: Motorun mil ucuna karşıdan bakıldığında saat ibresi tersi dönüş yönüdür. 6. Motor tanıtım etiketindeki bilgilerin anlamları 1 ~ MOTOR: Bir fazlı motor TİP VM 90-4: Volt markalı motor, gövde büyüklüğü 90., kutup sayısı 4 TE: Kalite belgelidir. CE: Avrupa Birliği standartlarına uygundur. I: İşletme türü sürekli çalışmaya uygundur. IMB3: Yapı biçimi, ayaklı tip normal kapaklı motor IP55: Koruma türü, toz birikimine ve fışkıran suya karşı korumalı I.CL.F: argı yalıtım sınıfı F tipi 89

86 V-220: Anma çalışma gerilimi Hz-50: Anma çalışma frekansı A-7,3: Anma hat akımı kw-1,1: Anma gücü Cos ϕ-0,93: Anma güç katsayısı 1/min-1400: Dakikadaki devir sayısı CAP 30 µf 400 V: Daimi devre kondansatörünün kapasitesi ve gerilimi µF 250 V: Kalkış kondansatörünün kapasitesi ve gerilimi T 4239: Motorun uygun olduğu standartın numarası eri no: Motorun firma numarası ve üretim bilgilerini içerir. Örneğin Volt Elektrik firmasının etiketlerinde gibi bir numara bulunur. Buradaki ilk 6 basamaklı sayı motorun seri numarasıdır. Örnekteki rakamlara göre motorun seri numarası dır. 7., 8., 9., ve 10. basamaktaki rakamlar, motorun üretim yılıdır. on iki basamaktaki iki rakam, üretim yılı haftasıdır. Örnekteki rakamlara göre motor, 2002 yılı 29. haftasında üretilmiştir. Motor tipi Anma geriliminde çalışma değerleri Güç katsayısı Kalkış değerleri Kalkış Kalkış akımı momenti Devrilme momenti Kondansatör tart Daimi devre d/d d/d d/d Bir fazlı, kalkış ve daimi devre kondansatörlü motorların özellikleri 90

87 Motor tipi Güç Anma geriliminde çalışma değerleri Güç katsayısı Kalkış değerleri Kalkış akımı Kalkış momenti Devrilme momenti Daimi devre d/d Bir fazlı, daimi devre kondansatörlü motorların özellikleri 91

88 F. Üç fazlı asenkron motorlarda kullanılan sargılar 1. Temel bilgiler a. Tam kalıp sarımlar Tam kalıp sarımda oyuk sayısı kadar bobin kullanılır. Her oyukta iki bobin kenarı vardır. Bu bakımdan iki tabakalı sarım da denir. Oyuktaki bobinlerden ya da yan yana bobin gruplarından biri sağa diğeri sola doğru yönlenir. Bir bobinin sarım sayısı, oyuktaki iletken sayısının yarısıdır. arıma şekil vermek kolay ancak bobin bağlantıları ve sargı yalıtımı zordur. b. Yarım kalıp sarımlar Makine sargısı olarak da anılır. tatordaki oyuk sayısının yarısı kadar bobin kullanılır. Oyuktaki iletken sayısı bobinin sarım sayısıdır. Yan yana bobin gruplarından biri sağa ve diğeri sola yönlenir. Bir oyukta bir bobin kenarı bulunduğundan bir tabakalı sargıdır. arıma şekil vermek zordur. Ancak bağlantı ve sargı yalıtımı kolaylığı vardır. Türkiye de üretilen motorların çoğu yarım kalıp sarmlıdır. c. El tipi sarımlar Yarım kalıp sarıma benzer. Oyuk sayısının yarısı kadar bobin kullanılır. Bir tabakalı sarımdır. 2 kutuplu sarımlarda 3 kat, 4 ve 6 kutuplu sarımlarda 2 kat oluşur. Daha çok büyük güçlü motorlarda uygulanır. 2. Bobin adımı (tam adım ve kısaltılmış adım) Elektrik makinelerinde iki kutup arası elektriksel açı 180 dir. tator bobinajında bobin kenarları iki kutbun merkez eksenleri arasındaki oluklara yerleştirilirse, tam adımlı bobin kullanılmış olur. 180 elektrik açısı ya da tam adım, oluk sayısının (x) kutup sayısına (2P) bölünmesiyle ile bulunur. Eğer bobinin iki kenarı arasındaki elektrik açısı 180 den küçük alınırsa buna kısaltılmış adımlı bobin denir. Kısaltılmış adımlı bobinde indüklenen gerilim, tam adımlı bobinde indüklenen gerilimden küçük olur. Kısaltılmış adımda kullanılan iletken boyu ise küçülür. tator bobinajında bobin grupları, kademesiz (düz) kalıplarla ya da kademeli kalıplarla hazırlanabilir. Kademesiz kalıplarda hazırlanan her bobin eşit adımlıdır. Kademeli kalıplarda hazırlanan her bobin ise farklı adımlardadır. 92

89 3. Üç fazlı asenkron motorların uygulamada karşılaşılan sarım şemaları Uygulamada karşılaşılan üç fazlı asenkron motorların statorları çoğunlukla 24 ya da 36 oyukludur. Aşağıdaki şekillerde Volt Elektrik firması tarafından üretilen çeşitli motorların sarım şemaları verilmiştir. 24 oyuklu, 2 kutuplu, üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şeması (Volt Elektrik) 36 oyuklu, 2 kutuplu, üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şeması (Volt Elektrik) 24 oyuklu, 4 kutuplu, üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şeması (Volt Elektrik) 93

90 36 oyuklu, 4 kutuplu, üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şeması (Volt Elektrik) 36 oyuklu, 4 kutuplu, üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım şeması (Volt Elektrik) 36 oyuklu, 6 kutuplu, üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şeması (Volt Elektrik) Y x 9 (1-10), C 3, α oyuklu, 4 kutuplu, üç fazlı asenkron motorun tam kalıp sarım şeması (Volt Elektrik) 94

91 G. Üç fazlı asenkron motorların elektriksel değerleri Motor tipi Anma geriliminde çalışma değerleri Güç katsayısı Kalkış değerleri Kalkış Kalkış akımı momenti Devrilme momenti Üç fazlı motorların elektriksel değerleri (Volt Elektrik) 95

92 Ğ. İki devirli asenkron motorlar 1. Temel bilgiler Asenkron motorların devir sayısı stator sargılarının kutup sayısına ya da motora uygulanan gerilimin frekansına göre değişir. Frekans sabit ise, değişik devir hızları ya farklı kutup sayılı ayrı sargılardan ya da aynı sargıda yapılan farklı kutup sayılı bağlantıdan elde edilir. İki devirli motorları iki gruba ayrımak mümkündür: a. İki ayrı sargılı, iki devirli motorlar b. Bir sargılı, iki devirli motorlar a. İki ayrı sargılı, iki devirli motorlar Aynı stator oluklarına birbirinden bağımsız, farklı kutup sayılı iki ayrı sargı sarılırsa, iki sargılı, iki devirli motor yapılmış olur. Böyle bir motorda, hangi sargıya üç fazlı gerilim uygulanırsa o sargıya ait kutup sayısına uygun devir hızı elde edilir. Bu tip sarımlarda, sargının yıldız ya da üçgen bağlantısı stator içinde yapılır. Klemens kutusuna her sargıya ait üçer uç çıkarılır. Örneğin 6/4 kutuplu iki sargılı, iki devirli motor için, 6 kutuplu sargı uçları 6U - 6V - 6W, 4 kutuplu sargı uçları 4U - 4V - 4W şeklindedir. İki sargılı, iki devirli motorlar ekonomik değildir. Çünkü bir sargı için düşünülmüş stator oluklarına iki ayrı sargı yerleştirilmektedir. Dolayısıyla bir sargılı iki devirli motorlara göre daha küçük güç elde edilir. Başka bir deyişle bir sargılı iki devirli motorlardan, iki ayrı sargılı iki devirli motorlara göre daha büyük güç alınır. İki sargılı, iki devirli motorların üretimi sınırlıdır. b. Bir sargılı, iki devirli motorlar Bir sargılı, iki devirli motorlar iki gruba ayrılır: I. Dahlender sargılı motorlar II. PAM sargılı motorlar I. Dahlender sargılı motorlar Tasarımı ve bağlantıları kolaydır. Bu bağlantı türünde kutup sayıları oranı 1/2 dir. Yani 4/2 kutuplu ya da 8/4 kutuplu gibi. Eğer bir sargıdan birbirinin katı iki değişik kutup sayısı elde edilecek bir bağlantı yapılmışsa, buna dahlender bağlantı denir. Dahlender bağlantıda sargı, küçük devir sayısı için yani büyük kutup sayısına göre tasarlanır. Her faz sargısının orta uçları bulunur. Faz sargıları giriş uçları 1U - 1V - 1W, orta uçlar 2U - 2V - 2W ile işaretlenir. Klemens kutusuna 6 uç çıkarılır. Dahlender faz grupları bağlantısı 4/2 kutuplu dahlender bağlantıda her fazın 2 bobin grubu vardır. Yandaki a şeklinde faz gruplarının 4 kutuplu bağlantısı, b şeklinde ise 2 kutuplu bağlantısı gösterilmiştir. giriş orta uç çıkış orta uç girişi a. 2P 4 kutuplu bağlantı b. 2P 2 kutuplu bağlantı 4/2 kutuplu dahlender bağlantının bir faz grubunun bağlantısı 96

93 giriş ucu A orta uç giriş ucu A orta uç a. 2P 8 kutuplu bağlantı b. 2P 4 kutuplu bağlantı 8/4 kutuplu dahlender bağlantının bir faz grubunun bağlantısı 8/4 kutuplu dahlender bağlantıda her fazın 4 bobin grubu vardır. Üstteki a şeklinde faz gruplarının 8 kutuplu bağlantısı, b şeklinde ise 4 kutuplu bağlantısı gösterilmiştir. Dahlender bağlantıda faz grupları giriş uçları, 1U - IV - 1W ile orta uçlar 2U - 2V - 2W ile işaretlenir. Her faz grubundaki üçüncü (A) uçlar, stator içerisinde yıldız ya da üçgen bağlamada kullanılır. Dahlender motorun klemens kutusunun bağlantısı Dahlender bağlantılı sargıların uçları, klemens tablosunda yandaki şekildeki gibi bağlanır. Dahlender bağlantıda yandaki şekildeki gibi motorun her iki hızdaki dönüş yönü aynı olmalıdır. Aynı dönüş yönünü elde edebilmek ve klemens kutusunda 2U - 2V - 2W uçlarını aynı sırada bağlayabilmek için faz gruplarının a. Düşük hızlı bağlantı b. Yüksek hızlı bağlantı orta uçlarının işaretlerinde iki fazda değişiklik yapılmalıdır. Örneğin, 1U birinci fazın orta ucu 2U yerine 2W, 1W üçüncü fazın orta ucu 2W yerine 2U gibi. Bu değişiklik yapılmışsa yandaki şekilde gösterilen motor her iki hızda da aynı yönde döner. Dahlender sargılı motorlar tam kalıp sargılıdır. Yarım kalıp sargılı uygulamada küçük kutup sayılı (yüksek hızlı) çalışmada kuvvetli harmonikler (istenmeyen osilasyonlar) oluşmakta ve bu kuvvetli harmonikler motorun yol almasına olumsuz etki yapmaktadır. O nedenle yarım kalıp sargı uygulaması pek tercih edilmemektedir. Uygulamada en çok 4/2 ya da 8/4 kutuplu dahlender bağlı motorlar kullanılmaktadır. Dahlender motorlarda faz sargıları stator içerisinde üçgen bağlıdır. Faz sargılarının giriş uçlarına (1U - 1V - 1W) üç fazlı gerilim uygulandığında sargılar seri üçgen bağlanır ve büyük kutup sayısıyla düşük hız elde edilir. 1U - 1V - 1W uçları köprülenerek faz sargılarının orta uçlarına (2U - 2V - 2W) üç fazlı gerilim uygulandığında ise sargılar paralel yıldız bağlanır ve küçük kutup sayısıyla motor yüksek hızda döner. giriş 97

94 eri üçgen - paralel yıldız ( - ) bağlantı ve sarım şemaları Dahlander sargılı motorlarda en çok uygulanan bağlantıdır. Her iki hızda motorun gücü ve akımı değişir. Yüksek hızda güç büyüktür. Pistonlu pompalarda, kompresörlerde, bant konveyörlerinde vb. çok kullanılır. 24 oyuklu, 4/2 kutuplu, dahlender sargılı asenkron motorun sarım şeması (Volt Elektrik) 24 oyuklu, 2P 4 kutuplu, seri üçgen, düşük hızlı bağlantı (Volt Elektrik) 24 oyuklu, 2P 2 kutuplu, paralel yıldız, yüksek hızlı bağlantı (Volt Elektrik) 98

95 36 oyuklu, 4/2 kutuplu, - bağlantılı, dahlender sargılı asenkron motorun sarım şeması ve klemens kutusunun bağlantısı (Volt Elektrik) 24 oyuklu, 8/4 kutuplu, - bağlantılı, dahlender sargılı asenkron motorun sarım şeması (Volt Elektrik) 99

96 36 oyuklu, 8/4 kutuplu, - bağlantılı, dahlender sargılı asenkron motorun sarım şeması (Volt Elektrik) eri yıldız - paralel yıldız ( - ) bağlantı ve sarım şemaları Dahlender sargılı motorlarda uygulanan diğer bir bağlantıdır. tator içerisinde her faz grubu bağlantısının çıkış uçları birleştirilerek yıldız ( ) bağlantı yapılır. Bu bağlantıda motor gücü ve momenti devir sayısıyla orantılı değişir. eri yıldız - paralel yıldız ( - ) bağlantılı motorlara değişik momentli dahlender sargılı motorlar denir. Vantilatör, körük, santrafüj pompaları vb. yerlerde tercih edilen bağlantıdır. a. 2P 8 (düşük hız) b. 2P 4 (yüksek hız) 36 oyuklu, 8/4 kutuplu, - bağlantılı, dahlender sargılı asenkron motorun sarım şeması (Volt Elektrik) 100

97 II. PAM (pole amplitude modulation, kutup genliği modülasyonu) sargılı motorlar PAM sargı, dahlender sargının özel bir tipidir. Tasarımı ve sarılması daha zordur. Dahlander sargıda hız oranı 1/2 iken, PAM sargıda birbirinin katı olmayan ve ardışık hızlı 2 hatta 3 hızlı olabilir. Örneğin 6/4, 8/6, 10/8 kutuplu gibi. PAM sargılı motorlarda sincap kafesi şeklindeki rotorlar kullanılır. PAM sargıda stator faz sargılarının bir yarısında akım yönleri değiştirilerek kutup sayısı değiştirilir. Yandaki şekillerde bu yöntem 8/6 kutup örneğini göstermektedir. PAM sargıda, sargının tasarımı büyük kutup sayısına göre yapılır. Ancak sargının bağlantısı değiştirilerek istenilen küçük kutup sayısı da elde edilir. Tasarımı zor olmasına karşın, ayrı sargılı çok devirli motorlara göre bir sargıdan daha büyük güç elde edilebildiğinden tercih edilen sargı çeşididir. Yandaki şekilde 36 oyuklu statora uygulanan 8/6 kutuplu PAM sargının şeması ve klemens bağlantısı verilmiştir. Her iki kutup sayısında bağlantı, üçlü paralel yıldızdır. 6U- 6V-6W uçları köprülenip, 8U- 8V-8W uçlarına üç faz uygulandığında büyük kutup sayısıyla düşük hız, 8U-8V-8W köprülenip, 6U- 6V-6W uçlarına üç fazlı şebeke gerilimi uygulandığında ise küçük kutup sayısıyla yüksek hız elde edilir. m 3, 2P 8/6, x 36, a 3 2P 8 (düşük hız) 8/6 kutuplu PAM sargıda kutuplaşmanın prensibi 2P 6 (yüksek hız) 36 oyuklu, 8/6 kutuplu, üçlü paralel yıldız bağlantılı PAM sargı şeması ve klemens kutusundaki uçların bağlantısı 101

98 H. İki devirli, dahlender sargılı, üç fazlı asenkron motorların elektriksel değerleri Motor tipi Anma geriliminde çalışma değerleri GERİLİM Güç katsayısı Kalkış değerleri Kalkış akımı Kalkış momenti Devrilme momenti İki devirli, dahlender sargılı, üç fazlı motorların elektriksel değerleri (Volt Elektrik) 102

99 I. Üç fazlı motorlarda sigorta ve besleme kablosu seçimi Cos ϕ 103

100 İ. Üç fazlı motorlar için termik aşırı akım rölesi ve sigorta seçim çizelgesi igorta değerleri Motorun anma gücü 1500 d/d anma akımı Termik aşırı akım rölesinin ayarlanma sınırları Otomatik sigorta Normal Gecikmeli Bıçaklı sigorta 104

101 J. Üç fazlı motorlar için değişik markalı kontaktörlerin seçim çizelgesi 105

102 K. Asenkron motorlarda ortaya çıkan kayıplar 1. tator sargılarının bakır kayıpları tator sargılarından geçen akımın oluşturduğu, I 2.R denklemiyle hesaplanabilen kayıptır. Başkabir deyişle bu kayıplar sargılardan geçen akımın karesine ve sargıların etkin (omik) faz direncine bağlıdır. Bakır kayıpları ısı olarak ortaya çıkar. Kaliteli bakır ile sarılmış motorların bakır kaybı daha az olmaktadır. 2. tator demir kayıpları tator sac paketinde oluşan ısı kayıplarıdır. Manyetik nüvedeki histerisiz ve fuko kayıplarının toplamıdır. Bu kayıplar sabit olup yüke göre değişmez. Üretimde kullanılan sacın özelliği, sacın kalınlığı, sac paketin büyüklüğü ve stator sargılarına uygulanan gerilimin frekansına (şebeke frekansı) bağlı olarak değişim gösterir. 3. Rotor bakır kayıpları Rotor çubuklarından ya da sargılı rotorlarda sargılardan geçen akımın yarattığı I 2.R denklemiyle hesaplanan kayıplardır. incap kafesli rotorların R etkin (omik) direnci, sargılı rotorların direncinden küçüktür. O nedenle sincap kafesli rotorların rotor bakır kaybı sargılı rotorların rotor bakır kaybından küçük olmaktadır. Rotor demir kayıpları ihmal edilebilir seviyededir. Çünkü dönen rotorda indüklenen gerilimin frekansı çok küçüktür. 4. ürtünme ve rüzgâr kayıpları Dönen makinelerde oluşan sabit kayıplardır. Yataklarda ve pervanede ısı şeklinde ortaya çıkarlar. Motordaki stator demir kaybı ile sürtünme kayıplarının toplamı sabit kayıplardır. Bu kayıpların motor yüküyle ilgisi yoktur. Boşta yüksüz olarak çalışan motorun çektiği güç, tamamen kayıp güçtür. Bu güç, sabit kayıplarla boştaki stator bakır kayıplarının toplamı kadardır. Akım küçük olduğundan rotor bakır kayıpları ihmal edilebilir. Asenkron motorlardaki kayıplar ve güç dağılımı yandaki şekildeki gibi gösterilebilir. tator bakır kaybı tator demir kaybı Şebeke Motorun şebekeden çektiği güç (giriş gücü) Rotor bakır kaybı Rotora aktarılan güç (rotor giriş gücü) ürtünme ve rüzgâr kaybı Rotorda oluşan toplam mekanik güç Motordan alınan güç (çıkış gücü) Asenkron motorlarda güç ve kayıpların dağılımı 106

