Elektrik Makinaları Dersi 4. Ünite Sorularla Öğrenelim

Asenkron Makinalar

1. Soru

Asenkron motorların çalışma prensibi nasıldır?

Cevap

Asenkron motorların çalışması transformatörlerin çalışma prensibine benzer. Motorun stator sargısı transformatörün primer sargısı gibi, rotor sargısı veya kısa devre çubukları da transformatörün sekonder sargısı gibi davranır. Motorun stator sargılarına birbirinden 120o faz farklı üç fazlı bir gerilim uygulandığında sargılarda üç fazlı bir döner alan meydana gelir. Statora uygulanan şebeke geriliminin bir periyodunda manyetik kutupları bir tur dönerler. Şebeke frekansı 50 Hz olduğu için manyetik alan kutupları saniyede 50 defa, dakikada 3000 defa döner. Meydana gelen bu döner alan aynı zamanda rotor sargılarını veya rotor çubuklarını da keser. Stator döner alanı tarafından kesilen rotor sargılarında veya rotor çubuklarında bir gerilim endüklenir. Endüklenen gerilimden dolayı rotor çubuklarında bir akım dolaşır. Rotor çubuklarında dolaşan akımdan dolayı rotorda, statora benzer kutuplar meydana gelir. Aynı olan manyetik kutuplar (N-N veya S-S) birbirini iter, farklı olan manyetik kutuplar ise birbirini çeker. Buna göre aynı polariteli olan stator ve rotor kutupları birbirini iter, farklı olan stator ve rotor kutupları birbirini çeker. Bu prensibe göre stator kutupları dönerken rotor kutupları da dolayısıyla rotor da stator döner alanıyla birlikte döner.


2. Soru

Stator sargılarının bağlanma şekilleri nelerdir, stator sargılarında hangi sarım teknikleri kullanılmaktadır?

Cevap

Stator sargıları yıldız veya üçgen bağlanır. Stator sargılarının sarım şekli ve nüve oluklarına yerleştirme şekline göre “el sargı” ve “kalıp sargı” olmak üzere iki çeşit sarım tekniği kullanılmaktadır.


3. Soru

Asenkron motorlarda hız kontrolü nasıl yapılır?

Cevap

Asenkron motorların hızı şebeke frekansına ve kutup sayısına bağlıdır. Şebekeden doğrudan beslenen asenkron motorlarda devir sayısı sabittir. Ancak bazı uygulamalarda motora çift sargı yerleştirilerek iki farklıdevirde çalışma da sağlanır. Güç elektroniği teknolojilerinin hızla gelişmesi ve ucuzlaması sonucu inverterler asenkron motorları sürmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. İnverterler asenkron motorun besleme frekansını değiştirerek hızlarının da çok geniş sınırlar arasında kontrol edilmesine imkân sağlamaktadır.


4. Soru

Rotor hızının statorda oluşan döner manyetik alanın hızından daha düşük olmasının sebebi nedir?

Cevap

Bir asenkron motorun stator sargıların alternatif bir gerilim uygulandığında stator sargılarında döner bir manyetik alan meydana gelir. Rotor ilk anda durgun durumda olduğundan dolayı rotor, transformatörlerin kısadevre edilmiş sekonder sargısı gibi davranır. Manyetik alan tarafından kesilen rotor çubuklarında bir gerilim endüklenir. Endüklenen gerilim sonucu rotor çubuklarından akım geçer ve rotorda da stator kutup sayısına eşit sayıda manyetik kutuplar meydana gelir. Rotor manyetik kutupları stator döner manyetik kutuplarına kilitlenerek dönmeye başlar. Rotor da stator döner alanıyla birlikte dönmeye başlar. Rotor hızlandıkça stator döner alanının rotor çubuklarını kesme hızı düşer. Bunun sonucu olarak rotor sargılarında endüklenen gerilim de azalır. Rotor hızı döner alanın hızına kadar hızlanır. Rotor senkron hızda döndüğü zaman döner manyetik alan rotor çubuklarını kesmez ve rotorda gerilim endüklenmez. Rotorda gerilim endüklenmeyince rotor hızı düşer. Rotor hızı düşünce, rotor çubuklarında tekrar gerilim endüklenir ve rotor döner alanla birlikte dönmeye başlar. Ancak rotorun dönüş hızı döner alanın dönüş hızından daha düşüktür. Motorun çalışmasını devam ettirebilmesi için rotor statordan daha düşük bir devir sayısında döner.


