2_Dc Makinelerin Manyetik Temelleri

4 – DC Makineler – Doğrusal (Lineer) Motorlar 

Doğrusal motorlar cisimleri fırlatma (manyetik top), elektrikli tiren ile teleferik 

uygulamalarında yoğunlukla kullanılmaktadır. (Siemens 1FN6) 

42


Doğrusal Motorlar 

1. Doğrusal DC Motorlar 

2. Doğrusal Çok Fazlı Motorlar 

a.) Doğrusal Asenkron Motorlar 

*Kısa statorlu DASM’lar 

**Uzun statorlu DASM’lar 

b.) Doğrusal Senkron Motorlar 

***Kısa statorlu DSM’lar 

****Uzun statorlu DSM’lar 

Özel Elektrik Makineleri 

43


44


Ödev 5. Doğrusal Motorlar için; 

*Kullanımalanlarınerelerdir? *Hangi türleri en çok kullanılır? 

*Bunun nedeni nedir? 

*Türler arasında verim, güç, güç yoğunluğukarşılaştırma sonuçları nelerdir? 

Sorularını cevaplayan, en az 10 sayfalık bir araştırma ödevi hazırlayınız. 

45

4 – DC Makineler – Doğrusal (Lineer) DC motor 

Doğrusal DC motorun çalışma ilkesi tamamen Lorentz kuvveti prensibine 

dayanmaktadır. 

46


Doğrusal DC motorun çalışma ilkesi tamamen Lorentz kuvveti prensibine 

dayanmaktadır. 

F = q( E+ v× B): BA 

F = σ ( E+ v× B): BA 

v 

J = σ v: BA 

Fv= J× B: BA 

Fv 2 

= J× B/ × m 

F = I× B (birim uzunluk kuvveti) : BA 

F = i. l × B = ilBsin( α)(iletkenin 

toplam kuvveti) : BA 

l: iletkenin boyu(m) 

Fv:Güçyoğunluğu(N/m3 ,kg/m2s2 ) 

: Birçok parçacığınyükyoğunluğu(coulomb/m3 ) 

F : Kuvvet (newton, kgm/s2 ) 

E : Elektrik alan şiddeti (volt/metre) 

B : Manyetik alan (tesla, wb/m2 )(wb(kgm2 /As2 )) 

q : Parçacığın elektriksel yükü (coulomb, A.s) 

v : Parçacığınanlıkhızı (metre/saniye) 

× : Vektörel çapraz çarpım 

J: Akımyoğunluğu(A/m2 σ 

) 

47


Aşağıdaki doğrusal DC motor için; 

•Kalkınma akımının değeri nedir. 

•Kalkınma kuvvetinin değeri nedir. 

•Yüksüz durumda barın fırlatılma hızı nedir. 

•10N ile yüklü iken, barın fırlatılma hızı nedir. 

48

4 – DC Makineler – Tasarımdaki Amaç 

Literatüre geçen ilk DC motor Gramme halkasıdır. 

DC makinelerin tasarımındaki temel amaç, alan sargıları ile endüvi sargılarının 

ürettikleri manyetik akıların birbinedikolmasını sağlamaktır. Diğer bir deyişle, 

«Statordaki N ve endüvideki ilgili S kutupları arasında 90 o oluşmasını 

sağlamaktır» 

Neden? 

Böylece amper başına üretilen moment maksimum olacaktır. Diğer bir deyişle, 

anma momenti çekilebilecek minimum endüvi akımıyla indüklenecektir. Bu 

durum motorun bütün karakteristiğini etkiler. Uygulama da bu durum %90-95 

doğruluk oranında gerçekleştirilebilmektedir. 

Neler kullanılarak sağlanır? 

Fırça (brush), kollektör (commutator) ve endüvi sargılarının (armature windings) 

yerleşimi ile ortaya çıkan yapı, bu amacıngerçekleştirilmesindeki ana unsurdur. 