103 L. Asenkron motorlarda güç, döndürme momenti ve verim Asenkron motor şebekeden P 1 gücünü alır ve milinden P 2 mekanik gücünü verir. Kayıp güç (P V ) iki güç arasındaki fark olup motorda ısıya dönüşür. Motorun şebekeden çektiği güç: Bir fazlı motorlarda, P 1 V.I.Cosϕ Üç fazlı motorlarda, P 1 3.V.l.Cosϕ dir. Denklemlerde, V: Motora uygulanan şebeke gerilimi I: Motorun şebekeden çektiği hat akımı Cosϕ: Motorun güç katsayısı P 1 : Motorun şebekeden çektiği toplam güçtür. Motorun verimi, milden alınan gücün şebekeden çektiği güce oranı olup, % η P2 P 1 denklemiyle hesaplanır. İki güç arasındaki fark kayıp güç olup, Pv P 1 - P 2 denklemiyle bulunur. Her motorun etiketinde yazılı olan anma değerleriyle, motorun anma yükünde şebekeden çektiği gücü ve motorun anma verimini hesaplayabiliriz. Örnek 1: Etiketinde 3 kw, 50 Hz, üçgen 380 V, 6,9 A, 1400 d/d, cos ϕ 0,81 değerleri olan üç fazlı asenkron motorun anma verimini ve anma yükündeki kayıp gücünü bulunuz. Çözüm Motorun anma yükünde şebekeden çektiği güç, P 1 3.V.l.Cosϕ 1, ,9.0, W 3,68 kw Motorun anma yükü, P 2 3 kw 3000 W Motorun anma verimi, % η P 2 P ,82 % 82 Anma yükündeki kayıp güç P V P 1 - P W olur. Örnek 2: Etiketinde 220 V, 50 Hz, 2,2 kw (3 HP), 2870 d/d, 13,7 A Cos ϕ 0,94 yazılı bir fazlı asenkron motorun anma verimini ve anma yükündeki kayıp gücünü bulunuz. 107

104 Çözüm Motorun anma yükünde şebekeden çektiği güç, P 1 V.I. Cosϕ ,7.0, W Motorun anma yükü, P 2 2,2 kw 2200 W Motorun anma verimi, % η P 2 P ,78 % 78 Anma yükündeki kayıp güç, P V P 1 - P W olur. Motorların etiket bilgilerinden anma yüklerindeki döndürme momentini de bulabiliriz. Döndürme momenti (M), M n P 2 denklemiyle bulunur. Denklemlerde, M: Döndürme momenti (Newtonmetre, Nm) P 2 : Motorun anma gücü (kw) n: Rotor anma hızı (d/d) dır. Örnek 3: Örnek 1 deki motorun anma yükündeki döndürme momentini bulunuz. Çözüm P 2 3 kw, n 1400 d/d P M n M 20,46 Nm 1 kgm 9,8 Nm. Bu yaklaşık 10 Nm olarak alınabilir. 20,46 Nm 2,04 kgm 204 kg-cm dir. Verim, motorun yüküyle değişir. Pratikte bir motorun tam anma değerinde çalıştırıldığı pek görülmez. Önemli olan motorun gerçek yüklenmesindeki verimidir. Anma yüküne yakın değerlerdeki yüklerde, motorun verimi az değişir. Motor yükü azaldıkça yani küçük yüklerde verim oldukça düşer. Motorları anma gücünden küçük yüklerde kullanmaktan kaçınmalıdır. Kabul edilebilir minimum yük gücü, motor anma gücünün % 70 kadarı olmalıdır. Asenkron motorlarda kayma hızı büyüdükçe verim düşer. Aynı güçte ve aynı kutup sayısında iki motordan düşük kayma hızlısı daha büyük verimli olur. Elektronik devreli hız kontrol cihazlarıyla hız ayarında motor hızı azaldıkça verim küçülür. Örneğin hız senkron hızın yarısına düşürülürse verim % 50 kadar azalır. Motorun verimi hızdaki azalma oranına yaklaşık değerde azalır. Asenkron motorlarda kutup sayısı ya da devir sayısı da verimi etkiler. Kutup sayısı büyüdükçe ya da devir sayısı küçüldükçe verim küçülür. incap kafesli rotorlu motorların verimi sargılı rotorlu motorların veriminden yüksektir. 108

105 M. Asenkron motorların hızının frekans ayarlama cihazlarıyla ayarlanması 1. Temel bilgiler Bazı iş makinelerinin çalıştırılmasında geniş sınırlar içinde ve kullanıcının denetiminde hız ayarı istenmektedir. incap kafesli rotorlu asenkron motorlarda hız ayarı için motora uygulanan gerilimin frekansını değiştirmek gerekir. Bu amaçla frekans çeviriciler (hız kontrol cihazları) yapılmıştır. Hız kontrol cihazları üç fazlı asenkron motorlarda kullanılır. Bir fazlı, kondansatörlü asenkron motorlarda frekans değiştirerek hız ayarı yapılamaz. Frekans değişimi kondansatör devresinin reaktansını (X L ) değiştireceğinden yardımcı sargı devresinin özelliği değişir. 2. Frekans çeviriciler (hız kontrol cihazları) Değişken frekans, yıl evvel motor - jeneratör gruplarından elde edilmekteydi. Günümüzde ise yarı iletken devre elemanlarıyla aynı işlem yapılabilmektedir. Ara devreli frekans çeviricilerde şebeke gerilimi doğrultmaçlarla doğrultulur. Doğrultulan gerilim filtre edilerek düzleştirilir. Düzleştirilen DC, üç fazlı dalgalayıcı ile PWM (pulse width modulation, darbe genişlik modülasyonu) yöntemiyle motoru besleyecek değişken frekanslı üç fazlı AC ye çevrilir. Asenkron motorların stator sargılarında oluşturulan manyetik akının değeri bütün yüklerde gerilimle doğru, frekansla ters orantılıdır. Anma gerilim ve anma frekansında çalışan motorun momenti anma değerindedir. Gerilim sabit tutularak frekans azalırsa manyetik akı artar. Frekans artırılırsa manyetik akı azalır. Motorun döndürme momenti, faydalı akının karesiyle orantılıdır. Bir motorun anma döndürme momentinde çalışması durumundaki manyetik akı değeri anma manyetik akısıdır. Motorun farklı devir hızlarında anma momentiyle çalışabilmesi ancak anma manyetik akısında çalıştırılırsa mümkündür. Motorun gücü ise devir hızı ve momentin çarpımıyla orantılıdır. Yani güç, hız ve moment değerine bağlı olarak değişir. Gerilim sabit tutularak frekans azaltılırsa, manyetik akı artarak doymaya girer. Bu nedenle frekansla beraber gerilimin de düşürülmesi zorunludur. Akı bağıntısına göre, hava aralığı akısının ve döndürme momentinin sabit kalması için gerilim - frekans oranı (k V/f) sabit tutulmalıdır. Frekans çeviricinin çıkış gerilimi frekansa doğrudan orantılı olarak ayarlanmalıdır. Bu oran çok düşük frekanslarda yetersiz kalır. Hava aralığı akısı ve döndürme momenti çok düşer. Bu sakıncayı önlemek için düşük frekanslarda gerilim biraz artırılır. Böylece düşük frekans bölgelerinde aşırı uyarma önlenir ve motor anma momentini verebilir. Dolayısıyla frekans çeviricilerle yol vermede motorun kalkış sorunu yoktur. Düşük frekansla çalışmada hız azaldığından soğutma pervanesinin soğutması yetersiz kalır ve motor çok ısınır. Bu bakımdan azalan frekanslardaki çalışmada motor dışardan bir tahrikle (elemanla) soğutulmalıdır. Motorların sargı yalıtımları, mekanik düzenleri, anma gerilim ve diğer anma değerlerine göre tasarlanarak yapılmıştır. Pratikte motor, anma gerilim değerinin üzerinde çalıştırılmaz. Anma frekansından sonra frekans artışı sürdürülürse gerilim sabit tutulur. Gerilim-frekans sabit oranı (k V/f) bozulur. Artan frekansta manyetik akı ve döndürme momenti giderek azalır. Buna karşın hız arttığından güç sabit kalır. Artan frekanslarda, anma hızının üzerindeki hızlarda motor anma momenti ile yüklenemez. Artan frekanslarda demir kayıpları, hızın yükselmesinden dolayı da sürtünme ile rüzgâr kayıpları artar. onuç olarak kayıplar arttığından motorun verimi de düşer. Özet olarak, frekans çeviricilerle anma frekansının üzerindeki frekanslardaki çalışmada motor 109

106 veriminin ve momentinin düşeceği bilinmelidir. Bu durum dikkate alınarak iş için gereken motor gücü belirlenen gücün bir üst değerde seçilmelidir. Çok yüksek frekanslardaki çalışmada 50 Hz ya da 60 Hz frekansa göre tasarlanmış standart motorlarda bazı olumsuzluklarla karşılaşılabilir. Değişken momentli yüklerdeki çalışma Fan ve pompa yükü, değişken moment yüküdür. Fan ve pompaların kontrolünde klasik yöntem, basınç ya da debinin ayarlanmasıdır. Bu sistemde göze çarpan nokta fazlası basılmış suyu ya da üflenmiş havayı geri döndürerek kontrol yapılmasıdır. Günümüzde çok önemli kavramlardan birisi de enerjinin verimli kullanılması yani enerji tasarrufu sağlanmasıdır. Elektronik devreli hız kontrol cihazlarının kullanım alanları sürekli olarak artmaktadır. Bu cihazların kullanılmasıyla elektrik enerjisinden daha verimli faydalanmak mümkündür. Fan ve pompa uygulamalarında hız kontrol cihazları kullanarak motor hızının ayarıyla basınç ya da debi kontrolü yapılabilir. Değişken moment yüklerinde hızın karesiyle orantılı moment talebi vardır. Hız 1/2 kat düşerse karesel orantıdan dolayı moment 1/4 kat azalmaktadır. Hız kontrol cihazlarında düşünülen standart inverter mantığında, V/f sabit ilkesidir. Bu ilke, sabit moment yükleri için uygundur. Örneğin 400 V, 50 Hz motor için rotor devri % 50 değerine düşürmek istendiğinde frekans ve gerilimi 1/2 değerine yani f 25 Hz, V 200 V değerlerine düşürmek gerekir. Değişken moment yükleri için V sabit gerilim, frekans üssü 1,5 ile orantılı ilkesi 3 2 f kullanılır. Bu ilkeye uygun fonksiyonları olan hız kontrol cihazları mevcuttur. Bu durumda 400 V, 50 Hz motor için rotor devrinin 1/2 değerine karşılık, frekans 25 Hz, gerilim 141 V. olur. Değişken momentli yüklerde bu gerilim değerinde sistemin verimli çalışması sağlanır. Gerilim, frekans üssü 1,5 ile orantılı prensibi hız kontrol cihazının yazılım gücüyle (mikro işlemciyle) sağlanmaktadır. Hız kontrol cihazı seçimi Ekonomik nedenlerle, küçük ve orta güçlerde değişken frekansla besleme için standart motorlar kullanılır. Hız kontrol cihazları genel olarak, V AC bir faz girişli ya da V AC üç faz girişli olarak yapılırlar. Cihazın çıkış gerilimleri, anma değerleri, giriş gerilimlerinin değeridir. Çıkış gerilimleri hız kontrol cihazının dalgalayıcısında anma değerleri üzerine artırılabilir. Giriş gerilimi bir faz 220 V, 50 Hz li cihazın çıkış geriliminin anma değeri, üç faz 220 V, 50 Hz dir. Bu tür cihaz ile etiketinde üçgen 220 V / yıldız 380 V, 50 Hz yazılı motorlar üçgen bağlı olarak çalıştırılır. Bu tür motorların klemens bağlantısı yıldız şeklindedir. Yıldız köprüsü sökülerek üçgen bağlantı köprüleri yapılmalıdır. Giriş gerilimi, üç faz 380 V, 50 Hz li olan cihazın çıkış gerilimi anma değeri üç faz 380 V, 50 Hz dir. Bu cihaz ile etiketinde üçgen 220 V / yıldız 380V, 50 Hz yazılı motorlar yıldız bağlı olarak, etiketinde üçgen 380 V yazılı motorlar, üçgen bağlı olarak çalıştırılır. Hız kontrol cihazlarında aşırı yük, aşırı akım, düşük ve aşırı gerilim, aşırı sıcaklık, kısa devre vb. gibi korumalar mevcuttur. Bu sayede bir arıza anında cihaz devre dışı kalacağından cihazın ve motorun koruması gerçekleşir. 110

107 N. Asenkron motorların işletme yerlerine montajı ve çalıştırmada dikkat edilmesi gereken hususlar 1. Motorların işletme yerine montajı İşletmeye alınmayıp bir süre bekletilecek motorların bekletildiği yerler kapalı, temiz, titreşimsiz, nemsiz iyi havalandırılmış olmalıdır. Uzun süre çalıştırılmadan bekletilen motorun sargı yalıtım dirençleri kontrol edilmelidir. Ölçülen yalıtım direnci 1 megaohmdan büyük olmalıdır. Eğer yalıtım direnci 1 megaohmdan küçük ise motor 80 C sıcaklıktaki ortam kurutulmalıdır. Bir motorun ömrü, yalıtım sisteminin ömrü ve yatakların ömrüne bağlıdır. Yatakların ömrünü etkileyen önemli etken motorun tahrik edilecek (çalıştırılacak) makineyle aynı eksende bulunup bulunmamasıdır. Küçük bir eksen kaçıklığının yaratacağı salgı, yatakları kısa sürede bozar ve motorda güç kayıpları oluşur. Motorlar, düz ve titreşimsiz bir ortama kurulmalı, ayaklar tam oturmalıdır. Ayakların hizalanmamasına ayak boşluğu ya da aksak ayak olarak ifade edilir. Flanşlı motorlarda merkezlemenin çok iyi yapılması ve bağlantı civatalarının eşit kuvvetlerle sıkılması şarttır. Rotorlar mil ucundaki yarım kama ile balanslanmıştır. Aktarma elemanlarının da yarım kama ile dengelenmesi gerekir. Kasnak, kaplin ve başka aktarma elemanlarının montajı esnasında, yatakları bozacak darbe ve zorlamalar yapılmamalıdır. Aktarma elemanlarını hassasiyetle takabilecek düzen ve aparatların bulunmaması hâlinde, en çok 80 kadar ısıtılıp takılması uygun olur. Eğer bir kayış tahriki kullanılıyorsa motor raylar üzerine kurulmalı ve kayış gerdirmesi doğru ayarlanmalıdır. Kayışlar gevşek ise aşırı titreme ve ısınma oluşur. Kayışlar çok gerilirse yataklardaki sürtünme artar ve yine ısınma meydana gelir. Kayış ve kasnak ayarları çok dikkatle yapılması gereklidir. Motorlar, termoplastik malzemeden yapılmış ve arka mile bağlı pervane yardımıyla dış yüzeyden soğutulur. oğutucu havanın emilmesi ve dış yüzeyden geçişi engellenmemelidir. Ortam sıcaklığı artışından etkilenmemesi için motorların duvarlara, ısı kaynaklarına yakın yerlere kurulmaması gerekir. Kontrol ve bakım yönünden motorlar, kolay erişebilir ve rahat çalışabilecek yerlere kurulmalıdır. Açık ortamda çalıştırılacak motorlar iklim koşullarına, yağmura, doğrudan gelen güneş ışınlarına karşı korunmalıdır. 111

108 O. Motorların şebekeye bağlanmasında kullanılacak kabloların kesitlerinin belirlenmesi Motorların şebeke bağlantısı için kullanılacak kablo kesitleri, kablodan geçecek akıma uygun olmalı ve tesis hattında % 3 ten fazla (380 V luk şebekede 11,4 V) gerilim düşümü meydana getirmemelidir. Kablo cinsi Gerilim Damar sayısı Kesit (mm 2 ) Döşenme şekli Boru içinde bir ya da daha fazlakablo PVC N ve F tipi kablolar Havada Havada asgarî (en az) kablo çapı aralığı ile döşenmiş kablolar A A A Kablo üreticisi firmaların katologlarında her çeşit kablo için maksimum akım değerleri çizelgeler hâlinde verilir. Yandaki çizelgelerde N, F ve Y tipi kablolarının akım taşıma kapasiteleri verilmiştir. Kablo cinsi Gerilim Damar sayısı Kesit (mm 2 ) Döşenme şekli Y tipi kablolar 112

109 Aşağıdaki çizelgede ise kabloların değişik güçlerde % 3 gerilim düşümünü aşmayacak biçimde kullanılabilecekleri maksimum uzaklıkları gösteren çizelgeye yer verilmiştir. Güç (kw) 0,6/1 kv yalıtkanlı kabloların standart güçleri taşıyabilecekleri maksimum uzaklık (m) 380 V, gerilim düşümü < % 3 Cos ϕ 0,90 olarak alınmıştır. Gerilim düşümü kontrolü hesaplamayla yapılabilir ya da yukarıdaki çizelge kullanılarak kontrol edilebilir. Motor tesisatlarında topraklama mutlaka yapılmalıdır. Topraklama iletkeni bağlantı yeri motorun klemens kutusu içinde toprak işaretiyle gösterilen bağlantı vidasıdır. Topraklama iletkeni olarak bir fazlı motorlarda şebeke bağlantı kablosunun üçüncü iletkeni, üç fazlı motorlarda ise şebeke bağlantı kablosunun dördüncü iletkeni (sarı-yeşil renkli) kullanılır. 113

110 Ö. Asenkron motorlarda oluşan arızalar Asenkron motorlarda yatak, hatalı eksenel ayarlama, stator, rotor, kondansatör ve merkezkaç anahtar (mekanizma) arızaları çok görülür. 1. Yatak arızaları Yataklar genelde sürtünme, uygun olmayan ya da aşırı yağlama, eksik gresleme, yağ akması, aşırı yükleme, balanslı (dengesiz) rotor kullanılması, gevşek ya da gergin kayışlar vb. gibi durumlarda görülen arızalardır. Bu arızalar sonucu aşırı ısınma ya da titreşimler oluşur. Isınma aynı zamanda stator sargılarında empedans dengesizliklerine yol açar. Motorun verimi düşer. Enerji tüketimi artar. ürtünme ve titreşim, yatakların ömrünü de azaltır. Yataklar düzenli olarak kontrol edilmeli gres ya da yağ ön görülen sürede değiştirilmelidir. Kapalı rulman kullanılan motorlarda rulmanlarda gres değişimi yapılmaz. Bozulan rulmanlar yenisiyle değiştirilir. 2. Hatalı eksenel ayarlamalar Kaplinlerde ve kayışlarda hatalı montaj, motor yataklarına aşırı yük binmesine ve sürtünmenin artmasına neden olur. Ayak boşluğu (aksak ayak), motorun zemine bağlantısında, ayakların aynı düzlemde olmamasından dolayı ortaya çıkar. Aksak ayak motorda mekanik gerilme, titreme ve sürtmenin artmasına ve gövde ayaklarının kırılmasına neden olur. Hatalar motor yataklarının ömrünü kısaltır. Isınma artar. Verim düşer. Enerji tüketimi artar. 3. tator arızaları Uygulamada gözlenen sorunların bazıları şunlardır: a. argı yalıtımının bozulması Motorun uzun süre nemli ve kimyasal ortamda bulunması sonucu yalıtımı bozulabilir. argılarda ölçülen yalıtım direnci 1 megaohmdan büyük olmalıdır. Bu değer küçükse sargılar kurutulmalıdır. arımların oluk çıkışları kritik (tehlike oluşturabilen) noktalardır. arımların kıvrıldığı bu noktalarda yalıtım zayıflığı görülebilir. b. argılarda kirlilik argılara nemi de içeren kirlilik ve gres bulaşması, sarımlar arasında yalıtım zayıflığına neden olabilir. Bu durum motorun ısı atma yeteneğini azaltır. Kullanım ömrünü kısaltır. Periyodik bakımlarla temizleme işlemleri yapılmalıdır. c. argı kopukluğu argının kendisinde ya da daha çok bağlantıların yapıldığı kaynak yerlerinde kopukluk meydana gelebilir. Bu durumda kopuk faz sargısından akım geçmeyeceğinden motor çalışamaz. Şebekeden fazla akım çeker. Uğultu yapar ve ısı artar. ç. argı kısa devresi Bobinlerin kendi sarımları arasında ya da bobinler arasında kısa devre oluşabilir. Bu arızada, motor fazla akım çeker. Isı hızla artar. Motor koruması iyi yapılmamışsa sargı yanar. 114