5. Soru

Asenkron makinalar neden bu şekilde adlandırılmaktadır?

Cevap

Üç fazlı bir asenkron motorun stator sargılar üç fazlı bir gerilim kaynağına bağlandığında stator sargılarında bir döner alan meydana gelir. Bu üç fazlı döner alan rotor çubuklarında veya sargılarında bir gerilim endükler. Rotor çubukları her iki taraftan kısa devre edildikleri için endüklenen gerilimden dolayı rotor çubuklarında bir kısa devre akımı akmaya başlar. Rotor çubuklarında dolaşan bu kısa devre akımından dolayı rotorda da bir manyetik alan meydana gelir. Rotorda meydana gelen manyetik alan ile statorda meydana gelen döner manyetik alanın birbirini etkilemesi sonucu rotor dönmeye başlar. Motor çalışmada rotorun dönme hızı döner alanın dönme hızından daha düşük değerdedir. Bundan dolayı bu makinalar asenkron makinalar olarak adlandırılır.


6. Soru

Asenkron makinalar nedir?

Cevap

Asenkron makinalar, endüstride en yaygın kullanılan elektrik makinalarıdır. Asenkron makinalar çoğunlukla motor olarak kullanılırlar. Asenkron makinalar üç fazlı ve bir fazlı olarak imal edilirler. Yüksek güçlü asenkron makinalar (yaklaşık olarak 1 kW’dan daha yüksek güçlerde) üç fazlı olarak, bir fazlı asenkron makinalar ise daha düşük güçlerde imal edilirler. Asenkron makinalar hem generatör hem de motor olarak çalışabilirler. Endüstriyel uygulamalarda genellikle üç fazlı asenkron motorlar tercih edilirler. Asenkron motorlar, endüksiyon prensibine göre çalıştıkları için endüksiyon motorları olarak da adlandırılırlar.


7. Soru

Rotor nedir?

Cevap

Asenkron motorların dönen kısmına rotor denir


8. Soru

Asenkron motorlarda oluşan kayıplar nelerdir?

Cevap

Asenkron motorlarda, diğer elektrik makinalarında olduğu gibi çeşitli kayıplar meydana gelir. Bir asenkron motorun başlıca kayıpları stator bakır kayıpları, stator demir kayıpları (nüve kayıpları), rotor bakır kayıpları, ve mekanik sürtünme ve rüzgar kayıplarından oluşmaktadır. Stator bakır kayıpları stator sargılarının direncinden kaynaklanan ısıl kayıplardır (I2 R1). Rotor bakır kayıpları rotor direncinde dolayı meydana gelen ısıl kayıplardır. Stator ve rotor bakır kayıpları motor yüklendikçe artan kayıplardır. Mekanik sürtünme kayıpları ise rulmanlarda meydana gelen mekanik sürtünmeden kaynaklanır. Rüzgar kayıpları ise rotor yüzeyinin hava ile sürtünmesinden kaynaklanan kayıplardır. Asenkron motorların demir kayıpları transformatörlerde olduğu gibi girdap ve histeresiz kayıplarından oluşmaktadır. Mekanik sürtünme ve rüzgar kayıplarıyla demir kayıpları yük akımı ile değişmez ve sabittirler.


9. Soru

Asenkron motorlarda kaç çeşit rotor kullanılmaktadır?