49

4 – DC Makineler - Yapısı 

DC makinenin kesit görüntüsü 

50


DC makinenin kesit görüntüsü 

51


DC makinenin parçaları 

52


DC makinenin endüvi ve kollektör yapısı 

53


DC makinenin alan sargıları 

Üniversal motor 

Fırçasız DC motor 

54

4 – DC Makineler - Endüvi SarımYöntemleri 

Endüvi sarımı, fırça ve kollektör yapısının ana amacı, önceden de bahsedildiği 

gibi, bir kutbun altında kalan endüvi iletkenlerinden geçen akımların yönünün 

sabit kalmasını sağlamaktır. 

Böylece statordaki N ve endüvideki ilgili S kutupları arasında 90 o oluşmaktadır. 

Bu da amper başına maksimum moment indüklenmesini sağlamaktadır. 

Paralel (Lap) sarım Dalgalı (Wave) sarım 

55

4 – DC Makineler – Paralel Sarım 

 

: 

 

 

: 

 

: 

: : 

: Ö : 

: ş : 

: ö : ö 

: : 

P: Kutup sayısı 

Peşpeşe gelen bobinlerin uçları, aynı kutup altında 

birbirlerine bağlandığı için (overlap), bu tür sarıma 

paralel veya bindirmeli sarım (lap winding) denir. 

Uygulamada en çok bu yöntem kullanılmaktadır. 

***Ödev: Neden? 

Dalgalı sarımda ise bir kutup altındaki bobinin ucu, 

sıradaki diğer kutbun altında yaklaşık bir simetri ile 

kalan diğer bobinin ucuna bağlanır. Dalgalı sarım 

ismini şeklinden almaktadır. 

Paralel sarımda paralel kol sayısı değişebilir fakat 

dalgalı sarımda her zaman sabit ve 2’ye eşittir. 

Yc=1 ise ilerleyen sarım, Yc=-1 ise gerileyen sarım 

denir. Uygulamada en çok (Yc=1 durumu) ilerleyen 

sarım yöntemi kullanılmaktadır. 

***Ödev: Neden? 

Yr 

Yb 

1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 

Yc 

Yf 

Yb 

Yr 

1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 

Yc 

4 5 6 

Yf 

56


Eğer Yb=Yp ise, o bobin tam adımlı bobin olarak nitelenir. Uygulamada, ekseriyetle bu tarz bobinler kullanılmaktadır. 

Neden? 

Böylece DC makinenin tasarım amacı gerçekleşmektedir, yani statordaki N ve endüvideki S kutupları arasında 90 o 

oluşmaktadır. 

57


1. Yb ve Yf tek sayı olmalıdır. 

2. 

 

 

çift sayı olmalıdır. 

 

3. 2 eğer ise ilerleyen sarım yöntemi oluşur. Tersi durumda ise gerileyen sarım yöntemi 

oluşur. 

4. her zaman çift sayı olmalıdır. Çünkü iki tek sayının farkına eşittir. 

5. Paralel yol sayısı = Kutup sayısı = Fırça sayısı 

6. ç ğ 

 

 

ö 

 

(Nc=oyuk sayısı) 

Fıçalar akımlarınyöndeğiştirdiği başlangıç noktalarına yerleştirilir. Diğer bir deyişle, rastgele bir kollektör dilimine ilk 

farça yerleştirilir ve Z/P kadar gidilir. Bitişe diğer fırça yerleştirilir. Sonuç olarak fırçalar kutupların tam merkezinde yer 

almalıdır. 

Z: Toplam bobin kenarı sayısı 

Örnek: 8 oyuklu, çift katmanlı (bir oyukta iki bobin kenarının bulunması), 4 kutuplu bir DC makinenin (Yc=1) paralel 

sarım yöntemi ile endüvi sarımını gösteriniz. 

Çözüm: 

Z=8x2=16 Ya=Z/P=4 

Yb=5 

Yf=3 

Fırça aralığı=2, yani; 1 3 5 7 nolu kollektörler dilimlerine basacak. 