111 d. Gövde kaçağı argının stator sac paketine temas yerlerinde yalıtım bozukluğu sonucu gövde kaçağı oluşabilir. Motor fazla akım çeker. Güç düşer. Devir azalır. Isı artar ve gürültülü çalışma olur. Gövde kaçağı oluşması hâlinde motorda topraklama yapılmışsa koruyucular devreyi açar. Topraklama yapılmamışsa can güvenliği yönünden tehlike meydana gelir. e. Üç fazlı gerilimin dengesiz koşulları Motora uygulanan üç fazlı şebekenin faz gerilimleri arasındaki düzensiz farklılık düşük ve yüksek voltaj koşulları oluşturur. Bu durum motorun sıcaklığını artırır. Performansını olumsuz etkiler. Verim düşer. Faz gerilimleri arasında % 3,5-4 kadarlık voltaj dengesizliği sıcaklığı % 25 kadar artırabilir. f. Dengesiz empedans Hatalı bağlantılardan dolayı oluşan dengesiz empedans sonucu faz akımları farklılığı motordaki sıcaklığı artırabilir. Hem voltaj hem empedans dengesizliğinde yüksek voltaj, düşük empedans fazı aşırı akım çeker. Aşırı akım çeken sargının sıcaklığı artar. ıcaklık artışı motorun verimini düşürür ve ömrünü kısaltır. g. Motorun aşırı akım çekerek çalışması Motorun aşırı akım çekerek çalışması sargı yanmasına neden olabilecek sıkça gözlenen arıza durumudur. Aşırı yükler, iki faza kalarak çalışmaya devam etme, mekanik zorlamalarla mil sıkışması, rulmanların bozulması, düşük voltajda çalıştırma, yol alma ve frenleme sürelerinin uzun tutulması, sık durma ve sık kalkış yapılması şebeke frekansındaki aşırı dalgalanmalar, bağlantı hatası, standart ortam koşulları dışında motorun anma yükünde uzun süreli çalıştırılması vb. gibi hâllerde aşırı akım çekişi söz konusu olur. Aşırı akım sonucu sargılardaki ısı artar. Koruyucu önlemler alınmamışsa sargılar yanar. 4. Rotor arızaları Rotor arızaları genelde alüminyum döküm boşluklarından ya da rotor ile stator arasındaki hava aralığı düzensizliğinden kaynaklanır. Döküm gözenekleri nedeniyle bir ya da birkaç kafes çubuğunun kırılması halinde komşu çubuklar aşırı ısınır. Rotor arızasında motorun momenti düşer. Verim azalır. Akımı artar ve sesli çalışma oluşur. 5. Bir fazlı motorlarda merkezkaç anahtar ve kondansatör arızaları Bir fazlı motorlarda merkezkaç anahtar ve kondansatör arızalarıyla karşılaşmak mümkündür. Daimi devre kondansatörlü motorlarda merkezkaç anahtarlı mekanizma yoktur. Çift kondansatörlü motorlarda merkezkaç anahtar mekanizması kalkış kondansatörü ve daimi devre kondansatörü vardır. Daimi devre kondansatörü arızasında kondansatör kısa devre hâlinde ise yardımcı sargı akımı artar. argıdaki ısı yükselir ve sargı yanabilir. Kondansatör açık (bozuk, kopuk) durumda ise yardımcı sargıdan akım geçmez. Motor yalnız ana sargısıyla devrededir ve kalkış olmaz.. Kalkış (start) kondansatörü arızasında motor, daimi devre kondansatörlü motor gibi çalışır. Kalkış momenti düşük olur. Yük momenti kalkış momentinden büyükse motor kalkış yapamaz. Kondansatör arızaları genellikle hatalı bağlantılar sonucunda oluşur. Merkezkaç anahtarlı mekanizma arızalarında şu durumlar gözlenebilir: a. Mekanizma göbek sacı milde döner. Bu durumda mekanizma itme bileziği kontağı kapatamaz ve kalkış kondansatörü çalışmaz. 115

112 b. Kontak ayarı bozulmuştur. İtme bileziği kontağı kapatamaz ya da kapalı kontak motor anma hızına ulaştığı hâlde açılmaz. Kontak kapanmazsa kalkış kondansatörü çalışmaz. Kontak açılmazsa kalkış kondansatörü sürekli devrede kalır ve bozulur. Onarım için sökülen motorlarda kontak ayarı bozulmamalıdır. c. Kontak açmada oluşan arkla kaynak olmuştur (birleşmiştir) ve sürekli kapalıdır. Bu durumda kalkış kondansatörü devrede kalır ve bozulur. ç. Uygun mekanizma paleti ya da mekanizma yayları kullanılmamıştır. Bu durumda mekanizma kontağı ya erken ya da geç açılır. Erken açılırsa motor kalkışını tamamlamadan kalkış kondansatörü devreden ayrılacağından kalkış momenti yük momentini karşılayamaz ve motor aşırı yükte çalışma durumuna girer. Kontak geç açılırsa kalkış kondansatörü uzun süreli devrede kalacağından bozulabilir. Mekanizma yaylarının değişiminde motor hızına uygun yaylar kullanılmalıdır. MOTOR YÜKÜZ ÇALIŞIRKEN MOTOR YÜKTE ÇALIŞIRKEN MOTOR BOŞTA KALKIŞ YAPAMIYOR TER YÖNE DÖNÜYOR VINLIYOR GÜRÜLTÜLÜ DÖNÜYOR İGORTA ATIYOR KAYIŞ FIRLATIYOR ŞALTER AŞIRI IINIYOR İGORTA ATIYOR AŞIRI IINIYOR DEVİR ANİDEN DÜŞÜYOR GÜRÜLTÜLÜ ÇALIŞIYOR VINLIYOR EİZ AŞIRI AKIM VE AŞIRI IINMA AŞIRI AKIM ROTOR TATORA ÜRTÜYOR ROTOR TATOR ARAINDAKİ HAVA ARALIĞI DENGEİZDİR TATOR BOBİNLERİNDE KIA DEVRE VARDIR FAZIN BİRİ KEİKTİR ŞALTER YANLIŞ BAĞLIDIR RULMANLAR BOZUKTUR MOTOR YA DA ŞALTER YANLIŞ BAĞLANMIŞTIR HATTA KIA DEVRE VARDIR YÜK NORMALDEN FAZLADIR DÖNDÜRÜLEN MAKİNE BOZUKTUR KAYIŞ UYGUN DEĞİL,MOTOR İYİ YERLEŞTİRİLMEMİŞ ŞALTER ANMA AKIMI KÜÇÜKTÜR YÜK FAZLADIR KONTAKLAR İYİ KAPANMIYOR İGORTA ANMA AKIMI KÜÇÜKTÜR YÜK FAZLADIR GERİLİM DÜŞÜKTÜR YÜK NORMALDEN FAZLADIR GERİLİM DÜŞÜKTÜR YÜK NORMALDEN FAZLADIR YILDIZ/ÜÇGEN YOL VERME ŞALTERİ YANLIŞ BAĞLANMIŞTIR FAZIN BİRİ KEİKTİR ŞALTER KONTAKLARININ TEMAI ZAYIFTIR BOBİNLERDE KOPUKLUK VARDIR İGORTA DEVREYİ AÇMIŞTIR ROTOR ELLE ÇEVRİLİNCE DÖNÜYOR ROTOR TATORA YATAK BOZUKTUR ÜRTÜYOR RULMANLAR BOZUKTUR ARGI YANIKTIR GERİLİM YOKTUR HAT KOPUKTUR ŞALTER KONTAKLARI KAPANMIYORDUR Asenkron motorlarda arıza bulma ve giderme yöntemleri 116 ÜÇ FAZDAN İKİİNİN YERİ DEĞİŞTİRİLMELİDİR HAVA ARALIĞI DENGELENMELİDİR ARGI DEĞİŞTİRİLMELİDİR İGORTALAR ONARILMALIDIR ŞEMAYA UYGUN BAĞLANMALIDIR YENİİ TAKILMALIDIR ŞEMAYA UYGUN BAĞLANMALIDIR HAT KONTROL EDİLMELİDİR NORMAL YÜK BAĞLANMALIDIR MAKİNE ONARILMALIDIR KANAKLAR HİZALANMALI, MOTOR DOĞRU YERLEŞTİRİLMELİDİR AKIMA UYGUN ŞALTER TAKILMALIDIR NORMAL YÜK BAĞLANMALIDIR ŞALTER DEĞİŞTİRİLMELİDİR UYGUN İGORTA TAKILMALIDIR NORMAL YÜK BAĞLANMALIDIR TEDAŞ A BİLGİ VERİLMELİDİR NORMAL YÜK BAĞLANMALIDIR TEDAŞ A BİLGİ VERİLMELİDİR NORMAL YÜK UYGULANMALIDIR ŞALTER BAĞLANTII ONARILMALIDIR İGORTA YA DA HAT ONARILMALIDIR ŞALTER DEĞİŞTİRİLMELİDİR BOBİN ARILMALIDIR İGORTA ONARILMALIDIR RULMAN DEĞİŞTİRİLMELİDİR ARGI YENİDEN ARILMALIDIR İGORTALAR KONTROL EDİLMELİDİR HAT ONARILMALIDIR ŞALTER ONARILMALIDIR

113 P. Rulmanlar 1. Temel bilgiler Rulman, dönen her mekanizmanın ana elemanıdır. Bu elemanlar redüktör, vantilatör, pompa, takım tezgâhı mili, oto aksı, şanzuman, kayış-gergi sistemleri, alternatör, direksiyon sistemi vb.yerlerde kullanılır. Rulmanların hemen hemen hepsi iç ve dış bilezik, yuvarlanma elemanları (bilya ya da makara) kafes ve isteğe göre kapaklardan oluşur. Rulmanlar yuvarlanma elemanlarına göre bilyalı ve makaralı olarak ikiye ayrılır. Ayrıca taşınan yükün yönüne göre de radyal ve eksenel rulmanlar segman kanalı omuz lastik kapak mevcuttur. Küçük tip elektrik motorlarında genelde bilyalı rulmanlar kullanılır ve bu rulmanlar radyal yönde yük taşıyarak çalışır. 2. Rulman boşluğu Rulmanların iç ya da dış bileziklerinden biri sabit olduğunda diğer bilezik, radyal ya da eksenel yönde hareket eder. Bu hareketin miktarına rulman boşluğu denir. Rulman boşlukları radyal ve eksenel olmak üzere iki yönde dikkate alınır. Rulmanlar millere mümkün olduğu kadar hassas bir şekilde yataklanmalıdır. Takılan rulmanın radyal boşluğunun sadece belli ölçülerde olmasına izin verilir. Bu çalışma şartlarını elde edebilmek için çeşitli kriterler dikkate alınır. Rulman bileziklerindeki ve bağlı parçalardaki farklı ısı genleşmeleri rulmanın kasılmasına yol açar. ıkı geçmeler rulman boşluğunu azaltır. Genelde çalışma boşluğu, takılmamış rulman boşluğundan daha küçüktür. Takılmamış rulmanın boşluğu değişik çalışma şartlarına ve uygulama toleranslarına uygun olarak seçilmelidir. Bu nedenle normal boşluklu rulmanların yanı sıra daha küçük ve daha büyük boşluktu rulmanlar da vardır. 3. Rulman geçmeleri ve yatak hassasiyeti Rulmanın takıldığı yuva ve mil tasarlanırken rulmanın yuva ve mile yeterli sıkılıkta oturması sağlanmalıdır. Genel olarak rulmanların iç ve dış bilezikleri aynı anda dönmezler. Prensip olarak hangi bilezik dönüyorsa o bileziğin yatağa sıkı geçmesi, dönmeyen bileziğin ise boşluklu geçmesi kabul edilebilir. Elektrikli motorda rotor milinin rulman iç bileziğine sıkı geçmesi gerekir. Bu sıkılığın oranı rulman boşluğunun oranı ile sınırlıdır. onradan işlem gören millerdeki rulman değişiminde bu hususa dikkat edilmelidir. 4. Rulmanların yağlanması Rulmanların güvenilir çalışması için bilyalar ve yuvarlanma yolları arasında direkt metal temasını ve yüzeylerin aşınmasını önlemek amacıyla uygun bir şekilde yağlama yapılmalıdır. Rulmanların yağlanması için gresler, sıvı yağlar ve katı yağlar kullanılabilir. Yağlama sürtünmeyi, dolayısıyla aşınmayı azaltır ve paslanmayı önler. Yağ, soğutma ve sızdırmazlık görevini de üstlenebilir. Elektrikli motorlarda genelde yağlayıcı madde olarak gresler kullanılır. 5. Rulmanın montajı, sökülmesi ve bakımı Rulman montajına başlamadan önce monte edilecek parçaların ölçülmesi gerekir. Ölçümlerde ana prensip ölçülecek parça ile ölçme aletinin aynı sıcaklıkta olmasıdır. Millerin iç ve dış çaplarının ölçülmesi için mikrometre, delik çaplarının ölçülmesi için delik mikrometresi kullanılmalıdır. 117 bilya segman iç bilezik dış çap dış bilezik delik çapı konik delik Rulmanın yapısı köşe yuvarlatması dış bilezik kapak yuvası kafes sac kapak iç bilezik kapak yuvası yanak yuvarlanma yolu

114 Herhangi bir çap normal olarak en az iki ayrı kesitte ve birden fazla düzlemde ölçülmelidir. Montaj ortamının son derece temiz ve düzenli olması şarttır. Montaj için gerekli her türlü alet ve ölçme cihazı montaj yerine getirildikten ve montaj işlemlerinin hangi sırayla yapılacağı kararlaştırıldıktan sonra rulman ambalajından çıkarılır. Mümkünse ambalajından çıkartılan rulmanlar çıplak elle değil de temiz bir eldiven giyilerek tutulursa el terinin sebep olacağı pas önlenmiş olur. a. Rulmanın montajı Montajda dikkat edilecek en önemli hususlar şunlardır: Rulmana asla doğrudan çekiçle vurulmamalıdır. Mümkünse pres ve montaj aparatları kullanılmalıdır. ıkı geçmeyle oturacak bilezik önce monte edilmelidir. Montaj kuvveti daima monte edilen bilezik üzerinden iletilmelidir. Yani iç bilezik mile monte ediliyorsa iç bileziğin kenarından kuvvet uygulanmalıdır. Montaj bittikten sonra gerekli radyal ve eksenel boşluk kontrol edilmelidir. Montajın kurallara uygun olması rulmanın sessiz ve düzgün çalışmasını sağlar. Rulmanın çalışırken çıkardığı ses sayesinde bazı yargılara varmak mümkündür. Örneğin rulman dönerken duyulan düzensiz, tırmalamaya benzeyen ses ve titreşimler, rulmanda kirlilik olduğunu gösterir. Daha tok ve gürlemeye benzeyen bir ses ise yuvarlanma yollarının ya da rulman elemanlarının yüzeyinde hasar olduğunu belirtir. Düzgün metalik ve tiz bir ses ise yuvarlanma yollarında yeterli miktarda yağ ya da gres olmadığını gösterir. Rulmanların yağsız olarak çalıştırılması kısa zamanda bozulmalarına neden olur. Rulman çalışırken kısa zamanda aşırı derecede ısınıyorsa montajda ya da yağlama sisteminde bir hata olduğundan derhal sökülüp kontrol edilmesi gerekir. Montaj yöntemleri gerekli kuvvetin tatbikine göre mekanik, hidrolik ve termik olmak üzere üç sınıfa ayrılır. Elektrikli motorlardaki rulmanlar genelde mekanik olarak monte edildiğinden bu konu üzerinde durulacaktır. Mekanik montaj genelde delik çapı 100 mm den küçük rulmanlarda kullanılan bir yöntemdir. Mekanik kuvvet çekiçle uygulanacaksa rulmana yumuşak alaşımdan hazırlanmış burç ya da dayama üzerinden vurulmalıdır. Burç ya da dayamanın yalnız bileziklere temas etmesi, kafes ya da rulman elemanlarına değmemesi gerekir. Burcun delik ve dış çapları montaj kuvvetinin iteceği rulman bileziğinin et kalınlığından biraz daha az olacak şekilde işlenmelidir. Rulman takılırken bilezik yanak yüzünün mil faturasına ya da bir ara parçaya yaslanıncaya kadar itilmesi gerekir. ıkı geçme yapılan bilezik eksenel dayanmaya karşı da sabitleştirilmelidir. b. Rulmanın sökülmesi Bir rulmanı sökerken de montaj esnasında olduğu gibi uygun aletlerle çalışmak gerekir. Aynen montajda olduğu gibi rulmana çekiçle vurulmaz. Genel olarak sökme işlemi için gerekli kuvvet, montaj için sarfedilmiş kuvvetten daha fazladır. ökme işleminde kuvvet, kafes ya da rulman elemanlarına uygulanmamalıdır. 6. Rulmanların temizlenmesi Kullanıldıktan sonra bakım amacıyla sökülmüş ya da kirlenmiş rulmanlar dikkatlice gaz yağı ve fırçayla, biri temizleme, diğeri yıkama olarak en az iki ayrı banyoda iyice temizlenip yıkanmalıdır. Temizlemenin sonucunu kontrol etmek için ince bir yağ il yağlanan rulman elde döndürülür. Hiçbir düzensizlik ve gürültü olmamalı, pürüzlük hissedilmemelidir. İmkânlar dahilinde elde ya da gürültü kontrol cihazında gürültü kontrolü yapılabilir. İstenirse bundan sonra rulman ölçülüp kontrol edilerek durumu ve tekrar kulanılıp kullanılamıyacağı incelenir. Temizlenmiş rulmanın uygun bir yağ ya da gresle yağlanması gerekir. Toz ve kirlenmeyi önlemek için rulman paketlenerek saklanmalıdır. Kapalı tip rulmanlara gresleme işlemleri uygulanmaz. Kapalı rulmanlar kontrol edilir ve kullanıma uygun değilse atılır. Uygun olanlar temizlenerek paketlenir. 118