Cevap

Asenkron motorlarda iki çeşit rotor kullanılır: Sincap kafesli rotorda rotor yüzeyine açılan oluklara dökme alüminyumdan oluşan kısa devre çubukları yerleştirilir. Kısa devre çubukları rotorun her iki tarafından kısa devre edilmiştir. Her iki tarafından kısa devre olan rotor çubukları sincap kafesine benzediği için bu tür motorlar sincap kafesli veya kısa devre rotorlu asenkron motorlar olarak anılmaktadırlar. Bazen de asenkron motorun rotor oluklarına sargı sarılır. Bu tür asenkron motorlara da rotoru sargılı asenkron motor denir. Rotor sargıları motor milinin üzerine yerleştirilmiş bileziklere bağlanır. Bu tür asenkron motorlara bilezikli asenkron motorlar da denir.


10. Soru

Stator nedir?

Cevap

Asenkron motorların duran kısmına stator denir.


11. Soru

Asenkron motorlarda seri direnç ile yol verme nasıl gerçekleştirilir?

Cevap

Bir asenkron motora seri direnç ile yol vermek ilk kalkınma akımını sınırlar. Motorun ilk kalkınma anında şebekeden çektiği akım seri direnç üzerinden geçtiği için seri direnç üzerinde gerilim düşümüne sebep olur. Motor stator sargılarına daha düşük bir gerilim uygulanmış olur. Seri direnç tek kademe olarak kullanılabildiği gibi kademeli olarak da kullanılabilir. Seri direncin değeri, motorun ilk kalkınma anında anma akımının kaç katı kadar akım çekmesine izin verilmesine göre hesaplanır. Seri direncin tamamının veya kademeli ise hangi kademesinin ne zaman devreden çıkarılacağı motor akımının ne kadar sürede normal değerine düşmesine bağlıdır. Seri direnç ile yol verme devresi elektromekanik kontaktör ve zaman rölesi yardımıyla veya PLC kullanılarak gerçekleştirilebilir.


12. Soru

Asenkron motorların doğru akım makinalarına göre avantajları nelerdir?

Cevap

Doğru akım makinaları gibi fırça ve kolektör olmadığı için asenkron motorlar patlayıcı ve yanıcı maddelerin bulunduğu ortamlarda rahatlıkla kullanılabilirler. Asenkron motorlar doğru akım motorlarına göre aynı güç değeri için daha küçük, daha hafif ve daha ucuzdurlar.


13. Soru

Rotor parametrelerinin stator tarafına indirgenmesi nasıl yapılır?

Cevap

Rotor parametrelerinin stator tarafına indirgenmesi transformatörlerin sekonder sargı parametrelerini primer tarafa indirgenmesi gibi yapılır. Buna göre rotor empedansı stator tarafına dönüştürülürken etkin dönüştürme oranının (?eff) karesiyle çarpılır. Rotor gerilim dönüştürülürken etkin dönüştürme oranıyla çarpılır, akım ise etkin dönüştürme oranına bölünerek dönüştürülür


14. Soru

Boş çalışma deneyinin yapılış amacı nedir?

Cevap

Boş çalışma deneyi asenkron motorun sürtünme kayıpları ve boş çalışma bileşenlerini belirlemek amacıyla gerçekleştirilir


15. Soru

Kayma devir sayısı nedir?

Cevap

Rotor devir sayısı ile senkron devir sayısı arasındaki farka kayma devir sayısı denir.


16. Soru

Kutup sayıları nasıl değiştirilir?

Cevap

Kutup sayısının değiştirilmesi iki şekilde gerçekleştirilir. Birinci yöntemde kutup sargılarının bobin bağlantıları değiştirilerek kutup sayıları 2:1 oranında değiştirilir. İkinci yöntemde ise statorda farklı kutup sayılarında sarılmış çift sargılı stator ile motor iki devirli olarak çalıştırılabilir.


17. Soru

Eşdeğer devre parametrelerinin hesaplanması nasıl yapılır?

Cevap

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


18. Soru

Asenkron motorların eşdeğer devreleri ne için kullanılır?

Cevap

Asenkron motorların kararlı hal analizinde genelde eşdeğer devre modellerinden yararlanılır.


19. Soru

Stator sargısı DC deneyi nasıl yapılır?

