Doğru Akım Motorları Çalışma Prensibi | DersinÖzü

Doğru Akım Motorları Çalışma Prensibi

Nil Uslu
Nisan 5, 2018

Elektromagnetizmada, sonunda tamamen ayni şeyi ifade eden iki temel prensip vardır. Bunlardan biri motor prensibidir: bir magnetik alan içerisindeki telden akan akım hareket meydana getirir. Öteki ise üreteç yahut dinamo prensibidir; bir tel bir magnetik alanı içerisinde hareket ederse telde bir akım meydana gelir. Yani:

Motor prensibi:

akım + alan → hareket

Üreteç prensibi:

hareket + alan → akım

Doğru akım motorları mıknatıslardan ve bobinlerden yapılmıştır. Üreteçte bobin mıknatısın kutupları arasında döner ve bunun sonucunda bobinden bir akım akar. Motor bunun tam tersidir. Bobinden geçen akım bunun dönmesine sebep olur. Bobindeki akım onu, kendi kuzey ve güney kutupları bulunan bir mıknatıs haline getirir. Bu kutuplar sabit mıknatısların kutuplarını iter ve çeker, bu itme ve çekme kuvvetlerinin birlikteki etkisi ile bobin döner.

Motor bobini harekete başlayınca üreteç prensibinin çalışmasını gerektiren iki şey —hareket ve alan— ortaya çıkar ve hareket ile alanın sonucu motor bobininden akım akmasıdır. Bu, fazladan bir akımdır ve bobini döndüren sürekli doğru akımdan ayrı bir akımdır. Acaba bu akım hangi yönde akar? Hiçten bir şey meydana gelmez prensibinden faydalanarak bu yön bulunabilir. Motor bobinini hareket ettirmek için bobine doğru akım kaynağından elektrik enerjisi verilmektedir.

Şimdi üreteç etkisinden dolayı meydana gelecek olan akımın akabileceği iki yön vardır — ya doğru akımlar aynı yöndedir, yahut ta bu akıma terstir. Doğru akımla aynı yönde akarsu motoru çeviren akımı arttırır, motorun hızı artar, böylece üretilen akım artar ve bobin gitgide daha hızlı dönmeye başlar. O halde motoru çeviren akımın verdiği enerji ne kadar (yahut ne kadar küçük) olursa olsun motor sonsuz miktarda kinetik enerji (hareket enerjisi) kazanmış olacaktır. Bu da «hiç bir şeyden bir şey elde etme» prensibine aykırıdır. Öyleyse üretilen akım ters yönde akmalıdır. Daima motoru çeviren akıma karşı gelmelidir. Motorun komütatörü doğru akımın yönünü her devirde iki defa değiştirir, böylece üretilen ters akımın yönü de her devirde iki defa değiştirilmiş olur.

Bobin harekete geçince içinde ayrı bir elektrik kaynağı varmış gibi davranır. Elektrik akımı kaynaklan elektriksel basınç farkları yahut gerilimidir. Bunun başka bir adı da elektromotor kuvvet (e.m.k.) tir— elektrik akımını oluşturan elektronları hareket ettiren kuvvet. Üreteç haline gelen motorun verdiği e.m.k., (onu çalıştıran) doğru akımı veren elektromotor kuvvete karşı geldiğinden buna TERS E.M.K. adı verilmiştir.

Ters e.m.k., motorun alabileceği akım miktarı üzerinde bir frenleme etkisi yaptığı için motorun hızını sınırlar. Aslında karşı gelen e.m.k., hemen hemen motoru döndüren e.m.k. kadar büyüktür. Motor 240 voltluk bir doğru gerilimle çalışıyorsa, motor dönmekte iken meydana gelen ters e.m.k. yaklaşık olarak 230 volt olur.
O halde etkin e.m.k. sadece 10 volttur.

Ancak bazen akımın sınırlanması gerekli olur. Motoru döndüren gerilim 240 volt olsun ve ters e.m.k. bulunmasın. öyleyse bobine Ohm kanunu uygulanarak:

gerilim = akım x direnç

240 volt = akım (amper) x 1 ohm

akım = 240 amper

Bu çok büyük bir akımdır ve bobini hemen yakar.

Ters e.m.k. varken bobine Ohm kanunu uygulanarak:

gerilim = akım x direnç

(240-230) volt = (amper) x 1 ohm

akım =10 amper

Bobin bu akıma dayanır. Bobin tam hızla dönerken bobinden geçen akım 10 amper kadar olacaktır. Fakat motorun tam harekete geçtiği anda hızı ve ters e.m.k. çok küçüktür. O zaman akım hemen hemen 240 amper olur, yukarıda hatırlatıldığı gibi, bu akım bobinin dayanabileceğinden çok daha büyüktür. Binaenaleyh motor hız alırken (ve ters e.m.k. meydana gelinceye kadar) akımı azaltmak için bir çare bulmak gerekir. Pratikte bu iş bobine bir direnç ilâve edip akımın akışına karşı koyma etkisini artırmak suretiyle akımın şiddetini azaltmakla yapılır. Bu dirence yolverme direnci denir. Bu, motorun bobinine seri olarak ilâve edilmiş ayrı bir dirençten ibarettir. Motor hızlandıkça ters e.m.k. artar ve motor tam güç ile ve tam yolla çalışıncaya kadar yol verme direnci yavaş yavaş azaltılır

Bir doğru akım motoru dönerken bobinden akan akımın miktarını sınırlayan bir ters e.m.k. üretir. Fakat motorun harekete geçtiği sırada, tam hızını alması ve ters e.m.k. in ortaya çıkması için bir zaman geçer. Yolverme direnci olmazsa bu zaman süresince bobinden geçen akım çok büyük olur. Bu direnç bobinden geçen akımı kontrol eder. İlk resimde motor durur gibidir ve akım yolverme direncinin tamamından geçirilerek sınırlanmıştır. Motor hızlanıp ters e.m.k. arttıkça yol verme direnci azaltılır ve, son resimde olduğu gibi, sonunda kısa devre edilir. Bobinden geçen akım dönüş hızını belirttiğinden, yol verme direnci motorun hızını değiştirmekte de kullanılabilir.

ALES
19 Kasım 2017

Üye OlŞifremi Unuttum