115 R. Emayeli bobin tellerinin kesitleri ve iki tel, üç tel karşılıkları Tel çapı (mm) Kesit (mm 2 ) Çift tel karşılığı Üç tel karşılığı Tel çapı (mm) Kesit (mm 2 ) Çift tel karşılığı Üç tel karşılığı 119

116 . Emayeli bobin tellerinin kesitleri, ağırlıkları ve dirençleri İletken çapı (mm) İletken kesiti (mm 2 ) İletkenin 1 metresinin ağırlığı (gram) İletkenin 1 km sinin direnci (Ω) İletken çapı (mm) İletken kesiti (mm 2 ) İletkenin 1 metresinin ağırlığı (gram) İletkenin 1 km sinin direnci (Ω) 120

117 Emayeli bobin tellerinin kesitleri, ağırlıkları ve dirençleri İletken çapı (mm) İletken kesiti (mm 2 ) İletkenin 1 metresinin ağırlığı (gram) İletkenin 1 km sinin direnci (Ω) İletken çapı (mm) İletken kesiti (mm 2 ) İletkenin 1 metresinin ağırlığı (gram) İletkenin 1 km sinin direnci (Ω) 121

118 Emayeli bobin tellerinin kesitleri, ağırlıkları ve dirençleri İletken çapı (mm) İletken kesiti (mm 2 ) İletkenin 1 metresinin ağırlığı (gram) İletkenin 1 km sinin direnci (Ω) İletken çapı (mm) İletken kesiti (mm 2 ) İletkenin 1 metresinin ağırlığı (gram) İletkenin 1 km sinin direnci (Ω) 122

119 Ş. Emayeli bobin tellerinin emaye kalınlıkları Bakır telin çapı (mm) Tek kaplama Emayeli telin çapı (mm) Çift kaplama 123

120 T. Üç fazlı asenkron motorların anma akımlarının yaklaşık değerleri Motor gücü (kw) 3 fazlı, 380 V, 50 Hz lik şebekede anma akımının (tam yük akımının) amper cinsinden yaklaşık değeri Kutup sayısı 124

121 4. BÖLÜM: TRANFORMATÖR ARIMLARI Transformatör Transformatörlerün primer ve sekonder sarımlarının yerleştirildiği ince çelik saclardan yapılmış nüve örneği V 1 V 2 V 1 V 2 R y (yük) nüve primer sargı (N 1 ) manyetik akı (φ) sekonder sargı (N 2 ) Transformatörün yapısı A. Transformatörün önemi, yapısı ve çalışma ilkesi 1. Transformatörün önemi ve temel bilgiler Elektrik enerjisi doğru (DC) ve dalgalı (alternatif, AC) şeklinde üretilip dağıtılmaktadır. Doğru akımı alçaltıp yükseltmek elektronik devrelerle mümkün olmasına rağmen uygulamada yaygın olarak tercih edilmemektedir. Dünyada kullanılan elektrik enerjisinin % lik kısmı AC olarak üretilip dağıtılmaktadır. AC'nin gerilim ve akımını transformatör (trafo) adı verilen aygıtlarla yükseltmek ya da alçaltmak mümkündür. Elektrik santrallerinde üretilen elektrik enerjisi alçak gerilimle (örneğin 220 ya da 380 V) dağıtılmak istenirse iletkenlerin kesitinin çok kalın olmasına gerek duyulur. İşte bu sorunu ortadan kaldırmak için düşük değerli gerilim trafo ile yükseltilir. Elektrik enerjisinin gerilimi yükseltildiği zaman akım azalır. Örneğin 100 V, 100 A verebilen bir alternatörün gerilimi 1000 V a yükseltildiğinde akımı 10 A e düşer. AC'yi bir diyot ve bir filtre kondansatörüyle DC ye çevirmek mümkündür. Bu kolaylık nedeniyle tüm elektronik cihazlar AC yi DC ye çeviren adaptör (doğrultmaç, doğrultucu, redresör, rectefier) aygıtlarla çalıştırılabilmektedir. Küçük bir el radyosunu çalıştırmak için 220/3-6 V, 2 W lık bir trafo yeterli olurken, bir semti beslemek için kva lık trafoya gerek duyulur. Uygulamada, zil trafosu, halojen lamba trafosu, empedans trafosu, hat trafosu, izolasyon trafosu, ototrafosu, akım trafosu, gerilim trafosu, kaynak makinesi trafosu vb. gibi trafolar karşımıza çıkmaktadır. 125

122 Küçük boyutlu ve fiyatı ucuz olan trafolar bozulduğu zaman sargıları yeniden sarılmaz. Eleman yenisiyle değiştirilir. Küçük trafolarda çok ince kesitli teller kullanıldığından elle sarım yapmak da mümkün değildir. Büyük boyutlu trafoların yeniden sarılmasına ilişkin işlemler çoğunlukla küçük işyerlerinde yapılmaktadır. O nedenle elektrikle ilgili mesleki ve teknik öğrenim almış olan kişilerin trafo tasarımı ve sarımı hakkında bilgi sahibi olmasında fayda vardır. 2. Transformatörün yapısı Primer (birincil) ve sekonder (ikincil) adı verilen iki sargısıyla ince celik saclardan yapılmış nüvesi olan trafonun hareketli parçası yoktur. Bir aygıtın hareket eden parçası olmadığı zaman sürtünme, ısınma, aşınma gibi olumsuzluklar ortaya çıkmaz. İşte bu nedenle trafoların verimi (randımanı) % 99 lara kadar yükselebilmektedir. Başka bir deyişle trafonun primer sargısına uygulanan enerji 100 W ise sekonder sargısından 99 W dolayında bir enerji alınabilmektedir. Trafonun primer sarımında oluşan manyetik alanı az kayıplı olarak sekonder sarımına ulaştıran nüve bir yüzeyi carlit adlı yalıtkanla kaplanmış ince çelik saclardan oluşur. acların ince ve bir yüzlerinin yalıtkan olması fuko kayıplarını azaltır. Uygulamada çekirdek, mantel (manto), dağıtılmış, spiral göbekli olarak tanımlanan nüveler kullanılmaktadır. a. Çekirdek tipi nüve b. Mantel (manto) tipi nüve c. Dağıtılmış tip nüve nüveler nüve sargılar sargı gezici uç ç. piral göbekli (spirakore) nüve d. Ototransformatörlerinde kullanılan silindirik nüve Transformatörün nüvesi çeşitleri 3. Transformatörün çalışma ilkesi Trafolar elektromanyetik indüksiyon ilkesine göre çalışırlar. Primer sargıya uygulanan AC, değişken bir manyetik alan oluşturur. Bu alan sac nüve üzerinden geçerek sekonder sarımının içindeki elektronları etkiler. Manyetik alana maruz kalan sekonder sargısında bir EMK indüklenir. ekonderde oluşan gerilim ve akımın değeri, primerin oluşturduğu manyetik alana ve sarımda kullanılan telin kesiti ile sarım sayısına bağlıdır. 126

123 a. Çekirdek tipi nüveye sahip trafoların saclarının biçimleri ve montajın yapılışı b. Mantel (manto) tipi nüveye sahip trafoların saclarının biçimleri ve montajın yapılışı Transformatörün nüvesini oluşturan sacların biçimleri ve montajın yapılışına ilişkin örnekler 4. Transformatörün nüvesini oluşturan sacların yapısı Trafo nüvesini oluşturmada kullanılan, bir yüzeyi yalıtılmış ince çelik saclar yukarıda görüldüğü gibi belirli kurallara göre dizilir. Nüvenin görevi primerde oluşan manyetik alanı en az kayıpla sekonder sarımına ulaştırmaktır. Düşük kaliteli, iyice sıkıştırılmamış, paslanmış nüve trafonun verimini düşürür ve aşırı ısı üretir. Trafonun kaliteli olup olmadığını anlamanın en kolay yolu sekonder sarımına alıcı bağlı değilken primere enerji uygulayıp şebekeden çekilen akımı ölçmektir. Boşta çalışma akımı ne kadar düşükse trafonun veriminin o denli yüksek olduğu anlaşılır. piral göbekli trafo nüveleri tek parça sacın bobin etrafına sarılmasıyla elde edilmektedir. Bu tip trafolar çok hassas ve yüksek verimlilik istenilen yerlerde kullanılır. Nüvenin montajı özel otomasyon makineleriyle yapılır. Bu tip trafo sarımları az kullanıldığı için okullarda öğretilmemektedir. Küçük ve orta güçlü trafolarda nüvenin kesiti (üstten görünümü) "kare", "dikdörtgen", "artı" ve "çoklu artı" şeklinde olabilmektedir. Trafo nüvesi kesiti çeşitleri 5. Transformatör sargıları Gerilimi düşüren trafolarda primer ince kesitli telden çok sipirli, sekonder ise kalın telden az sipirlidir. Gerilimi yükselten trafolarda sargıların özellikleri düşürücünün tam tersidir. Başka bir deyişle bir trafo hem düşürücü hem de yükseltici olarak kullanılabilir. Örneğin 220 V'u 12 V'a düşüren zil trafosunun sekonderinden AC 12 V uygulanırsa diğer uçlardan AC 220 V alınır. Elektrik çarpmasını önlemek için kullanılan izolasyon trafosunda primer ve sekonder sarımları aynı özelliktedir. Özellikle bakım-onarım işlerinin yapıldığı teknik servislerde yaygın olarak 127

124 kullanılan izolasyon trafoları sayesinde tek uca dokunulduğunda çarpılma olmaz. İzolasyon trafosu ev ve iş yerlerinde de kullanılabilir. Peki evlerde bu trafo neden kullanılmamaktadır? şeklinde bir soru sorulabilir. Bunun nedenlerini şu şekilde sıaralayabiliriz: İzolasyon trafosu boş çalışma anında bir miktar enerji harcar. Yük altında çalışırken (alıcıları beslerken) de bir miktar enerji harcar. Yüksek değerli ve zararlı manyetik alan yayar. İşte bu nedenle izolasyon trafosu ev ile işyerlerinde yaygı olarak kullanılmaz. Onun yerine çarpılmayı önlemek için kaçak akım koruma rölesi kullanılır. Ayrıca düzgün çalışan bir topraklama tesisatı yapılır. Trafoların nüvesinin üzerine sarılan bobinler "dilimli" ya da "silindirik" yapıda olabilir. Dilimli sarımda hem primer, hem de sekonder sarımları dilimler hâlinde sarılır. Başka bir deyişle nüve üzerinde yan yana ya da üst üste olmak üzere pirimer ve sekonder sargıları sıralanır. Bu tip sarımlar daha çok yüksek gerilimli trafolarda kullanılır. ilindirik sarımda primer, nüveye yakın olması için alt kısma, onun üzerine ise sekonder sarımı sarılır. Bu tip sarımın işçiliği kolaydır. O nedenle küçük ve orta güçlü trafoların sarımında çok kullanılır. a. Dilimli sargı b. ilindirik sargı Trafo sargılarının nüve üzerine yerleştiriliş biçimleri 6. Transformatörde indüklenen gerilimin değeri ve dönüştürme oranı Primere uygulanan AC gerilim bu sargıda zamana göre "yönü" ve "şiddeti" değişen bir manyetik alan oluşturur. ekonder sargısını kesen kuvvet çizgileri burada ikinci bir gerilim (EMK) indükler. Bu sırada Lenz Kanunu'yla da açıklandığı gibi primerin kuvvet çizgileri kendi kendini keserek bu sargıda da gerilim (zıt EMK) indüklenmesini sağlar. Primere uygulanan AC'nin ürettiği manyetik alanın 1 periyotluk süre içindeki değişimi yandaki şekilde verildiği gibidir. Şekilde görüldüğü gibi manyetik alan en yüksek değerine bir periyodun 1/4'ü sürede ulaşmaktadır. Bir sipirlik primer ya da sekonder sarımında indüklenen EMK'nın ortalama değeri, E ort yazılabilir. φ T 4 maks denklemiyle hesaplanabilir. Bu denklem, E ort φ maks. T şeklinde de Periyot denklemi, T f 1 'dir. Bu denklem yukarıda verilen denklemdeki "T" ifadesinin yerine φ T/4 φ maks T Primerde oluşan manyetik alanın değişimini gösteren eğri t konulursa, E ort φ maks. T φ maks. 1 f φ maks.4.f.10-8 [Volt] eşitliği elde edilir. 128

125 E ort φ maks.4.f.10-8 şeklindeki denklem tek sipirlik bobin içindir. Bu denklemi "N" sayıda bobin için yeniden yazacak olursak, E ort φ maks.4.n.f.10-8 [Volt] Elektrik makineleriyle ilgili hesaplamalarda AC gerilimin etkin (efektif, RM) değeri daha çok tercih edilmektedir. Ortalama değeri etkin değere çevirmek için "1,11" katsayısı kullanılmaktadır. Bu durumu denklemle gösterecek olursak, E etkin 1,11.E ort ya da V etkin 1,11.V ort elde edilir. E ort φ maks.4.n.f.10-8 [Volt] şeklindeki ortalama değer denklemini etkin değer cinsinden yazarsak, E etkin 1,11.E ort E etkin 1,11.(φ maks.4.n.f.10-8 ) E etkin 4,44.φ maks.n.f.10-8 [Volt] elde edilir. E etkin 4,44.φ maks.n.f.10-8 [Volt] şeklindeki denklemi trafonun primer ve sekonder sarımlarının gerilimleri için ayrı ayrı yazarsak, V 1 4,44.φ maks.n 1.f.10-8 [Volt] V 2 4,44.φ maks.n 2.f.10-8 [Volt] Primer ve sekonder gerilimlerini sipir sayılarıyla oranlayacak olursak, V V 1 2 4,44. f. φ 4,44. f. φ maks maks. N1.10. N Denklemdeki sabit değerler "K" ile ifade edilecek olursa, V 1 N K V N şeklinde yazılabilen dönüştürme oranı olarak tanımlanan denklem elde edilir. 129

126 B. Bir fazlı transformatörlerde sarım hesabı ve sarımın yapılışı 1. Transformatör hesaplamalarında kullanılan simgeler (kısaltmalar) 1 : Trafonun girişinin (primerinin) görünür gücü [VA] 2 : Trafonun çıkışının (sekonderinin) görünür gücü [VA] n : arımın yapıldığı sac nüvenin kesiti [cm 2 ] V 1 : Primer gerilimi [V] V 2 : ekonder gerilimi [V] f: Frekans [Hz] I 1 : Primer akımı [A] I 2 : ekonder akımı [A] N 1 : Primer sipir sayısı [adet] N 2 : ekonder sipir sayısı [adet] s 1 : Primer iletkeninin kesiti [mm 2 ] s 2 : ekonder iletkeninin kesiti [mm 2 ] d 1 : Primer iletkeninin çapı [mm] d 2 : ekonder iletkeninin çapı [mm] φ: Manyetik akı [Maxwell] η: Verim e: argılardaki gerilim düşümü [V] a: Nüve eni [cm] b: Nüve derinliği [cm] h: Pencere yüksekliği [cm] h 1 : Makaranın içten içe yüksekliği [cm] C p : Pencere genişliği [cm] Manyetik akı yoğunluğu (B): Nüve olarak kullanılan sacın kalitesine göre Gauss arasında değişir. Hesaplamalarda bu değer ortalama Gauss olarak alınır. Transformatör gücüyle nüve kesiti arasındaki ilişkiyi veren katsayı (C): Nüve olarak kullanılacak silisyum katkılı, bir yüzeyi yalıtılmış, ince çelik sacın kalite seviyesine göre 0,7-1,5 değerleri arasında değişim gösterir. acın kalitesi yüksekse 0,7-0,8 değeri kabul edilebilir. ac kötüyse bu 1,5'e yakın bir değer olarak kabul edilir. Kalitesiz bir sac kullanılmasına rağmen "C" değeri küçük alınırsa çalışma anında yüksek ısı ortaya çıkar. Akım yoğunluğu (J): arımda kullanılan iletkenin birim kesitinden geçebilen akım miktarını belirtir. Birimi A/mm 2 'dir. Havayla soğutulan küçük güçlü trafolarda J değeri "1,8-2,6", yağ ile soğutulan trafolarda ise "2,5-4" arasında alınabilir. 130

127 2. Transformatör hesaplamalarında kullanılan denklemler Manyetik nüvenin kesiti : n C. [cm 2 ] ve 2 n a.b [cm 2 ] 2 Primerin gücü : 1 η [VA] Manyetik akı değeri : φ B. n [Maxwell] V1 Primerin sipir sayısı : N 1 8 4,44. φ. f.10 [sipir] ya da N 1 8 V1.10 4,44. φ. f [sipir] V2 ekonderin sipir sayısı : N 1 8 4,44. φ. f.10 [sipir] ya da N 1 8 V2.10 4,44. φ. f [sipir] Primer iletkeninin akımı : I 1 ekonder iletkeninin akımı : I 2 V 1 1 V 2 2 [A] [A] Primer iletkeninin kesiti : s 1 J I 1 [mm2 ] ekonder iletkeninin kesiti : s 2 J I 2 [mm2 ] Primer iletkeninin çapı : d 1 4. s1 π [mm] ekonder iletkeninin çapı : d 2 4. s2 π [mm] Makaranın içten içe yüksekliği: h 1 h - 2.(hava aralığı + presbant kalınlığı) [cm] 3. Transformatörlerin güçlerine göre ortalama verim (η) değerleri 4. Transformatörün güç değerinin volt-amper (VA) cinsinden verilmesinin nedeni Elektrik enerjisini tüketen alıcılar üç ayrı özelliktedir: Bunlar, omik, indüktif ve kapasitif şeklindedir. Omik alıcılar (akkor flamanlı lamba, ütü, fırın) şebekeden çektikleri akımın tamamını harcarlar. Omik alıcıların harcadığı güce aktif güç denir. İndüktif alıcılar (balast, bobin, röle, motor) şebekeden çektikleri akımın bir kısmını manyetik alana dönüştürürler. Manyetik alan kuvvet çizgileri ise indüktif alıcının sargılarını keserek (etkileyerek) şebeke gerilimine zıt yönde bir gerilim oluştururlar. Zıt EMK adı verilen bu gerilim ise alıcıdan şebekeye doğru ikinci bir akım akışına neden olur. Üreteç ve indüktif alıcı arasında gidip gelen akımdan dolayı harcanan güce reaktif güç (Q) denir. 131