Cevap

Eşdeğer devredeki stator sargısına ait direnç stator sargılarına DC bir gerilim uygulanarak hesaplanır. Stator sargılarından motor anma akımından yüksek akım geçirilmemelidir. Şekil 4.12’de stator sargı dirençlerini hesaplamak için kullanılacak deney bağlantı şeması görülmektedir. Stator sargıları hem üçgen hem de yıldız olarak bağlı olabilir. Direnç sargı çeşidine göre farklı formüllerle hesaplanır.


20. Soru

Kilitli rotor deneyi nasıl yapılır?

Cevap

Kısa devre deneyinde asenkron motorun rotoru dönmeyecek şekilde sabitlenir. Boş çalışma deneyinde olduğu gibi üç adet ampermetre, bir adet voltmetre ve iki adet watt-metre kullanılarak deney gerçekleştirilir. Kilitli rotor deneyinde ayarlı kaynak gerilimi değiştirilerek stator sargılarından tam yük akımı geçinceye kadar artırılır. Ölçü aletlerinden okunan değerler kaydedilir. Bu deneyde mıknatıslanma akımı ihmal edilir ve şebekeden çekilen akımın rotor devresinden geçtiği kabul edilir. Motorun şebekeden çektiği toplam güç iki wattmetreden okunan güçlerin toplamına eşittir. Motorun şebekenden çektiği güç kullanılarak kilitli rotor deneyindeki güç katsayısı (Gk) hesaplanır. Empendans açısı bulunur. Toplam empedans hesaplanır. Toplam direnç ve toplam rektans hesaplanır.


21. Soru

Mekanik frenleme nasıl gerçekleştirilir?

Cevap

Motorun enerjisi kesildikten sonra, motor miline bağlı disk balatalar yardımıyla sıkıştırılarak durdurulur. Balata sistemi tamamen mekanik olduğu gibi elektromekanik sistemler de kullanılabilir.


22. Soru

Boş çalışma deneyi nasıl yapılır?

Cevap

Deneyde üç adet ampermetre, bir voltmetre ve iki adet watt-metre kullanılarak gerçekleştirilir. Motor milinde herhangi bir yük bulunmadığı için motorun şebekeden çektiği güç sadece sürtünme kayıplarını ve demir kayıplarını karşılar. Boş çalışma deneyinde çok küçük değerde de olsa statorda ve rotorda bakır kayıpları da meydana gelir. Bu kayıpların değeri boş çalışmada çok küçük olduğu için ihmal edilir. Motorun şebekeden çektiği güç iki watt-metrenin ölçtüğü güçlerin toplamına eşittir. Bu güç motorda, boş çalışmada meydana gelen kayıpların toplamına eşittir. Motorun boşta şebekeden çektiği güç nüve kayıpları ile mekanik sürtünme ve rüzgâr kayıplarının toplamına eşit olarak kabul edilir. Boş çalışma deneyindeki eşdeğer giriş empedansı yaklaşık olarak mıknatıslanma stator reaktansı ile mıknatıslanma reaktansının toplamına eşittir.


23. Soru

Devrilme momenti nedir?

Cevap

Motorun ürettiği maksimum momente devrilme momenti denir. Bu moment motorun anma yük momentinin, yaklaşık olarak, 1.5 ila 2.5 katı kadardır. Devrilme momenti eşdeğer devre parametreleri kullanılarak yaklaşık olarak hesaplanabilir.


24. Soru

Motorun senkron hızını değiştirerek yapılan hız kontrolü hangi metotlarla gerçekleşir?

Cevap

Kutup sayısı ve besleme gerilimi frekansı değiştirilerek yapılan hız kontrolünde motorun senkron hızı değişir.


25. Soru

Motorun hız-moment karakteristiği değiştirilerek rotor hızının değiştirildiği metotlar hangileridir?

Cevap

Stator gerilimini değiştirme ve rotor sargılarına seri direnç bağlama metotlarıdır


26. Soru

Anma hızından yüksek hızlarda şebeke geriliminin anma değerinde sabit tutulmasının sebebi nedir?