58


5 + 

1 + 

5 + 

1 + 

ia 

Ia/4 

Ia/4 

Ia/4 

Ia/4 

4' 

1 

5 

8' 

4 

1' 

5' 

8 

ea 

ea 

ea 

ea 

3' 

2 

6 

7' 

3 

2' 

6' 

7 

- 3 

- 3 

- 7 

- 7 

ia 

59


Ödev 6. 20 oyuklu, 20 kollektör dilimli, çift katmanlı (bir oyukta iki bobin 

kenarının bulunması), 4 kutuplu bir DC makinenin (Yc=1) paralel sarımyöntemi 

ile endüvi sarımını gösteriniz. 

60

4 – DC Makineler – Dalgalı Sarım 

1. Yb ve Yf tek sayı olmalıdır. 

2. 

 

 

tam sayı olmalıdır. + ile ilerleyen, - ile gerileyen sarım yöntemi oluşur. 

 

3. Z her zaman çift sayı olmalıdır. 

4. her zaman çift sayı olmalıdır. Çünkü iki tek sayınıntoplamına eşittir. 

5. 

/ 

6. 

/ 

ö 

Ç 

 

 

 

 

⇒ (Nc=oyuk sayısı) 

 

7. Paralel yol sayısı =2 

İki adet fırça yeterlidir fakat kutup sayısı kadar da kullanılabilir. 

İlk fırça için rastgele bir nokta seçilir, diğeri de son noktaya yerleştirilir. 

Dalgalı sarımda, paralel sarımın tersine daha çok gerileyen sarım yöntemi kullanılır. 

Neden? 

Örnek: 9 oyuklu, 9 kollektör dilimli, çift katmanlı (bir oyukta iki bobin kenarının bulunması), tam adımlı, gerileyen sarım yöntemi ile, 4 kutuplu 

bir DC makinenin dalgalı sarımyöntemiile endüvi sarımını gösteriniz. 

Çözüm: 

Z=Ncx2=18 

 

Yb=5 

Yf=3 

18 2 

4 4 

61


ia 

+ 

ia 

62


Ödev 7. 21 oyuklu, 21 kollektör dilimli, çift katmanlı (bir oyukta iki bobin 

kenarının bulunması), tam adımlı, gerileyen sarım yöntemi ile 4 kutuplu bir DC 

makinenin dalgalı sarımyöntemiileendüvisarımını gösteriniz. 

63

4 – DC Makineler - Ayrıntılar 

Lap; Yüksek akımlı düşük gerilimli makinelere, 

Wave ise; Yüksek gerilimli düşük akımlı makinelere 

uygun bir sarımyöntemidir. 

64

4 – DC Makineler - Ayrıntılar 

Ödev Konuları: 

Ödev 8. Endüvi sargıları arasında dolaşan yüksek sirkülasyon akımlarını 

açıklayınız. Bu akımları engelleme yöntemleri nelerdir? 

Ödev 9. Endüvi sarım yöntemleriarasındaki farklılıklar nelerdir. Örneğin, bir DC 

motor için bütün diğer parametreleri sabit tutalım ve enduvi sargısının dalgalı 

veya paralel olduğunu düşünelim. Bu durumda DC motorun gücü, momenti, 

gerilimi, akımı ve hızı nasıldeğişimlere uğrayabilir? 

Ödev 10. Endüvi reaksiyonu nasıloluşmaktadır ve engelleme yöntemleri nelerdir? 

65

4 – DC Makineler – Momentin indüklenmesi 

C: Toplam iletken sayısı 

C=Znc nc: bobin sarımsayısı 

φ 

2 

φ 

2 

= ( ) 

= ( ) 

( ) 

( ω) 

F i lB ( N) 

cond a 

T i lB r( Nm) 

cond a 

T = i lB rC( Nm) 

ind a 

e = Bl rC( V) 

a 

66

4 – DC Makineler – Momentin indüklenmesi 

C: Toplam iletken sayısı 

C=Znc nc: bobin sarımsayısı 

φ 

φ 

= ( ) 

= ( ) 

( ) 

( ω) 

F i lB ( N) 

cond a 

T i lB r( Nm) 

cond a 

T = i lB rC( Nm) 

ind a 

e = Bl rC( V) 

a 

67

2_Dc Makinelerin Manyetik Temelleri

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?