128 Kapasitif alıcılar (kondansatör) şebekeden çektikleri akımla şarj olurlar. Daha sonra çektikleri akımı şebekeye geri verirler. Bu bilgilerden sonra şu örneği verelim: Üzerinde 100 VA yazan bir trafo eğer omik özellikli bir alıcıyı besleyecekse yük, trafodan 100 W güç alabilir. Eğer adı geçen trafoyla indüktif özellikli bir alıcı beslenecekse, sisteme reaktif güç de gerekeceğinden 100 VA'lik gücün bir kısmı manyetik alan oluşturmada harcanır. onuçta 100 VA gücündeki trafodan 100 W'tan daha az bir aktif güç alınır. Örnek: Etiketinde Cos ϕ 0,6 yazan bir motorun aktif gücü 1000 W'tır. Bu motorun beslenmesinde kullanılacak trafonun görünür gücü kaç VA olmalıdır? Çözüm: Cos ϕ P/ P/Cosϕ 1000/0,6 1666,66 VA onuç olarak, alıcıların enerjiyi harcama biçimleri farklı olduğundan trafoların bazılarında güç değeri aktif güç cinsinden değil, görünür güç () cinsinden verilir. 5. Transformatör seçimi Uygulamada çeşitli gerilim ve akım değerlerinde trafolar kullanılır. Kimi trafoların çıkış gerilimi tek kademeli olurken bazıları ise çok çeşitli değerlerde gerilim verebilecek şekilde üretilmektedir. Eğer, 12 V/1 A çıkış verebilecek bir DC güç kaynağı yapılmak isteniyorsa, bu iş için W'lık güce sahip bir trafo seçmek gerekir. Üzerinde 12 V/50 W yazan bir trafonun verebileceği maksimum akım ise, P V.I olduğuna göre, I P/V 50/12 4,16 4 A'dir. 6. Transformatörün sağlamlık testinin yapılışı Trafo gerilimi düşürücü özellikte ise ohmmetre x1ω, x10ω, x100ω ya da x1k kademesine alınarak yapılan ölçümde primer direnci sekonder direncinden yüksek olmalıdır. Not: Trafoların gövdesinde giriş ve çıkış uçları işaretlenmiştir. 220 V yanlışlıkla çıkışa uygulanırsa trafo çok yüksek gerilim üretmeye başlar ve tehlike arz eder. O nedenle bağlantılar titizlikle yapılmalıdır. Transformatörün yüksek gerilim ve alçak gerilim sargıları şu yöntemlerle belirlenebilir: I. argıların direnci ölçüldüğünde büyük dirençli taraf yüksek gerilim, düşük dirençli taraf düşük gerilim sargısını gösterir. II. Gözle bakıldığında alt kısımda bulunan ince kesitli sargılar yüksek gerilim, üst kısımda bulunan kalın kesitli sargılar ise düşük gerilim uçlarını belirtir. 7. Arızalı transformatörün onarımı Trafo, aşırı akım çekildiğinde, sargılar kısa devre olduğunda, fiziksel darbelere maruz kaldığında arızalanabilir. Bozulan bir trafonun yeniden sarılması mümkündür. Elektronik sistemlerde kullanılan trafoların çoğunluğu küçük güçlü olduğundan fiyatları ucuzdur. O nedenle küçük boyutlu trafoların sarımı yapılmayıp yenisiyle değiştirme yoluna gidilir. 8. Transformatörde manyetik kaçaklar Trafonun nüvesi yetersiz, saclar küflü, bir yüzeyleri yalıtkansız, sarım işçiliği kötü ise primerde oluşan manyetik alanların bir bölümü devresini hava üzerinden tamamlar. Buna manyetik kaçak 132

129 denir. İyi kalite trafolarda manyetik kaçak oranı çok az olup, verim yüksektir. Manyetik kaçağın çok olması trafonun yüksüz hâlde (boşta) çalışırken aşırı akım çekmesinden, fazla ısınmasından anlaşılabilir. Hassas yapılı devrelerin beslenmesinde manyetik kaçağı çok olan trafolar tercih edilmez. Bu tip işler için, tanınmış ve TE belgeli markalar kullanılmalıdır. Yandaki şekilde trafoların primer sarımlarında ortaya çıkan manyetik kaçaklar gösterilmiştir. AC faydalı akılar φ kaçak akılar 9. Transformatörde kayıplar Transformatör çektiği enerjinin bir kısmını kendisi harcar. Harcanan enerjiye kayıp denir. Kaliteli bir transformatörde kayıp azdır. Kayıpları dört bölümde inceleyebiliriz: Trafolarda manyetik alan kaçaklarının gösterilişi a. Bakır kayıpları Transformatörün sargılarında kullanılan iletkenlerin omik direncinden dolayı ortaya çıkar. Bu kayıplar, P iletken P cu I 2.R [W] denklemiyle bulunur. Bakır kayıpları ısı şeklinde ortaya çıkar. b. Histerisiz kayıpları AC'nin her alternansının yön değiştirmesi anında nüve üzerinde çok az bir artık mıknatıslık kalır. Bu artık mıknatıs ters yönden gelen akımın oluşturduğu manyetik alana karşı koyarak güç kaybına neden olur. Bu duruma histerisiz kaybı denir. c. Eddy (fuko) kayıpları Demir nüveyi kesen manyetik akılar nüve üzerinde akım dolaşmasına neden olur. Dolaşan iç akımlar ana manyetik alanın dolaşımını olumsuz etkiler. Fuko kayıplarını en aza indirmek için kullanılan nüveler ince (0,35-0,5 mm) ve birbirinden yalıtılmış çelik saclardan yapılır. ç. Manyetik kaçak kayıpları Kuplaj katsayısının 1'den küçük olması yani primerde oluşan manyetik alanın bir kısmının sekonderi kesememesi nedeniyle ortaya çıkan kayıplardır. Geçirgenliği yüksek olan silisyum katkılı saclar kullanılarak manyetik kaçaklar azaltılabilmektedir. 10. Bir fazlı, tek çıkışlı transformatörün hesabının yapılışı Örnek Trafonun nüvesinin şekli : Çekirdek tipi Nüve oluşturmada kullanılacak sacın kalınlığı : 0,5 mm Trafonun çıkışının görünür gücü : 2 50 VA Primere uygulanacak gerilim : V V ekonderden alınacak gerilim : V 2 24 V Manyetik akı yoğunluğu : B Gauss Şebeke frekansı : f 50 Hz Trafonun verimi : η % 98 argılardaki gerilim düşümü : e % 5 Trafo gücüyle nüve kesiti arasındaki ilişkiyi veren katsayı : C 1 Akım yoğunluğu katsayısı : J 2,3 A/mm 2 133

130 Çözüm a. Manyetik nüvenin kesitinin hesaplanması n C ,07 cm 2 Manyetik nüvesinin "a" ve "b" kenarlarının oluşturduğu şekil kare ya da dikdörtgen görünümünde olabilir. Bu örnekte nüveyi dikdörtgen olarak kabul edelim. pencere yüksekliği h n a.b şeklindeki denklemde "a" kenarının 2,5 cm olduğunu kabul edersek, n a.b b a Trafoda sargıların yerleştirildiği nüvenin kesiti eşitliğinden "b" çekilerek, b n yazılabilir. a b n a 7,07 2,5 2,82 cm Yandaki şekilde görüldüğü gibi nüvenin "b" kenarı ince sacların üst üste konulmasıyla oluşmaktadır. Bu bakımdan "b" değerine % 5-10 oranında bir kabarma payı eklenerek gerçek değer bulunur. 2,82 cm'nin % 10'u 0,282 cm'dir. 2,82 cm ile 0,282 değerini toplarsak, 2,82 + 0,282 3,102 cm bulunur. Bu değeri hesaplamaları sadeleştirmek için 3 cm olarak alabiliriz. Yapılan hesaplamalara göre nüvenin boyutlarının a 2,5 cm, b 3 cm olduğu anlaşılır. b. Primer ve sekonder sarımlarının sipir sayılarının hesaplanması Manyetik akı değeri : φ B. n , Maxwell Primerin sipir sayısı : N 1 8 V1.10 4,44. φ. f sipir bulunur. 4, Trafoda e % 5'lik gerilim düşümü olduğu kabul edilerek çıkış geriliminin (V 2 ) değeri 24 volt yerine, V (24.0,05) 25,2 V alınır. Bu değere göre, ekonderin sipir sayısı : N 2 8 V2.10 4,44. φ. f 8 25, sipir bulunur. 4, c. Primer ve sekonder akımlarının değerinin hesaplanması Trafonun verimi % 98 (0,98) olarak olarak kabul edildiğine göre şebekeden çekilen görünür güç, ( ) 51,02 VA olur. 98 Burada, 51, ,02 VA'lik değer trafo tarafından harcanan güçtür. 134

131 Primer iletkeninin akımı : I 1 ekonder iletkeninin akımı : I 2 1 V V ,02 0,23 A 50 2,08 A ç. Primer ve sekonder iletkenlerinin kesit değerlerinin hesaplanması I Primer iletkeninin kesiti : s 1 1 0,23 0,1 mm 2 J 2, 3 I ekonder iletkeninin kesiti : s 2 2 2,08 0,9 mm 2 J 2, 3 d. Primer ve sekonder iletkenlerinin çap değerlerinin hesaplanması Primer iletkeninin çapı : d 1 4. s1 π 4.0,1 3,14 0,35 mm ekonder iletkeninin çapı : d 2 4. s2 π 4.0,9 3,14 1,07 mm Bulunan çap değerleri çıplak bakır içindir. arımda kullanılan tellerin üzerinde ince bir katman halinde yalıtımı sağlayan emaye vardır. Emayenin kalınlık değeri olan 0,05 mm'yi de eklediğimizde ihtiyacımız olan sarım telinin çapını tespit etmiş oluruz. Primer iletkeninin çapı : d 1 0,35 + 0,05 0,40 mm ekonder iletkeninin çapı : d 2 1,07 + 0,05 1,12 mm Not: 1,12 mm çapında bobinaj teli üretilmediği için d 2 değerini 1,1 ya da 1,2 mm olarak alabiliriz. Biz 1,2 olarak alalım. e. Primer ve sekonder sargılarının kalınlıklarının hesaplanması Kullanılacak nüve çekirdek tipi olduğu için primer sargı bir ayağa, sekonder sargı diğer ayağa sarılır. Bu nedenle sargı yükseklikleri ayrı ayrı hesaplanır. Trafonun nüve kesitinin ölçüleri a 2,5 cm, b 3 cm olarak hesaplanmıştı. Pencere yüksekliği (h) "a"değerinin 2,5-3,5 katı kadar alınır. Örnekte katsayıyı "2,5" kabul edelim. Buna göre pencere yüksekliği, h a.2,5 2,5.2,5 6,25 cm 62,5 mm olarak bulunur. pencere yüksekliği Çekirdek tipi nüve Makaranın yapımında kullanılacak presbantın kalınlığını 1 mm, makaranın yan kapağıyla nüve arasındaki hava aralığını 1 mm olarak kabul edersek, Makaranın içten içe yüksekliğini, h 1 h - 2.(hava aralığı + presbant kalınlığı) 62,5-2.(1+1) 62,5-4 58,5 mm olarak buluruz. yan kapak h 1 Üzerine sarımın yapılacağı makara 135

132 I. Bir katta yan yana duran primer iletkeni sayısının hesaplanması 58,5 0,4 146,25 adet Çıkan sonuca göre primer sargısının makarasının bir katında yan yana sarılan tel sayısı 146 adetttir. II. Primer sargısının kat (katman) sayısının hesaplanması Primerin sipir sayısı 1400 olarak bulunmuştu. Her bir katta 146 sipir olduğuna göre, 1400 / 146 9,59 sayısı bulunur. Küsûratlı değer tam hâline getirilir ve 10 olarak kabul edilir. makaraya sarılımış olan 10 katlı primer sargısının görünümü Primer sarımının yandan görünümü III. Primer sargısının kalınlığının (yüksekliğinin) hesaplanması Trafonun primeri sarılırken her bir tel katı arasına yalıtım için 0,10 mm kalınlığında ve en üste de 0,20 mm kalınlığında presbant koyduğumuzu kabul edersek primer sargının gerçek yüksekliğini tespit edebiliriz. 10 katlı sarımda her kat arasına konulan 9 adet 0,10 mm'lik presbantın toplam yüksekliği, 9.0,1 0,9 mm En üste konulan presbantın kalınlığı 0,20 mm Toplam presbant kalınlığı, 0,9 + 0,2 1,1 mm Primer iletkeninin çapı 0,40 mm. 10 katlı telin yüksekliği, 0, mm Toplam yükseklik Katlar arasına konulan presbantların yüksekliği + en üste konulan presbantın yüksekliği + tellerin yüksekliği 0,9 + 0, ,1 mm Bu değer sargıların kabarma payı da dikkate alınarak 6 mm olarak alınabilir. IV. Bir katta yan yana duran sekonder iletkeni sayısının hesaplanması 58,5 1,2 48,75 Çıkan sonuca göre sekonder sargısının makarasının bir katında yan yana sarılan tel sayısı 48'dir. V. ekonder sargısının kat (katman) sayısının hesaplanması ekonderin sipir sayısı 161 olarak bulunmuştu. Her bir katta 48 sipir olduğuna göre, 161 / 48 3,35 sayısı bulunur. Küsûratlı değer tam hâline getirilir ve 4 olarak kabul edilir. 136

133 VI. ekonder sargısının kalınlığının (yüksekliğinin) hesaplanması Trafonun sekonderi sarılırken her bir tel katı arasına yalıtım için 0,10 mm kalınlığında ve en üste de 0,20 mm kalınlığında presbant koyduğumuzu kabul edersek sekonder sargının gerçek yüksekliğini tespit edebiliriz. 4 katlı sarımda her kat arasına konulan 3 adet 0,10 mm'lik presbantın toplam yüksekliği, 3.0,1 0,3 mm En üste konulan presbantın kalınlığı 0,20 mm Toplam presbant kalınlığı, 0,3 + 0,2 0,5 mm ekonder iletkeninin çapı 1,20 mm. 4 katlı telin yüksekliği, 1,2. 4 4,8 mm Toplam yükseklik Katlar arasına konulan presbantların yüksekliği + en üste konulan presbantın yüksekliği + tellerin yüksekliği 0,3 + 0,2 + 4,8 5,3 mm Bu değer sargıların kabarma payı da dikkate alınarak 6 mm olarak alınabilir. f. ac nüvenin pencere genişliğinin hesaplanması Makaranın yan kapaklarının yüksekliği, içerisine sarılan sargının kalınlığından 2 mm daha büyük alınır. İki kapak arasında da 2 mm'lik bir hava boşluğu bırakılırsa iki sargı (bobin) arasında toplam 6 mm'lik boşluk olması gerektiği ortaya çıkar. Nüvenin pencere genişliği (C p ) Makara ile nüve arasındaki hava boşluğu + Primer sargısının makarasının kalınlığı + Primer sargısının kalınlığı + İki sargı arasındaki boşluk + ekonder sargısının makarasının kalınlığı + ekonder sargısının kalınlığı + Makarayla nüve arasındaki hava boşluğu değerleri hesaba katılarak tespit edilebilir. Bu değerlere göre, Nüvenin pencere genişliği (C p ) mm a 2 g. Manyetik nüvenin ve sac ölçülerinin hesaplanması Bulunan değerlere göre trafo nüvesi yandaki şekilde görüldüğü gibi çizilir. Kullanılan sacın kalınlığı: 0,5 mm olduğuna göre, h a 1 a 2 C p 1 a b b adet saca gerek vardır. 0,5 0, 5 ac nüvenin ölçüleri Yandaki şekilde 1 numaralı sacın ölçüleri şöyledir: Boyu h + a 62, ,5 mm Eni: a 25 mm ac sayısı: adet 137

134 2 numaralı sacın ölçüleri: Boyu C p + a mm Eni: a 25 mm ac sayısı: adet ğ. Makaranın ölçülerinin hesaplanması Yapılan hesaplamalara göre primerin ve sekonderin sargı kalınlığı aynı olduğundan her iki sarım için aynı özellikte iki adet makara hazırlanır. Bu işlem için kullanılacak presbantın kalınlığının 1 mm olması yeterli olacaktır ,5 5 5 a b a b a Makara ölçüleri 138

135 11. Bir fazlı, kademeli çıkışlı (farklı gerilimler verebilen) transformatörün hesabının yapılışı Örnek Trafonun nüvesinin şekli : Mantel (manto) tipi Nüve oluşturmada kullanılacak sacın kalınlığı : 0,5 mm Trafonun çıkışının görünür gücü : 2 40 VA Primere uygulanacak gerilim : V V Üç kademeli sarılacak sekonderden alınacak gerilim : V 2a 6 V, V 2b 9 V, V 2c 12 V Manyetik akı yoğunluğu : B Gauss Şebeke frekansı : f 50 Hz Trafonun verimi : η % 97 argılardaki gerilim düşümü (e) : % 4 Trafo gücüyle nüve kesiti arasındaki ilişkiyi veren katsayı (C) : 1,1 Akım yoğunluğu katsayısı (J) : 2,5 A/mm 2 Çözüm a. Manyetik nüvenin kesitinin hesaplanması n C. 1, ,95 cm 2 Manyetik nüvesinin "a" ve "b" kenarlarının oluşturduğu şekil kare ya da dikdörtgen görünümünde olabilir. Bu örnekte nüveyi dikdörtgen olarak kabul edelim. n a.b şeklindeki denklemde "a" kenarının 2,5 cm olduğunu kabul edersek, n a.b eşitliğinden "b" çekilerek, b n yazılabilir. a b n a 6,95 2,5 2,78 cm Nüvenin "b" kenarı ince sacların üst üste konulmasıyla oluşmaktadır. Bu bakımdan "b" değerine % 5-10 oranında bir kabarma payı eklenerek gerçek değer bulunur. 2,78 cm'nin % 10'u 0,282 cm'dir. 2,82 cm ile 0,282 değerini toplarsak, 2,82 + 0,282 3,102 cm bulunur. Bu değeri hesaplamaları sadeleştirmek için 3 cm olarak alabiliriz. Yapılan hesaplamalara göre nüvenin boyutlarının a 2,5 cm, b 3 cm olduğu anlaşılır. b. Primer ve sekonder sarımlarının sipir sayılarının hesaplanması Manyetik akı değeri : φ B. n , Maxwell Primerin sipir sayısı : N 1 8 V1.10 4,44. φ. f sipir bulunur. 4, Trafoda e % 4'lük gerilim düşümü olduğu kabul edilerek çıkış geriliminin (V 2a ) değeri 6 volt yerine, V 2a 6 + (6.0,04) 6,24 V alınır. Bu değere göre, 139

136 8 V2 a.10 ekonderin birinci kademesinin sipir sayısı: N 2a 4,44. φ. f 8 6, ,76 37 sipir 4, Trafoda e % 4'lük gerilim düşümü olduğu kabul edilerek çıkış geriliminin (V 2b ) değeri 9 volt yerine, V 2b 9 + (9.0,04) 9,36 V alınır. Bu değere göre, ekonderin ikinci kademesinin sipir sayısı: N 2b 8 V2 b.10 4,44. φ. f 8 9, ,14 55 sipir 4, Trafoda e % 4'lük gerilim düşümü olduğu kabul edilerek çıkış geriliminin (V 2c ) değeri 12 volt yerine, V 2c 12 + (12.0,04) 12,48 V alınır. Bu değere göre, ekonderin üçüncü kademesinin sipir sayısı: N 2c 8 V2 c.10 4,44. φ. f 8 12, ,53 73 sipir 4, bulunur. c. Primer ve sekonder akımlarının değerinin hesaplanması Trafonun verimi % 97 (0,97) olarak olarak kabul edildiğine göre şebekeden çekilen görünür güç, ( ) 41,23 VA olur. 97 Burada, 41, ,23 VA'lik değer trafo tarafından harcanan güçtür. Primer iletkeninin akımı: I 1 ekonder kademelerinin akımları: I 2a 2 V2 a 1 V ,66 A I2b 41,23 0,1874 A 2 V2 b ,44 A I2c 2 V2 c 40 3,33 A 12 ç. Primer ve sekonder iletkenlerinin kesit değerlerinin hesaplanması I Primer iletkeninin kesiti: s 1 1 0,1874 J 2, 5 ekonder iletkenlerinin kesitleri: I s 2a 2 a J 6,66 2,5 2,664 mm 2 I s 2b 2 b J 0,07496 mm 2 4,44 2,5 1,776 mm 2 I s 2c 2 c J 3,33 1,332 mm 2 2,5 d. Primer ve sekonder iletkenlerinin çap değerlerinin hesaplanması Primer iletkeninin çapı : d 1 ekonderin birinci kademesinin iletkeninin çapı : d 2a 4. s1 π 4.s 2a π 4.0, ,14 4.2,664 3, 14 0,30 mm 1,84 1,85 mm ekonderin ikinci kademesinin iletkeninin çapı : d 2b s 2b π 4.1,776 3,14 1,50 mm