Cevap

Anma hızından yüksek hızlarda ise şebeke gerilimi anma değerinde sabit tutulur. Şebeke geriliminin anma geriliminden yüksek değerlere çıkartılması motorun sargılarının zarar görmesine sebep olur. Anma hızından yüksek hız değerleri elde etmek için frekansın anma frekansından yüksek değerlere çıkartılması gerekir. Gerilim anma değerinde sabit tutulup frekans anma değerinden yüksek değerlere kadar artırılırsa motorun stator ve rotor reaktansları arttığı için motorun şebekeden çektiği akım azalır. Dolayısıyla hava aralığındaki manyetik akı ve motorda endüklenen moment azalır. Anma hızından yüksek hızlarda asenkron motorlar anma momentinden daha düşük momentle çalışırlar.


27. Soru

Elektriksel frenleme nasıl gerçekleştirilir?

Cevap

Motorun enerjisi kesildikten sonar stator sargılarına kısa süre için ters yönde gerilim uygulanır. Ters yönde gerilim iki fazın yerleri değiştirilerek gerçekleştirilir. Ters yönde gerilim uygulandığı zaman, motor ters yönde dönmek isteyecek ve kısa sürede duracaktır. Motor durduktan hemen sonra ters yönde uygulanan enerji kesilmelidir. Aksi takdirde motorun sürdüğü yük/sistem de ters yönde dönmeye başlayarak tehlikeli sonuçlar doğurabilir. Bu yöntem yüksek atalet momentine sahip sistemler için uygun değildir. Sistem mekanik olarak zarar görebilir


28. Soru

Asenkron motorlarda inverter ile yol verme nasıl gerçekleştirilir?

Cevap

İnverterlerin asıl fonksiyonu motor besleme gerilimini ve frekansını değiştirerek motor hızını kontrol etmektir. İnverter ile çalışan asenkron motorlarda ilk kalkınma anında motora uygulanan gerilim ve motorun çektiği akım izlenerek motorun istenen değerde tutulabilir. İnverter bir yol verme yöntemi değildir ancak inverter ile çalışan motorlarda herhangi bir harici yol verme metoduna ihtiyaç yoktur. İlk kalkınma anındaki yüksek akımın kontrolü invterterin kendisi tarafından gerçekleştirilir. Buna ilaveten inverterin kendi koruması aşırı akımlara karşı hem kendini hem de motoru korur.


29. Soru

Dinamik frenleme nasıl gerçekleştirilir?

Cevap

Motorun enerjisi kesildikten sonra stator sargılarına kısa bir sure DC gerilim uygulanır. Statorda oluşan sabit manyetik alan rotorda büyük akımların gerilim ve akımların endüklenmesine sebep olur. Rotor kısa devre olduğu için endüklenen gerilim ve kısa devre akımların sonucu motor kısa sürede durur. Motor durduktan sonra kayıpları ve motorun aşırı ısınmaması için stator sargılarına uygulanan DC gerilim hemen kesilmesi gerekir. Bu frenleme sisteminde DC gerilim ihtiyacı bir doğrultucu devresi yardımıyla sağlanır. Sistemin elektromekanik kontaktörler ve zaman rölesi yardımıyla veya PCL gibi akıllı kontrol yöntemleriyle gerçekleştirilir.


30. Soru

Yol verme nedir?

Cevap

Asenkron motorların enerji uygulanıp çalıştırılmasına yol verme denir.


31. Soru

Asenkron motorların hızının inverterle kontrolünde şebeke geriliminin frekansa oranının sabit tutulmasının sebebi nedir?

Cevap

Şebeke frekansı değiştirildiği için motorun stator ve rotor reaktansları da değişir. Motor reaktansı değiştiği zaman empedansı ve dolayısıyla aynı besleme gerilimi için şebekeden çektiği akım değişir. Bundan dolayı motorun aşırı akım çekerek zarar görmemesi için şebeke gerilimin frekansa oranı (V/f) sabit tutulur


32. Soru

Asenkron motorlarda rotor direnci değiştirilerek hız kontrolü nasıl gerçekleşir?

Cevap

Rotor direnci, rotor sargılarına fırça-bilezikler üzerinden dışarıdan ekstra dirençler bağlanarak değiştirilir. Rotor direnci değiştirildiği zaman motorun momenti ve kayması değişir. Bunun sonucunda da motor hızı değişir. Bu yöntem kullanıldığı zaman, rotor devresine bağlanan dirençlerde bir güç kaybının meydana geldiği unutulmamalıdır. Rotor sargılarına bağlanan dirençlerin güç tüketebilen direnç çeşitlerinden olması gerekir. Bu yöntem sincap kafesli asenkron motorlarda kullanılmaz, sadece bilezikli (sargılı rotorlu) asenkron motorlarda kullanılır.


33. Soru

Asenkron motorlara doğrudan yol verme nasıl gerçekleştirilir

Cevap

Doğrudan yol verme metodunda da motor ilk kalkınma anında yüksek akım çeker. Ancak motor gücü düşük olduğu için motorun ilk kalkınma anında şebekeden çektiği yüksek akım ihmal edilebilir. Motor bir pako şalter veya mekanik kontaktörler yardımıyla start-stop butonlarıyla şebekeye doğrudan bağlanır.


34. Soru

Yüklü bir motorda hız moment ilişkisi nasıldır?

Cevap

Motorun ürettiği moment (Tm)) yük momentinden (Tyük) yüksek ise (Tm>Tyük) motor hızlanır. Motorun ürettiği moment yük momentinden düşük ise (Tm


35. Soru

Yüklü bir motorda besleme frekansı ve moment ilişkisi nasıldır?

Cevap

Asenkron motorların momenti besleme geriliminin karesiyle orantılı olarak değişir. Motorun besleme gerilimi değiştirildiği zaman motorun ürettiği moment değişir. Belli bir yük (pompa ve fan gibi yükler) altında çalışan bir motorda besleme gerilim artırılırsa motorun ürettiği moment yük momentinden yüksek olacağından dolayı motor hızı artar. Besleme gerilimi düşürülürse moment azalır. Motor momenti yük momentinden az olduğu zaman motor yavaşlar.


36. Soru

Asenkron motorlara hangi şekillerde yol verilir?

Cevap

Asenkron motorlara aşağıdaki şekillerde yol verilir: • Doğrudan yol verme • Düşük gerilimle yol verme • Seri reakstans ile yol verme • Seri direnç ile yol verme • Oto trafosu ile yol verme • Yıldız-üçgen bağlantı yöntemi ile yol verme • Rotoru sargılı asenkron motora rotor sargılarına seri direnç bağlanarak yol verme • Soft starter ile (yumuşak) yol verme • İnverter ile yol verme


37. Soru

Asenkron motorlarında devir yönünün değiştirilmesi nasıl gerçekleştirilir?

Cevap

Asenkron motorların devir yönünün değiştirilmesi besleme gerilimin iki fazının yer değiştirilmesiyle gerçekleştirilir.


38. Soru

Asenkron motorlarda seri rektans ile yol verme nasıl gerçekleştirilir?

Cevap

Seri reaktans motorun stator sargılarına seri bağlanarak motorun ilk kalkına anında düşük gerilimle çalışması sağlanır. Seri reaktans üzerinde reaktif gerilim düşümü meydana gelerek ilk kalkınma anında motorun ilk kalkınma anında düşük gerilimle çalışmaya başlatılması sağlanır. Seri reaktansın güç katsayısı motorun güç katsayısına eşit olarak tercih edilmelidir. Motor normal devir sayısına ulaştıktan seri reaktans devreden çıkarılır. Seri reaktans tek kademede devreden çıkarıldığı gibi kademeli olarak da devreden çıkarılabilir. Seri reaktansın değeri, motorun ilk kalkınma anında anma akımının kaç katı kadar akım çekmesine izin verilmesine göre hesaplanır. Seri reaktans ile yol verme devresi elektromekanik kontaktör ve zaman rölesi yardımıyla veya PLC kullanılarak gerçekleştirilebilir.