137 ekonderin üçüncü kademesinin iletkeninin çapı : d 2c 4.s 2c π 4.1,332 3,14 1,30 mm Bulunan çap değerleri çıplak bakır içindir. arımda kullanılan tellerin üzerinde ince bir katman halinde yalıtımı sağlayan emaye vardır. Emayenin kalınlık değeri olan 0,05 mm'yi de eklediğimizde ihtiyacımız olan sarım telinin çapını tespit etmiş oluruz. Primer iletkeninin çapı : d 1 0,30 + 0,05 0,35 mm ekonderin birinci kademesinin iletkeninin çapı : d 2a 1,85 + 0,05 1,90 mm ekonderin ikinci kademesinin iletkeninin çapı : d 2b 1,50 + 0,05 1,55 1,60 mm ekonderin üçüncü kademesinin iletkeninin çapı : d 2c 1,30 + 0,05 1,35 1,40 mm Not: 1,55 mm çaplı tel temin edilemezse 1,60 mm'lik, 1,35 mm'lik tel temin edilemezse 1,40 mm'lik tel tercih edilebilir. e. Primer ve sekonder sargılarının kalınlıklarının hesaplanması Kullanılacak nüve mantel tipi olduğu için primer ve sekonder sargıları orta bacağa sarılır. Trafonun nüvesi olan orta bacağın kesitinin ölçüleri a 2,5 cm, b 3 cm olarak hesaplanmıştı. Pencere yüksekliği (h) "a"değerinin 2,5-3,5 katı kadar alınır. Örnekte katsayıyı "2,5" kabul edelim. Buna göre pencere yüksekliği, h a.2,5 2,5.2,5 6,25 cm 62,5 mm olarak bulunur. Mantel (manto) tipi nüve Makaranın yapımında kullanılacak presbantın kalınlığını 1 mm, makaranın yan kapağıyla nüve arasındaki hava aralığını 1 mm olarak kabul edersek, Makaranın içten içe yüksekliğini, h 1 h - (hava aralığı + presbant kalınlığı) 62,5-2.(1+1) 62,5-4 58,5 mm olarak buluruz. I. Bir katta yan yana duran primer iletkeni sayısının hesaplanması 58,5 0, adet Çıkan sonuca göre primer sargısının makarasının bir katında yan yana sarılan tel sayısı 167 adetttir. II. Primer sargısının kat (katman) sayısının hesaplanması Primerin sipir sayısı 1296 olarak bulunmuştu. Her bir katta 167 sipir olduğuna göre, 1296 / 167 7,76 sayısı bulunur. Küsuratlı değer tam hâline getirilir ve 8 olarak kabul edilir. 141

138 III. Primer sargısının kalınlığının (yüksekliğinin) hesaplanması Trafonun primeri sarılırken her bir tel katı arasına yalıtım için 0,10 mm kalınlığında ve en üste de 0,20 mm kalınlığında presbant koyduğumuzu kabul edersek primer sargının gerçek yükseklğini tespit edebiliriz. 8 katlı sarımda her kat arasına konulan 7 adet 0,10 mm'lik presbantın toplam yüksekliği, 7.0,1 0,7 mm En üste konulan presbantın kalınlığı 0,20 mm Toplam presbant kalınlığı, 0,7 + 0,2 0,9 mm Primer iletkeninin çapı 0,35 mm. 8 katlı telin yüksekliği, 0, ,8 mm Toplam yükseklik Katlar arasına konulan presbantların yüksekliği + en üste konulan presbantın yüksekliği + tellerin yüksekliği 0,7 + 0,2 + 2,8 3,7 mm Bu değer sargıların ve presbantların kabarma payı da dikkate alınarak 5 mm olarak alınabilir. Not: Yukarıda yapılan hesaplamalar sonucunda sekonderin iletkenlerinin kesitleri d 2a 1,90 mm, d 2b 1,60 mm, d 2c 1,40 mm olarak bulunmuştu. Üç farklı çapta iletken kullanma işçilik süresini uzattığı için uygulamada en büyük çaplı tek bir tel ile sarım yöntemi tercih edilir. Bu yaklaşıma göre tüm kademelerin 1,90 mm çaplı tel ile sarılmasının hiç bir sakıncası olmayacaktır. Trafonun maliyet bedeli çok az artacağı için dikkate alınmasına gerek yoktur. IV. Bir katta yan yana duran sekonder iletkeni sayısının hesaplanması 58,5 1,90 30,78 30 adet Çıkan sonuca göre sekonder sargısının makarasının bir katında yan yana sarılan tel sayısı 30'dur. V. ekonder sargısının kat (katman) sayısının hesaplanması ekonderden alınan üç farklı gerilim için gereken sipir sayıları, N 2a 37 sipir, N 2b 55 sipir, N 2c 73 sipir olarak bulunmuştu. Buna göre toplam sipir sayısı, N 2t sipir olarak bulunur. Her bir gerilim için ayrı ayrı sarım yapmak maliyeti ve trafo boyutlarını büyütmekten başka bir işe yaramaz. Oysaki en yüksek voltajı üreten N 2c 73 sipir değeri kadar bir sarım yapılıp uygun noktalardan iki uç daha çıkarılarak kademeli çıkışlı trafo üretmek mümkündür. O halde trafonun sekonder sarımının toplam 165 sipir değil 73 sipir olması yeterli olacaktır. 6 V 9 V 12 V 37 sipir 55 sipir 73 sipir a. Hesaplama sonucu bulunan sipir sayıları 6 V 9 V 55 sipir 12 V 37 sipir 18 sipir 18 sipir b. Tek sipirden farklı gerilimlerin alınışı ekonderin sipir sayıları 142

139 73 sipir 12 V verdiğine göre 1 V elde etmek için gereken sipir sayısı 73/12 6,08 sipir olarak bulunur. Buna göre, * 6 V elde edebilmek için gereken sipir sayısı 6. 6,08 36,48 37 sipir * 3 V elde edebilmek için gereken sipir sayısı 3. 6,08 18,24 18 sipir * 9 V (6 V + 3 V) elde edebilmek için gereken sipir sayısı sipir * 12 V (6 V + 3 V + 3 V) elde edebilmek için gereken sipir sayısı sipir şeklinde belirlenmiş olur. ekonderin sipir sayısı 73 olarak bulunmuştu. Her bir katta 30 sipir olduğuna göre, 73 / 30 2,43 sayısı bulunur. Küsuratlı değer tam haline getirilir ve 3 olarak kabul edilir. VI. ekonder sargısının kalınlığının (yüksekliğinin) hesaplanması Trafonun sekonderi sarılırken her bir tel katı arasına yalıtım için 0,10 mm kalınlığında ve en üste de 0,20 mm kalınlığında presbant koyduğumuzu kabul edersek sekonder sargının gerçek yüksekliğini tespit edebiliriz. 3 katlı sarımda her kat arasına konulan 2 adet 0,10 mm'lik presbantın toplam yüksekliği, 3.0,1 0,2 mm En üste konulan presbantın kalınlığı 0,20 mm Toplam presbant kalınlığı, 0,2 + 0,2 0,4 mm ekonder iletkeninin çapı 1,90 mm. 3 katlı telin yüksekliği, 1,9. 3 5,7 mm Toplam yükseklik Katlar arasına konulan presbantların yüksekliği + en üste konulan presbantın yüksekliği + tellerin yüksekliği 0,2 + 0,2 + 5,7 6,1 mm Bu değer sargıların kabarma payı da dikkate alınarak 7 mm olarak alınabilir. f. ac nüvenin pencere genişliğinin hesaplanması Primer ve sekonder sargıların yerleştirileceği mantel (manto) tipi nüvenin pencere genişliği, a/2 h a/ C p C p a/2 a a/2 Mantel (manto) tipi nüvenin ölçülerinin adlandırılışı 143

140 C p Makara ile nüve arasındaki hava boşluğu + Makaranın kalınlığı + Primer sargısının kalınlığı + ekonder sargısının makarasının kalınlığı + ekonder sargısının kalınlığı + Makarayla nüve arasındaki hava boşluğu değerleri hesaba katılarak tespit edilebilir. Bu değerlere göre, Nüvenin pencere genişliği (C p ) mm g. Manyetik nüvenin ve sac ölçülerinin hesaplanması Bulunan değerlere göre trafo nüvesi yandaki şekilde görüldüğü gibi çizilir. 1 numaralı sacın ölçüleri şöyledir: acın eni: a 25/2 12,5 mm 2 2 acın boyu: h + 2 a 62,5 + 12,5 75 mm acın sayısı: b adet 0,5 0, 5 2 numaralı sacın ölçüleri şöyledir: acın eni: a 2 25/2 12,5 mm 4 Mantel (manto) tipi nüvenin ölçülerinin adlandırılışı 4 acın boyu: C p + a + C p mm acın sayısı: b adet 0,5 0, 5 3 numaralı sacın ölçüleri şöyledir: acın eni: a 25 mm acın boyu: h + 2 a 62,5 + 12,5 75 mm acın sayısı: b adet 0,5 0, 5 144

141 4 numaralı sacın ölçüleri şöyledir: acın eni: a 25/2 12,5 mm 2 acın boyu: Cp + 2 a ,5 29,5 mm acın sayısı: b adet 0,5 0, 5 ğ. Makaranın ölçülerinin hesaplanması Bu işlem için kullanılacak presbantın kalınlığının 1 mm olması yeterli olacaktır ,5 5 5 a b a b a Makara ölçüleri 145

142 12. Hazır nüve üzerine sarılacak bir fazlı transformatörün hesabının yapılışı Trafo sacları tabaka hâlinde satılır. Üretici firmalar yaptıkları hesaplamalara göre sacları preste keserek nüve üretimi yaparlar. Az sayıda üretim yapan firmalar için kesilmiş olarak satılan nüveler de mevcuttur. İşe yaramayan ya da sargıları yanmış bir tarafonun ölçüleri alınarak yeni trafo sarımı yapılabilir. Mesleki okullarda genellikle ölçüleri belli olan nüve üzerine sarım yapılarak öğretim yapılmaktadır. Örnek Trafonun nüvesinin şekli : Mantel (manto) tipi Primere uygulanacak gerilim : V V ekonderden alınacak gerilim : V 2 12 V Şebeke frekansı : f 50 Hz Manyetik akı yoğunluğu : B Gauss Akım yoğunluğu katsayısı : J 2,5 A/mm 2 Trafo gücüyle nüve kesiti arasındaki ilişkiyi veren katsayı : C 1,1 Trafonun verimi : η % 94 Nüve ölçüleri : a 28 mm, b 25 mm, h 40 mm, Cp 14 mm argılardaki gerilim düşümü : e % 4 0,04 Makara yapımında kullanılan presbantın kalınlığı : 0,5 mm Tel katlarının arasına konulan presbantın kalınlığı : 0,10 mm argıların üzerine konulan presbantın kalınlığı : 0,20 mm Çözüm a. Manyetik nüvenin kesitinin hesaplanması a 28 mm (2,8 cm), b 25 mm (2,5 cm) olduğuna göre, n a.b 2,8.2,5 7 cm 2 b. Primer sargısının görünür gücünün hesaplanması n C. şeklindeki denklemden 2 2 'yi çekersek, n 2 C Denklemde her iki tarafın karesini alırsak, sol taraftaki ifadede bulunan karekök ortadan kalkar. ( ) 2 ( n ) 2 2 C 2 ( n 7 ) 2 ( C 1,1 ) 2 40,49 VA 40 VA ekonderden alınabilecek güç değeri tespit edildikten sonra verim denkleminden 1 değeri çekilerek primer sargının şebekeden çektiği görünür güç belirlenebilir. η η 2 0, ,55 VA 146

143 b. Primer ve sekonder sarımlarının sipir sayılarının hesaplanması Manyetik akı değeri : φ B. n Maxwell Primerin sipir sayısı : N 1 8 V1.10 4,44. φ. f sipir bulunur. 4, Trafoda e % 4'lük gerilim düşümü olduğu kabul edilerek çıkış geriliminin (V 2 ) değeri 12 volt yerine, V (12.0,04) 12,48 V alınır. Bu değere göre, ekonderin sipir sayısı : N 2 8 V2.10 4,44. φ. f 8 12, sipir bulunur. 4, c. Primer ve sekonder akımlarının değerinin hesaplanması Primer iletkeninin akımı : I 1 ekonder iletkeninin akımı : I 2 1 V V 2 42,55 0,193 A 40 3,33 A ç. Primer ve sekonder iletkenlerinin kesit değerlerinin hesaplanması I Primer iletkeninin kesiti : s 1 1 0,193 0,0772 mm 2 J 2, 5 I ekonder iletkeninin kesiti : s 2 2 3,33 1,332 mm J 2, 5 2 d. Primer ve sekonder iletkenlerinin çap değerlerinin hesaplanması Primer iletkeninin çapı : d 1 4. s1 π 4.0,0772 3,14 0,31 mm 0,30 mm ekonder iletkeninin çapı : d 2 4. s2 π 4.1,332 3,14 1,30 mm Bulunan çap değerleri çıplak bakır içindir. arımda kullanılan tellerin üzerinde ince bir katman hâlinde yalıtımı sağlayan emaye vardır. Emayenin kalınlık değeri olan 0,05 mm'yi de eklediğimizde ihtiyacımız olan sarım telinin çapını tespit etmiş oluruz. Primer iletkeninin çapı : d 1 0,30 + 0,05 0,35 mm ekonder iletkeninin çapı : d 2 1,30 + 0,05 1,35 mm ya da 1,40 mm e. Primer ve sekonder sargılarının kalınlıklarının hesaplanması Kullanılacak nüve mantel tipi olduğu için primer ve sekonder sargıları orta bacağa sarılır. Orta bacağın (nüvenin) ölçüleri a 2,8 cm, b 3 cm, h 4 cm olarak ölçülmüştü. Makaranın yapımında kullanılacak presbantın kalınlığını 0,5 mm, makaranın yan kapağıyla nüve arasındaki hava aralığını 0,5 mm olarak kabul edersek, Makaranın içten içe yüksekliğini, h 1 h - (hava aralığı + presbant kalınlığı) 40-2.(0,5+0,5) mm olarak buluruz. 147

144 I. Bir katta yan yana duran primer iletkeni sayısının hesaplanması ,5 108 adet 0,35 Çıkan sonuca göre primer sargısının makarasının bir katında yan yana sarılan tel sayısı 108 adetttir. II. Primer sargısının kat (katman) sayısının hesaplanması Primerin sipir sayısı 1287 olarak bulunmuştu. Her bir katta 108 sipir olduğuna göre, 1287 / ,9 sayısı bulunur. Küsuratlı değer tam haline getirilir ve 12 olarak kabul edilir. III. Primer sargısının kalınlığının (yüksekliğinin) hesaplanması Trafonun primeri sarılırken her bir tel katı arasına yalıtım için 0,10 mm kalınlığında ve en üste de 0,20 mm kalınlığında presbant koyduğumuzu kabul edersek primer sargının gerçek yükseklğini tespit edebiliriz. * 12 katlı sarımda her kat arasına konulan 11 adet 0,10 mm'lik presbantın toplam yüksekliği, 11.0,10 1,1 mm * En üste konulan presbantın kalınlığı 0,20 mm Toplam presbant kalınlığı, 1,1 + 0,2 1,3 mm * Primer iletkeninin çapı 0,35 mm. 12 katlı telin yüksekliği, 0, ,2 mm Toplam yükseklik Katlar arasına konulan presbantların yüksekliği + en üste konulan presbantın yüksekliği + tellerin yüksekliği 1,1 + 0,2 + 4,2 5,5 mm Bu değer sargıların ve presbantların kabarma payı da dikkate alınarak 6 mm olarak alınabilir. IV. Bir katta yan yana duran sekonder iletkeni sayısının hesaplanması 38 27, adet 1,40 Çıkan sonuca göre sekonder sargısının makarasının bir katında yan yana sarılan tel sayısı 27'dir. V. ekonder sargısının kat (katman) sayısının hesaplanması ekonderin sipir sayısı 73 olarak bulunmuştu. Her bir katta 27 sipir olduğuna göre, 73 / 27 2,7 sayısı bulunur. Küsuratlı değer tam hâline getirilir ve 3 olarak kabul edilir. VI. ekonder sargısının kalınlığının (yüksekliğinin) hesaplanması Trafonun sekonderi sarılırken her bir tel katı arasına yalıtım için 0,10 mm kalınlığında ve en üste de 0,20 mm kalınlığında presbant koyduğumuzu kabul edersek sekonder sargının gerçek yüksekliğini tespit edebiliriz. * 3 katlı sarımda her kat arasına konulan 2 adet 0,10 mm'lik presbantın toplam yüksekliği, 2.0,1 0,2 mm 148

145 * En üste konulan presbantın kalınlığı 0,20 mm Toplam presbant kalınlığı, 0,3 + 0,2 0,5 mm * ekonder iletkeninin çapı 1,40 mm. 3 katlı telin yüksekliği, 1,4. 3 4,4 mm Toplam yükseklik Katlar arasına konulan presbantların yüksekliği + en üste konulan presbantın yüksekliği + tellerin yüksekliği 0,2 + 0,2 + 4,4 4,8 mm Bu değer sargıların kabarma payı da dikkate alınarak 6 mm olarak alınabilir. f. ac nüvenin pencere genişliğinin hesaplanması Primer ve sekonder sargıların yerleştirileceği mantel (manto) tipi nüvenin pencere genişliği, C p Makara ile nüve arasındaki hava boşluğu + Makaranın kalınlığı + Primer sargısının kalınlığı + ekonder sargısının kalınlığı + Makarayla nüve arasındaki hava boşluğu değerleri hesaba katılarak tespit edilebilir. Bu değerlere göre, Nüvenin pencere genişliği, C p 0,5 + 0, mm ğ. Makaranın ölçülerinin hesaplanması Bu işlem için kullanılacak presbantın kalınlığının 0,5 mm olması yeterli olacaktır , , , a b a b a 13, Makara ölçüleri 149

146 13. argılar için makara yapımı Makara ölçülerine uygun olarak presbanttan kesilirken a - b - c - d şeklinde dört kenar çizilir. on olarak fazladan çizilen "a" kenarı yapıştırmayı kolaylaştırmak için çizilir. Makara kenarlarının üst ve alt kısımlarında bırakılan 5 mm'lik kulakçıklar, gövdenin kenarlardaki presbantlara yapıştırılmasını sağlar. Makara yapımında 0,5 mm'lik presbant kullanılacaktır. (Uygulamada 1-1, mm kalınlığında presbantlardan da makara yapılmaktadır.) Makara nüvenin üzerine geçirileceği için kenar ölçüleri nüve ölçülerinden presbant kalınlığı kadar fazla olmalıdır. Bu nedenle "a" ve "b" kenarlarının ölçüleri verilirken 2 mm ekleme yapılmıştır. Trafonun makarasının h 1 değerinin ölçüsü ise presbant kalınlıkları ve hava boşlukları dikkate alınarak 4 mm daha küçük verilmiştir. Makaranın yanlarına geçirilecek olan, iki presbantın orta kısmının ölçüleri alınırken nüve ve presbant kalınlığı ölçülerine bakılarak tespit yapılır. Ölçüler alındıktan sonra presbant bükülür. Fazla olarak çizilen "a" kenarının kâğıdının tek katı ayrılır. Diğer uçtaki "a" kenarının kâğıdının da bir katı ayrılır. İki baştaki "a" kenarlarının kâğıtlarının bir katının ayırılmasının sebebi nüvenin kalınlaşmasını önlemektir. Eğitim amaçlı olarak yapılan çalışmalarda "a" kenarlarının birer katlarının ayrılmasına gerek yoktur. Ölçülere uygun olarak kesilen ve katlanan makara kaliteli bir tutkal ile yapıştırılır. 14. Bobinlerin makara üzerine sarılması arım çıkrığına geçirilecek olan makaranın iç alanına uygun olarak ortası delik bir tahta ya da metal takoz hazırlanır. Ayrıca makara kenarlarının esnememesi için tahtadan ya da metalden yapılmış yan destekler kullanılır. Makaranın dayanımını artırmak için kullanılan takoz ve yan kapağın görünümü Presbantın ezilmesini ya da açılmasını önlemek için kullanılan desteklerin düzgün olması ve iyi sıkıştırılması şarttır. Bobin hatalı sarılırsa nüve üzerine geçirilmesi mümkün olmaz. Makara ve destekler çıkrığa monte edildikten sonra ilk önce primerin sarımı yapılır. İnce telden sarılan primerin uçları yan presbantlara açılmış küçük deliklerden dışarıya çıkarılır. Bir kat tel sarıldıktan sonra üzerine bir kat ince presbant sarılır. Presbant hem sargıların sıkı dırmasını hem de teller arasında kısa devre oluşmasını önler. argı katları üzerine sarılan presbantların sabitlenmesi için seloteyp bant kullanılabilir. Primerin sarımı tamamlandıktan sonra en üste yine ince bir presbant sarılır. Daha sonra sekonderin sarımı aynı şekilde yapılır. arımlar tamamlandıktan sonra tahta ya da kauçuk tokmakla sargıların üzerine vurularak düzgün bir yerleşim sağlanır. argıların gevşemesini önlemek için bant ya da tiret kullanılarak sabitleme işlemi yapılır. Primer ve sekonder sargılarının uçları dışarıya çıkarılırken emayeli telin üzerine makaron geçirilirse kısa devrelere karşı daha güvenli bir trafo yapılmış olur. Tamamlanan sarım çıkrıktan söküldükten sonra AVOmetrenin ohm kademesiyle sağlamlık denetimi yapılır. Arıza yoksa vernik sürülerek (dökülerek) sargıların sabitlenmesi sağlanır. 150

147 15. acların makaraya geçirilmesi ac yerleştirme işlemi çok özenli yapılmalıdır. acların zorlanması, çekiçle sıkıştırılması sargılara zarar verebilir. acların bir yüzeyinin yalıtkanı bozulmuş ise aralara ince kağıt konabilir. Ancak bu nüvenin boyutlarını büyüttüğü için tercih edilmez. Nüveye geçirilen sac sayısı hesaplamayla çıkan ölçülere uygun olmalıdır. Gereğinden az sac kullanılırsa nüve çok ısınır ve verim düşer. acların hepsi uygun olarak takıldıktan iki tarafı sonra somunlu civatalar kullanılarak sıkıştırma yapılır. Aralarda boşluk kalması durumunda saclar titreşerek zırıltı şeklinde kötü bir ses oluşur. acların nüveye geçirilmesine ilişkin bir örnek aclar sıkıştırıldıktan sonra klemens bağlantıları yapılır. on olarak trafoya uygun değerli bir yük bağlanarak çalışması gözlenir. Aşırı ses, aşırı ısı varsa hesaplamalar, montaj işlemleri gözden geçirilir. Trafonun çalışması normal ise elektriksel değerleri (gerilim, akım, güç, frekans, verim, seri numarası vb.) içeren bir etiket yapıştırılarak kullanıma sunulur. 151

148 C. Ototransformatörlerin yapısı, çalışması ve sarım hesaplamaları 1. Ototransformatörlerin özellikleri Bir tek sargısı olan ancak gerilimi düşürüp yükseltebilen makinelere ototrafosu denir. Not: Teknik bilgi kitaplarının bir çoğunda ototrafosu sözcüğü "oto trafosu" olarak yazılmaktadır. Bu son derece yanlış bir isimlendirmedir. "Oto trafosu" nüve şeklinde yazım yapıldığı zaman kişilerin aklında taşıtlarda kullanılan trafo şeklinde çağrışım oluşmaktadır. Oto sözcüğü İngilizce'deki "auto" sözcüğünün karşılığıdır. Auto, kendi kendine çalışan anlamı taşımaktadır. O nedenle "ototrafosu" biçiminde yazmak daha doğrudur. sargı gezici uç Ototrafolarının çıkışı "tek kademeli", "çok kademeli" ya da "ayarlı" olabilmektedir. Uygulamada ilindirik nüveli ototrafosunun yapısı 3 3 en çok ayarlı tipler tercih edilmektedir. 2 2' 2 2' 2 V 1 V 2 V 1 V 2 V 1 V 2 Yandaki "a" şeklinde görülen iki N sargılı trafonun primeri sarılırken 1 1 N 2 N 1 N 2 numaralı uçtan itibaren N 2 'ye eşit sipir 1 1' 1 1' 1 sayısı bulunarak 2 noktası tespit a b c edilir. Aynı biçimde primer ve İki sargılı trafonun ototrafosuna dönüştürülmesi sekonderde sipir başına indüklenen gerilim aynı olduğundan primer sargı üzerinde V 2 'ye eşit değerde gerilim indüklenen sipir sayısı ve dolayısıyla 1 noktası tespit edilebilir. Buna göre, primer sargısının 1-2 noktaları arasındaki gerilimle sekonder sargısının 1'-2' noktaları arasında indüklenen gerilim birbirine eşit olur. Aynı zamanda 1-1' ile 2-2' noktaları "b" şeklindeki gibi birleştirilirse bu iki sargı arasında akım dolaşımı olmaz. İşte bu elektriksel özellik nedeniyle N 2 sargısının kaldırılması mümkündür. onuç olarak "c" şeklindeki gibi bir sarım yapılarak ototrafosu üretilebilir. "c" şeklinde 2 numaralı ucun bulunduğu noktaya göre çıkış gerilimi değişir. Örneğin sargının sipir sayısının 220 olduğunu, giriş gerilimininde 220 V olduğunu varsayalım. Bu durumda sargının birinci sipirinden uç çıkarılırsa V 2 gerilimi "1 V" olur. Ototrafosunda 2 numaralı uç gezici tipte yapılırsa V arası ayarlı AC gerilim alınabilir. Tek sargıyla elde edilen ototrafolarında verim yüksek olduğundan nüve olarak kullanılan sac daha azdır. Böylesine iyi yönleri olan bir makine uygulamada neden yaygın olarak kullanılmıyor sorusu akla gelebilir. Bunun yanıtını şu şekilde verebiliriz: Trafo çalışırken yandaki şekilde gösterildiği gibi bir kopukluk olursa alıcıya giriş gerilimi kadar bir gerilim ulaşır. Bu ise can ve mal kaybına yol açabilir. İşte bu nedenle ototrafoları kanatlı hayvan kümeslerindeki havalandırma pervanelerinin devir ayarının yapılmasında, 4 kw'tan büyük güçlü asenkron motorlarının düşük yol alma akımıyla kalkış yapmasında, deney yapılan laboratuvarlarda vb. kullanılmaktadır. 152 V 1 V 2 kopukluk Ototrafosunun sargısı şekilde gösterilen yerden koparsa çıkış gerilimi giriş gerilimine eşit olur.

149 2. Bir fazlı ototransformatörün üretimiyle ilgili hesaplamalar Aşağıda özellikleri verilen ototrafosunun hesaplamalarını basamak basamak yapalım. Çıkıştan alınmak istenen görünür güç : VA Giriş gerilimi : V V Çıkış gerilimi : V V acın manyetik akı yoğunluğu : B Gauss İletkenin akım yoğunluğu : 2,5 A/mm 2 Ototrafosunun verimi : η % 98 Şebeke frekansı : f 50 Hz argılardaki gerilim düşümü : e % 3 0,03 ac kalınlığı : 0,5 mm Nüvenin şekli : Çekirdek tipi Trafo gücüyle nüve kesiti arasındaki ilişkiyi veren katsayı : C 0,97 Nüve yapımında kullanılan presbantın kalınlığı : 1 mm a. Primerden çekilen görünür gücün hesaplanması η η 2 0, ,16 VA b. Primer ve sekonderden geçen akımların hesaplanması Ön bilgi: Yanda yapısı verilen ototrafosunun N 1 I 1 sargısından I 1 akımı, yükten (R y ) ise I 2 akımı geçer. Burada A-B noktaları arasında kalan sargıdan birbirine zıt yönlü olan I 1 ve I 2 akımları geçmektedir. A-B noktaları arasındaki ortak sargıdan geçen akımın N 1 değeri, I I 2 - I 1 eşitliğiyle bulunabilir. V 1 Diğer trafolarda olduğu gibi ototrafolarında da "anma gücü" dendiğinde sekonderden alınan görünür güç anlaşılır. Gerilimi düşüren tipteki ototrafolarında sekonderin görünür gücü, 2 V 2.I 2 eşitliğiyle hesaplanır. Ototrafosunda dolaşan akımların yönleri A-B noktaları arasındaki ortak sargının gücüne ise tip gücü ( T ) denir. Bir ototrafosunun tip gücü, T V 2.I [VA] ya da T V 2.(I 2 - I 1 ) [VA] denklemleriyle hesaplanır. AC gerilimi yükseltmek üzere üretilmiş olan ototrafolarında akım yönleri değiştiği için I I 1 - I 2 şeklinde yazılır. Yükseltici ototrafosunun tip gücü ise T V 2.I [VA] ya da T V 2.(I 1 - I 2 ) [VA] denklemleriyle hesaplanır. B A I N 2 I 1 V 2 I 2 R y Ototrafosunda güç aktarma işlemi "transformasyon yoluyla" ve "iletim yoluyla" olmaktadır. Ototrafosunun verimini % 100 olarak kabul edersek transformasyon yoluyla aktarılan güç tip güce eşit olur. 153

150 Tranformasyon ve iletim yoluyla aktarılan güçlerin hesaplanması için aşağıda verilen denklemler kullanılır. Transformasyon yoluyla aktarılan güç: tr I 1.(V 1 - V 2 ) [VA] İletim yoluyla aktarılan güç: il I 1.V 2 [VA] Ototrafolarında V 1 ile V 2 gerilimi arasındaki fark azaldıkça tip gücü ( T ) azalmaktadır. Nüve ölçüleri tip güce göre hesaplandığından T 'nin azalması kullanılan sac miktarını da azaltır. Ek olarak, V 1 ile V 2 gerilimleri arasındaki farkın azalması ototrafosunun verimini de yükseltir. Primer iletkeninin akımı : I 1 1 V ,16 1,855 A ekonder iletkeninin akımı : I 2 A-B noktaları arasındaki ortak sargıdan geçen akımın değeri c. Ototrafosunun tip gücünün hesaplanması Tip gücü: T V 2.I 110.1, , [VA] ç. Manyetik nüve kesitinin hesaplanması n C. 0,97. T 196 0, ,58 cm 2 n a.b'dir. a 4 cm alınırsa, V ,636 A : I I 2 - I 1 3,636-1,855 1,781 A b n 13,58 3,39 cm olarak bulunur. Bu değer % 4-10'luk kabarma payı göz önüne a 4 alınarak 3,5 cm olarak kabul edilebilir. d. Primer ve sekonder sipir sayısının hesaplanması Manyetik akı değeri : φ B. n , Maxwell Primerin sipir sayısı : N 1 8 V1.10 4,44. φ. f , sipir 4, ekonderin sipir sayısı : N 2 8 V2.10 4,44. φ. f Ototrafosunda % 3'lük gerilim düşümü olduğuna göre, N (365.0,03) 375, sipir olarak sarılır , sipir 4, e. Primer ve sekonder iletkenlerinin kesitlerinin hesaplanması I Primer iletkeninin kesiti : s 1 1 1,855 J 2, 5 I ekonder iletkeninin kesiti : s 2 2 3,636 J 2, 5 0,742 mm 2 1,454 mm 2 154

151 f. Primer ve sekonder iletkenlerinin çap değerlerinin hesaplanması Primer iletkeninin çapı : d 1 4. s1 π 4.0,742 3,14 0,972 mm ekonder iletkeninin çapı : d 2 4. s2 π 4.1,454 3,14 1,36 mm Bulunan çap değerleri çıplak bakır içindir. arımda kullanılan tellerin üzerinde ince bir katman halinde yalıtımı sağlayan emaye vardır. Emayenin kalınlık değeri olan 0,05 mm'yi de eklediğimizde ihtiyacımız olan sarım telinin çapını tespit etmiş oluruz. Primer iletkeninin çapı : d 1 0, ,05 1,022 mm 1,0 mm ekonder iletkeninin çapı : d 2 1,36 + 0,05 1,41 mm 1,40 mm Yapılan hesaplamada d 1 ve d 2 çapları farklı çıkmıştır. arım farklı çaplı teller kullanılarak yapılabilir. Ancak uygulamada işçiliğin hızlı olması için büyük çaplı tel ile sarım yapma yöntemi daha çok tercih edilir. Biz de bu yöntemi seçiyoruz ve ototrafosunun tüm sarımını 1,40 mm çaplı telle yapıyoruz. e. Ototrafosunun sargısının kalınlığının hesaplanması Ototrafosunun sargısının tümü çekirdek tipi nüvenin bir bacağına sarılacağı için işlem şöyle yapılır: Nüvenin ölçüleri a 4 cm, b 3,5 cm olarak hesaplanmıştı. Buna göre nüvenin yüksekliğini, h 2,5. a 2, cm 100 mm olarak bulabiliriz. Nüvenin üzerine geçirilecek makarının yapımında kullanılacak presbantın kalınlığını 1 mm, makaranın yan kapağıyla nüve arasındaki hava aralığını 1 mm olarak kabul edersek, Makaranın içten içe yüksekliğini, h 1 h - 2.(hava aralığı + presbant kalınlığı) (1+1) mm olarak buluruz. f. Bir katta yan yan duran iletken sayısının hesaplanması arımda kullanılacak iletkenin çapı, d 1,40 mm Nüvenin üzerine geçirilen makaranın içten içe yüksekliği, h 1 96 mm 96 68,5 68 adet 1,40 Çıkan sonuca göre primer sargısının makarasının bir katında yan yana sarılan tel sayısı 68 adettir. g. argının kat (katman) sayısının hesaplanması arımın sipir sayısı 730 olarak bulunmuştu. Her bir katta 68 adet sipir olduğuna göre, 730 / 68 10,7 sayısı bulunur. Küsûratlı değer tam hâline getirilir ve 11 olarak kabul edilir. 155

152 ğ. argının kalınlığının (yüksekliğinin) hesaplanması Ototrafosunun bobini sarılırken her bir tel katı arasına yalıtım için 0,10 mm kalınlığında ve en üste de 0,20 mm kalınlığında presbant koyduğumuzu kabul edersek primer sargının gerçek yüksekliğini tespit edebiliriz. * 11 katlı sarımda her kat arasına konulan 10 adet 0,10 mm'lik presbantın toplam yüksekliği, 10.0,10 1 mm * En üste konulan presbantın kalınlığı 0,20 mm Toplam presbant kalınlığı, 1 + 0,2 1,2 mm * arımda kullanılan iletkenin çapı 1,40 mm. 11 katlı telin yüksekliği, 1, ,4 mm Toplam yükseklik Katlar arasına konulan presbantların yüksekliği + en üste konulan presbantın yüksekliği + tellerin yüksekliği 1 + 0,2 + 15,4 16,6 mm Bu değer sargıların ve presbantların kabarma payı da dikkate alınarak 18 mm olarak alınabilir. Ototrafosunun sargısının toplam sipir sayısı 730'dur. arım yapılırken 376. sipirden bir uç çıkarılarak sekonder ucu elde edilir. h. ac nüvenin pencere genişliğinin hesaplanması Ototrafosunun sarımı çekirdek tipi nüvenin bir bacağı üzerine geçirilen makara üzerine sarılacaktır. Buna göre hesaplama şu denklem ile yapılır: Pencere genişliği, C p Makarayla nüve arasındaki hava boşluğu + Makaranın presbantının kalınlığı + argının kalınlığı + Hava boşluğu C p mm ı. Manyetik nüve ve sac ölçülerinin hesaplanması a 40 mm, b 35 mm, C p 23 mm, h 100 mm 1 numaralı sacın ölçüleri: acın eni 40 mm acın boyu h + a mm acın sayısı b/0,5 35 / 0,5 70 adet a h numaralı sacın ölçüleri acın eni 40 mm acın boyu C p + a mm acın sayısı b/0,5 35 / 0,5 70 adet a 2 a C p a ac nüvenin ölçüleri b i. Makaranın ölçülerinin hesaplanması Bu işlem için kullanılacak presbantın kalınlığı 1 mm olacaktır. 156

153 a b a b a Makara ölçüleri j. Makara üzerine sarımın yapılması arımın yapılışı sayfa önceki sayfalarda açıklandığı gibidir. Üç fazlı ototrafosu örneği 157

154 Ç. Üç fazlı transformatörler 1. Üç fazlı transformatörlerin özellikleri Üç fazlı trafolar yapı ve çalışma ilkesi bakımından bir fazlı trafolara benzer. Üç adet bir fazlı trafoyla üç fazlı trafo yapılabilir. Kullanılan nüvenin hacmini azaltmak için üç ayaklı bir nüve üzerine primer ve sekonder sarımları döşenerek de üç fazlı trafo üretilebilir. Üç fazlı trafoların sac nüveleri çoğunlukla yandaki "c" şeklinde verildiği gibidir. Üç sargı da aynı nüve üzerine sarılarak üretilen üç fazlı trafolarda kullanılan sac miktarı az olmasına rağmen bu yöntem tercih edilmez. Çünkü bu tip makinelerde bir sargıda arıza oluşunca tüm nüvenin sökülmesi gerekir. Bu da işçilik süresini ve maliyeti artırır. 2. Üç fazlı transformatörlerin yapısı Bu tip trafoların nüveleri 0,35 mm kalınlığında, bir yüzeyi yalıtılmış ince çelik saclardan yapılır. Nüveler çekirdek ve mantel (manto) tipi olabilir. Mantel tipi nüvelerde ortadaki ayaklar yandaki ayakların iki katı kalınlığında yapılarak her fazın manyetik alanlarının dengeli olarak dolaşması sağlanmış olur. Yandaki şekilde üç fazlı trafoların nüvelerini oluşturmada kullanılan sacların yapılarına ilişkin şekiller verilmiştir. Küçük güçlü üç fazlı trafolarda silindirik kesitli, emaye ile yalıtılmış bobinaj telleri kullanılır. Büyük güçlü trafolarda kullanılan a b c Üç fazlı trafo nüvesi çeşitleri kalın kesitli tellerin dış yüzeyinde ise pamuk ipliğinden yapılmış yalıtkan kılıf bulunur. Bazı büyük güçlü trafolarda alüminyumdan yapılmış iletkenlere de rastlanır. 3. Üç fazlı transformatörlerin soğutulması Yüksek akımla çalışan üç fazlı trafoların fazla ısınmasını önlemek için normal ortam havasıyla, pervaneyle, suyla ve yağ ile soğutma yapılmaktadır. Elektrikli kaynak makinelerinde çoğunlukla elektronik devreli (PTC, NTC, bimetalli termostat, yarı iletken ısı sensörü içeren) pervaneli soğutma düzeneği vardır. Makine normal seviyenin üzerinde ısındığında ısı algılayıcı röleyi çalıştırmakta, röle ise pervaneyi döndüren motoru beslemektedir. nüve primer ve sekonder makara Üç fazlı trafonun primer ve sekonder sarımlarının nüve üzerine sarılışına ilişkin örnekler Üç fazlı trafolarda kullanılan sacların biçimlerine ilişkin örnekler 158