39. Soru

Bir asenkron motorun etiketinde hangi bilgiler bulunur?

Cevap

Bir asenkron motorun etiketinde aşağıdaki bilgiler bulunur. • Güç • Gerilim • Akım • Devir sayısı • Verim • Güç katsayısı • Frekans


40. Soru

Asenkron makinaların özellikleri nelerdir?

Cevap

Asenkron makinalar, endüstride en yaygın kullanılan elektrik makinalarıdır. Asenkron makinalar çoğunlukla motor olarak kullanılırlar. Asenkron makinalar üç fazlı ve bir fazlı olarak imal edilirler. Yüksek güçlü asenkron makinalar (yaklaşık olarak 1 kW’dan daha yüksek güçlerde) üç fazlı olarak, bir fazlı asenkron makinalar ise daha düşük güçlerde imal edilirler. Asenkron makinalar hem generatör hemde motor olarak çalışabilirler. Asenkron generatörlere, uygulamada çok sınırlı olarak kullanıldıkları için, burada yer verilmemiştir.


41. Soru

Asenkron motorlar neden daha yaygın kullanılır?

Cevap

Asenkron motorlar diğer elektrik makinalarıyla karşılaştırıldığında en yaygın olarak kullanılan elektrik motorlardır. Doğru akım makinaları gibi fırça ve kolektör olmadığı için asenkron motorlar patlayıcı ve yanıcı maddelerin bulunduğu ortamlarda rahatlıkla kullanılabilirler. Asenkron motorlar doğru akım motorlarına göre aynı güç değeri için daha küçük, daha hafif ve daha ucuzdurlar. Asenkron motorların en büyük dezavantajı hızlarının çok sınırlı olarak değiştirilebilmesi veya kontrol edilebilmesidir. Asenkron motorların hızı şebeke frekansına ve kutup sayısına bağlıdır.


42. Soru

Asenkron motorunun çalışma prensibi nasıldır?

Cevap

Asenkron motorun çalışma prensibi, sekonderi kısa devre edilmiş transformatörün çalışmasına benzer. Ancak asenkron motorda rotor döndüğü için rotor çubuklarının veya sargılarının döner manyetik alan tarafından kesilme oranı transformatörlere göre daha azdır. Bundan dolayı rotor çubuklarında endüklenen gerilim transformatörlerin sekonder sargılarında endüklenen gerilimle karşılaştırıldığında daha düşük değerdedir.


43. Soru

Asenkron motorun stator kısmıyla ilgili neler söylenebilir?

Cevap

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


44. Soru

Asenkron motorun rotor kısmıyla ilgili ne söylenebilir?

Cevap

Rotor asenkron motorun dönen kısmıdır. Rotor, birer yüzü yalıtılmış ince silisyumlu sacların paketlenmesiyle meydana gelir. Rotor sacları paketlendikten sonra mil üzerine geçirilir. Rotorun yüzeyinde sargıların yerleştirilmesi için oluklar açılmıştır.


45. Soru

Asenkron motorların kaç farklı rotor çeşidi vardır ve bunların özellikleri nelerdir?

Cevap

Asenkron motorlarda sincap kafesli ve sargılı olmak üzere iki farklı rotor çeşidi kullanılmaktadır. Sincap kafesli rotorların oluklarına genel olarak dökme alüminyum çubuklar yerleştirilmiştir. Alüminyum çubuklar rotorun her iki tarafından kısa devre halkaları yardımıyla birleştirilmiştir. Bazı motorların rotorlarında bakır çubuklar da kullanılmaktadır. Sargılı rotorlarda ise rotor oluklarına üç fazlı sargılar yerleştirilmiştir. Üç fazlı sargılar yıldız veya üçgen bağlanır. Sargı uçları mil üzerine yerleştirilen bileziklere bağlanır. Sargıların dış devre ile elektriksel bağlantısı fırça yardımıyla sağlanır. Fırçalar yardımıyla rotor sargılarına direnç bağlanabilir. Sargılı rotor bilezikli rotor olarak da adlandırılır.


46. Soru

Bir asenkron motorun stator sargıların alternatif bir gerilim uygulandığında ne olur?

Cevap

Bir asenkron motorun stator sargıların alternatif bir gerilim uygulandığında stator sargılarında döner bir manyetik alan meydana gelir. Rotor ilk anda durgun durumda olduğundan dolayı rotor, transformatörlerin kısa-devre edilmiş sekonder sargısı gibi davranır. Manyetik alan tarafından kesilen rotor çubuklarında bir gerilim endüklenir. Endüklenen gerilim sonucu rotor çubuklarından akım geçer ve rotorda da stator kutup sayısına eşit sayıda manyetik kutuplar meydana gelir. Rotor manyetik kutupları stator döner manyetik kutuplarına kilitlenerek dönmeye başlar. Rotor da stator döner alanıyla birlikte dönmeye başlar. Rotor hızlandıkça stator döner alanının rotor çubuklarını kesme hızı düşer. Bunun sonucu olarak rotor sargılarında endüklenen gerilim de azalır. Rotor hızı döner alanın hızına kadar hızlanır. Rotor senkron hızda döndüğü zaman döner manyetik alan rotor çubuklarını kesmez ve rotorda gerilim endüklenmez. Rotorda gerilim endüklenmeyince rotor hızı düşer. Rotor hızı düşünce, rotor çubuklarında tekrar gerilim endüklenir ve rotor döner alanla birlikte dönmeye başlar. Ancak rotorun dönüş hızı döner alanın dönüş hızından daha düşüktür.


47. Soru

Döner alan ve rotor devir sayısının tanımı nedir?

Cevap

Döner alanın devir sayısına senkron devir sayısı veya senkron hız denir. Rotor devir sayısı ile senkron devir sayısı arasındaki farka kayma devir sayısı denir.


48. Soru

Bir asenkron motorun eşdeğere devre parametreleri nasıl belirlenir?

Cevap

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


49. Soru

Asenkron motorların hızı nasıl ayarlanabilir?

Cevap

Normal çalışma koşullarında bir asenkron motorun hızı senkron hızdan biraz daha düşüktür. Yani rotor devir sayısı senkron hızın devir sayısından kayma hızı kadar daha düşüktür. Motorun hızı birkaç şekilde ayarlanabilir. Motor hızı, stator gerilimi değiştirilerek, kutup sayısı değiştirilerek, rotor sargılarına seri direnç bağlayarak (sadece bilezikli asenkron motorlarda) ve besleme gerilimi frekansı değiştirilerek ayarlanır. Kutup sayısı ve besleme gerilimi frekansı değiştirilerek yapılan hız kontrolünde motorun senkron hızı değişir. Diğer metotlarda ise sadece motorun hız-moment karakteristiği değiştirilerek rotor hızı değiştirilir.


50. Soru

Asenkron motorlarda hangi şekillerde yol verilir?

Cevap

Asenkron motorlara aşağıdaki şekillerde yol verilir:
• Doğrudan yol verme
• Düşük gerilimle yol verme
• Seri reakstans ile yol verme
• Seri direnç ile yol verme
• Oto trafosu ile yol verme
• Yıldız-üçgen bağlantı yöntemi ile yol verme
• Rotoru sargılı asenkron motora rotor sargılarına seri direnç bağlanarak yol verme
• Soft starter ile (yumuşak) yol verme
• İnverter ile yol verme


51. Soru

Asenkron motorlarını frenlemek için hangi özel frenleme yöntemleri bulunur?

Cevap

Asenkron motorları, çalışma koşullarına ve sürdükleri yüklerin özelliklerine bağlı olarak, ani durdurulmaları (fren yapmaları) gerekebilir. Bu durumda özel frenleme sistemlerinin kullanılması gerekir.Bunlar; dinamik frenleme, mekanik frenleme, elektriksel frenleme'dir.


Kayıt Yenileme (Ders Ekle Sil)
7 Şubat 2022 Pazartesi