155 R T Mp R T R T R T Mp U V W U V W U V W U V W 1 ya da 2 X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z a b c Üç fazlı trafoların sargılarının a. yıldız, b. üçgen, c. zikzak olarak bağlanış şekilleri bağlantı grubu üst gerilim vektör alt gerilim bağlantı şekli üst gerilim alt gerilim sembol bağlantı grubu üst gerilim vektör alt gerilim bağlantı şekli üst gerilim alt gerilim sembol A 1 U V W u v w U V W u v w Dd 0 C 1 U V W w u v U V W u v w Dy 5 A A 2 V W u v w U V W u v w Yy 0 C C 2 U V W w u v U V W u v w Yd 5 A 3 U V W u v w U V W u v w Dz 0 C 3 U V W w u v U V W u v w Yz 5 B B 1 B 2 B 3 U U U V V V W W W w w w v v v u u u U V W U V W U V W u v w u v w u v w Dd 6 Yy 6 Dz 6 D D 1 D 2 D 3 U U U V V V W W W v u v u v u w w w U V W U V W U V W u v w u v w u v w Dy 11 Yd 11 Yz 11 Üç fazlı trafoların bağlantı grubu çeşitleri 4. Üç fazlı transformatörlerin sargılarının bağlanış şekilleri Üç fazlı trafonun içinde bulunan 6 adet (üçü primer, üçü sekonder) çalışabilmesi için "yıldız", "üçgen" ya da "zikzak" olarak bağlanması gereklidir. En çok kullanılan bağlantı yıldız ya da üçgen tipidir. Zikzak bağlantı daha çok sekonder sargılarına uygulanan bir yöntemdir. Üç fazlı trafoların primer ve sekonder sargılarının bağlantıları değişik şekillerde düzenlenerek gruplar oluşturulur. Bu bağlantılar A, B, C ve D olmak üzere dört grupta toplanır. Her grup kendi içinde üç farklı şekilde olabildiğinden toplam 12 çeşit bağlantı söz konusudur. Yukarıdaki çizelgede verilen bağlantı grupları ifade edilirken primer sargı uçları büyük harfle, sekonder sargı uçları ise küçük harfle gösterilir. A grubu bağlantıda primer ve sekonder sarımları arasındaki faz farkı 0 'dir. Yani faz farkı yoktur. B grubu bağlantıda primer ve sekonder sarımları arasındaki faz farkı 'dir. C grubu bağlantıda primer ve sekonder sarımları arasındaki faz farkı 'dir. Yani sekonder gerilimi primer geriliminden 150 geridedir. D grubu bağlantıda primer ve sekonder sarımları arasındaki faz farkı 'dir. Yani sekonder gerilimi primer geriliminden 330 geridedir. Bu açıklamalara göre A ile B ve C ile D grupları birbirinin tersi özelliktedir. 159

156 Üç fazlı trafoların sargılarının bağlanış şekillerine ilişkin yaygın olarak kullanılan örnekler yanda verilmiştir. "a" şeklinde Dy 5 adlı bağlantı verilmiştir. Burada "D" harfi delta (üçgen) sözcüğünün kısaltması olup sargının üçgen, "y" harfi ise sekonder sargının yıldız bağlı olduğunu ifade eder. "5" rakamı ise primer ve sekonder sarımları arasında 'lik faz farkı olduğunu belirtir. "b" şeklinde Yy 0 adlı bağlantı verilmiştir. Burada "Y" harfi primer sargının yıldız, "y" harfi sekonder sargının yıldız bağlı olduğunu gösterir. "0" rakamı ise primer ve sekonder sarımları arasında 'lik faz farkı olduğunu belirtir. "c" şeklinde Yz 5 adlı bağlantı verilmiştir. Burada "Y" harfi primer sargının yıldız, "z" harfi sekonder sargının zikzak bağlı olduğunu gösterir. "5" rakamı ise primer ve sekonder sarımları arasında 'lik faz farkı olduğunu belirtir. R T R T R T U V W U V W U V W X Y Z a. Üçgen/yıldız (Dy 5) bağlantı Üç fazlı trafoların sargılarının bağlanış şekillerine ilişkin örnekler X Y Z b. Yıldız/yıldız (Yy 0) bağlantı X Y Z x y z c. Yıldız/zikzak (Yz 5) bağlantı x y z x y z u v w u v w u v w R T Mp R T Mp R T Mp 5. Üç fazlı transformatörlerde sarım hesapları ve bobinlerin sarılışı Üç fazlı trafoların sarım hesapları bir fazlı trafoların sarım hesaplarıyla hemen hemen aynıdır. Trafoda üç adet faz sarımı vardır. Tek fazın hesabının yapılması üretim için yeterli olmaktadır. Örnek Trafonun görünür gücü Girişin hat gerilimi : 2 2,5 kva 2500 VA : V 1h 380 V Girişin faz gerilimi 380 : V V 3 Çıkışın hat gerilimi : V 2h 220 V Çıkışın faz gerilimi 220 : V V 3 Şebeke frekansı : f 50 Hz Trafonun verimi : % 95 acın manyetik akı yoğunluğu : B Gauss Telin akım yoğunluğu : J 2,3 A/mm 2 argılardaki gerilim düşümü : e % 5 0,05 V Trafo gücüyle nüve kesiti arasındaki ilişkiyi veren katsayı : C 0,9 argıların bağlantı şekli : yıldız/yıldız acın kalınlığı : 0,4 mm 160

157 Çözüm a. Manyetik nüvenin kesitinin hesaplanması n C , ,74 cm 2 3 Manyetik nüvesinin "a" ve "b" kenarlarının oluşturduğu şekil kare ya da dikdörtgen görünümünde olabilir. Bu örnekte nüveyi dikdörtgen olarak kabul edelim. n a.b şeklindeki denklemde "a" kenarının 8 cm olduğunu kabul edersek, n a.b eşitliğinden "b" çekilerek, b n yazılabilir. a b n a 36,74 8 4,59 cm 4,6 cm. "b" değerine % 5-10 oranında bir kabarma payı eklenerek gerçek değer bulunur. 4,6 cm'nin % 10'u 0,46 cm'dir. 4,6 cm ile 0,46 cm değerini toplarsak, 4,6 + 0,46 5,06 cm bulunur. Bu değeri hesaplamaları sadeleştirmek için 5 cm olarak alabiliriz. Yapılan hesaplamalara göre nüvenin boyutlarının, a 8 cm 80 mm, b 5 cm 50 mm olduğu anlaşılır. b. Primer sargının gücünün hesaplanması ,57 VA η 0, 95 c. Primer ve sekonder sarımlarının sipir sayılarının hesaplanması Manyetik akı değeri : φ B. n , Maxwell Primerin sipir sayısı : N 1 8 V1.10 4,44. φ. f sipir bulunur. 4, Trafoda e % 5'lik gerilim düşümü olduğu kabul edilerek çıkış geriliminin (V 2 ) değeri 127 volt yerine, V (127.0,05) 133,35 V alınır. Bu değere göre, ekonderin sipir sayısı : N 2 8 V2.10 4,44. φ. f 8 133, sipir bulunur. 4, ç. Primer ve sekonder akımlarının değerinin hesaplanması Primer iletkeninin akımı : I V1 h 2631,57 1, A ekonder iletkeninin akımı : I 2 2 V2 h , ,568 A 161

158 d. Primer ve sekonder iletkenlerinin kesit değerlerinin hesaplanması I Primer iletkeninin kesiti : s ,739 mm 2 J 2, 3 I ekonder iletkeninin kesiti : s 2 2 6,568 J 2, 3 2,855 mm 2 e. Primer ve sekonder iletkenlerinin çap değerlerinin hesaplanması Primer iletkeninin çapı : d 1 4. s1 π 4.1,789 3,14 1,50 mm ekonder iletkeninin çapı : d 2 4. s2 π 4.2,855 3, 14 1,90 mm Bulunan çap değerleri çıplak bakır içindir. arımda kullanılan tellerin üzerinde ince bir katman hâlinde yalıtımı sağlayan emaye (ya da pamuk) vardır. Emayenin kalınlık değeri olan 0,10 mm'yi de eklediğimizde ihtiyacımız olan sarım telinin çapını tespit etmiş oluruz. Primer iletkeninin çapı : d 1 1,50 + 0,10 1,60 mm ekonder iletkeninin çapı : d 2 1,90 + 0,10 2,0 mm f. Primer ve sekonder sargılarının kalınlıklarının hesaplanması Trafonun nüve kesitinin ölçüleri, a 80 mm, b 50 mm olarak hesaplanmıştı. Pencere yüksekliği (h) "a"değerinin 2,5-3,5 katı kadar alınır. Örnekte katsayıyı "2,5" kabul edelim. Buna göre pencere yüksekliği, h a.2,5 80.2,5 200 mm 20 cm olarak bulunur. Makaranın yapımında kullanılacak presbantın kalınlığını 2 mm, makaranın yan kapağıyla nüve arasındaki hava aralığını 2 mm olarak kabul edersek, Makaranın içten içe yüksekliğini, h 1 h - 2.(hava aralığı + presbant kalınlığı) (2+2) mm olarak buluruz. I. Bir katta yan yana duran primer iletkeni sayısının hesaplanması ,36 sipir 116 sipir 1,60 Çıkan sonuca göre primer sargısının makarasının bir katında yan yana sarılan tel sayısı 116 adetttir. II. Primer sargısının kat (katman) sayısının hesaplanması Primerin sipir sayısı 245 olarak bulunmuştu. Her bir katta 116 sipir olduğuna göre, 245 / 116 2,11 sayısı bulunur. Küsuratlı değer tam haline getirilir ve 3 olarak kabul edilir. III. Primer sargısının kalınlığının (yüksekliğinin) hesaplanması Trafonun primeri sarılırken her bir tel katı arasına yalıtım için 0,30 mm kalınlığında ve en 162

159 üste de 0,50 mm kalınlığında presbant koyduğumuzu kabul edersek primer sargının gerçek yüksekliğini tespit edebiliriz. 3 katlı sarımda her kat arasına konulan 2 adet 0,30 mm'lik presbantın toplam yüksekliği, 2.0,30 0,60 mm En üste konulan presbantın kalınlığı 0,50 mm Toplam presbant kalınlığı, 0,60 + 0,50 1,1 mm Primer iletkeninin çapı 1,60 mm. 3 katlı telin yüksekliği, 1, ,8 mm Toplam yükseklik Katlar arasına konulan presbantların yüksekliği + en üste konulan presbantın yüksekliği + tellerin yüksekliği 0,60 + 0,5 + 4,8 5,9 mm Bu değer sargıların kabarma payı da dikkate alınarak 7 mm olarak alınabilir. IV. Bir katta yan yana duran sekonder iletkeni sayısının hesaplanması sipir 2 Çıkan sonuca göre sekonder sargısının makarasının bir katında yan yana sarılan tel sayısı 96'dır. V. ekonder sargısının kat (katman) sayısının hesaplanması ekonderin sipir sayısı 148 olarak bulunmuştu. Her bir katta 96 sipir olduğuna göre, 148 / 96 1,54 sayısı bulunur. Küsuratlı değer tam hâline getirilir ve 2 olarak kabul edilir. VI. ekonder sargısının kalınlığının (yüksekliğinin) hesaplanması Trafonun sekonderi sarılırken her bir tel katı arasına yalıtım için 0,30 mm kalınlığında ve en üste de 0,50 mm kalınlığında presbant koyduğumuzu kabul edersek sekonder sargının gerçek yüksekliğini tespit edebiliriz. 2 katlı sarımda her kat arasına konulan 1 adet 0,30 mm'lik presbantın toplam yüksekliği, 1.0,30 0,30 mm En üste konulan presbantın kalınlığı 0,50 mm Toplam presbant kalınlığı, 0,30 + 0,50 0,80 mm ekonder iletkeninin çapı 2 mm. 2 katlı telin yüksekliği, mm Toplam yükseklik Katlar arasına konulan presbantların yüksekliği + en üste konulan presbantın yüksekliği + tellerin yüksekliği 0,3 + 0, ,8 mm Bu değer sargıların kabarma payı da dikkate alınarak 7 mm olarak alınabilir. 163

160 g. ac nüvenin pencere genişliğinin hesaplanması Makaranın yan kapaklarının yüksekliği, içerisine sarılan sargının kalınlığından 2 mm daha büyük alınır. Nüvenin pencere genişliği (C p ) Makara ile nüve arasındaki hava boşluğu + makara kalınlığı + 1. fazın primer sargısının kalınlığı + 1. fazın sekonder sargısının kalınlığı + hava boşluğu + 2. fazın sekonder sargısının kalınlığı + 2. fazın primer sargısının kalınlığı + Makaryla nüve arasındaki hava boşluğu + makara kalınlığı değerleri hesaba katılarak tespit edilebilir. Bu değerlere göre, Nüvenin pencere genişliği (C p ) mm a/2 2 2 h a/2 4 4 C p C p a/2 a a/2 4 4 Nüve ölçüleri ac ölçüleri ğ. Manyetik nüvenin ve sac ölçülerinin hesaplanması a 80 mm b 50 mm C p 44 mm h 200 mm 1 numaralı sacın ölçüleri acın eni: a 80 mm acın boyu: h + a mm b 50 acın sayısı: 2. 0, , adet 2 numaralı sacın ölçüleri acın eni: a 80 mm acın boyu: C p + a + C p mm acın sayısı:, 4 b 0 0, adet 164

161 3 numaralı sacın ölçüleri acın eni: a 80 mm acın boyu: h + a mm b 50 acın sayısı: 0, 4 0, adet 4 numaralı sacın ölçüleri acın eni: a 80 mm acın boyu: Cp + a b 50 acın sayısı: 2. 0, , adet a b a b a Makara ölçüleri h. Makaranın ölçülerinin hesaplanması 2 mm kalınlığında presbant kullanılarak aynı ölçülere sahip 3 adet makara hazırlanır. ı. Bobinlerin sarılması ve sacların montajı Bobinlerin sarılışı vesacların montajı önceki sayfalarda açıklandığı gibidir. 165

162 D. Transformatör sarımlarıyla ilgili uygulamalar (temrinler) Uygulama 1: Bir fazlı transformatör sarımı Amaç: Transformatör sarımlarıyla ilgili bilgi ve beceri kazanmak. İşlem basamakları 1. Trafonun çıkışından alınmak istenen görünür güç () değerini (örneğin 20, 30, 40, 50 VA vb.), giriş gerilimi (V 1 ) değerini (220 V), çıkış gerilimi (V 2 ) değerini (12 V, 24 V, 30 V vb.), frekansı (f), manyetik akı yoğunluğunu (B ila Gauss arası), akım yoğunluğu değerini (J 2 ila 2,5 A/mm 2 ), verimi (h % 90 ila % 96), nüve sacının ölçüleri (a, b, h, C p ), sargılardaki gerilim düşümünü (e % 2-4), nüvenin tipini (mantel ya da çekirdek), presbant kalınlıklarını göz önüne alarak bir fazlı trafonun hesaplamalarını yapınız. 2. Hesaplamalardan elde edilen değerlere göre makarayı yapınız. 3. Makaranın içine ve kenarlarına uygun olarak hazırlanmış destekleri kullanarak çıkrık bağlantısını yapınız. 4. Primer sargısını kurallara uygun olarak sarınız. Her sargı katını presbant ile yalıtınız. 5. ekonder sargısını kurallara uygun olarak sarınız. Her sargı katını presbant ile yalıtınız. 6. acları makaraya takınız. 7. argıların sağlamlık testini yapınız. 8. Çıkışa uygun bir yük bağlayarak girişe AC gerilim uygulayıp aygıtın çalışmasını gözleyiniz. 7. Trafonun gövdesi üzerine bilgi etiketi yapıştırarak kullanıma hazır hale getiriniz. orular 1. Trafonun çalışma ilkesini açıklayınız. 2. Trafonun nüvesi gereğinden küçük yapılırsa ne olur? Açıklayınız. 3. Trafolarda demir ve bakır kayıpları nedir? Açıklayınız. Uygulama 2: Ototransformatörü sarımı Amaç: Transformatör sarımlarıyla ilgili bilgi ve beceri kazanmak. İşlem basamakları 1. Okul imkânlarına göre belirlenen değerlere göre gerekli hesaplamaları yapınız. 2. Hesaplamalardan elde edilen değerlere göre makarayı yapınız. 3. Makaranın içine ve kenarlarına uygun olarak hazırlanmış destekleri kullanarak çıkrık bağlantısını yapınız. 4. Primer sargısını kurallara uygun olarak sarınız. Her sargı katını presbant ile yalıtınız. 5. ekonder sargısını kurallara uygun olarak sarınız. Her sargı katını presbant ile yalıtınız. 6. acları makaraya takınız. 7. argıların sağlamlık testini yapınız. 8. Çıkışa uygun bir yük bağlayarak girişe AC gerilim uygulayıp aygıtın çalışmasını gözleyiniz. 7. Trafonun gövdesi üzerine bilgi etiketi yapıştırarak kullanıma hazır hale getiriniz. orular 1. Ototrafosunun iyi ve kötü yanlarını açıklayınız. Uygulama 3: Üç fazlı transformatör sarımı Amaç: Transformatör sarımlarıyla ilgili bilgi ve beceri kazanmak. İşlem basamakları 1. Okul imkânlarına göre belirlenen değerlere göre gerekli hesaplamaları yapınız. 2. Hesaplamalardan elde edilen değerlere göre makarayı yapınız. 3. Makaranın içine ve kenarlarına uygun olarak hazırlanmış destekleri kullanarak çıkrık bağlantısını yapınız. 166

163 4. Primer sargısını kurallara uygun olarak sarınız. Her sargı katını presbant ile yalıtınız. 5. ekonder sargısını kurallara uygun olarak sarınız. Her sargı katını presbant ile yalıtınız. 6. acları makaraya takınız. 7. argıların sağlamlık testini yapınız. 8. Çıkışa uygun bir yük bağlayarak girişe AC gerilim uygulayıp aygıtın çalışmasını gözleyiniz. 7. Trafonun gövdesi üzerine bilgi etiketi yapıştırarak kullanıma hazır hâle getiriniz. Not: Üç fazlı trafonun sadece hesaplamaları yapılıp bırakılabilir. Zira üç fazlı trafo sarımı çok uzun süre alan ve maliyeti yüksek bir uygulamadır. Büyük güçlü trafo örneği Yüksek güçlü üç fazlı trafo örneği 167