İçeriğe atla

Fırçasız doğru akım motoru

3.5 in sabit disk sürücüsünün motoru.
DC fırçasız kanallı fan. Baskılı devre kartındaki iki bobin, fan düzeneğindeki altı yuvarlak sabit mıknatısla etkileşir.

Fırçasız doğru akım motoru, motorun her fazını bir kapalı döngü kontrolörü aracılığıyla sürmek için alternatif akım şeklinde elektrik üreten bir invertör veya anahtarlama güç kaynağı aracılığıyla doğru akım elektriğiyle çalışan senkron motorlardır. Kontrolör, motorun hızını ve torkunu kontrol eden motor sargılarına akım darbeleri sağlar. Bu kontrol sistemi, birçok geleneksel elektrik motorunda kullanılan komütatörün yerini alır.

Fırçasız motorun fırçalı motor'lara göre avantajları yüksek güç-ağırlık oranı, yüksek hız, neredeyse anında hız ve tork kontrolü, yüksek verimlilik ve az bakımdır. Fırçasız motorlar, bilgisayar çevre birimleri (disk sürücüleri, yazıcılar), el tipi elektrikli aletler ve model uçaklardan otomobillere kadar uzanan araçlar gibi yerlerde kullanılır. Modern çamaşır makinelerinde, fırçasız DC motorlar, kauçuk kayışların ve dişli kutularının direkt-tahrikli tasarımla değiştirilmesine yol açtı.

Arka plan

Fırçalı DC motor 19. yüzyılda icat edildi ve hala yaygındır. 1960'larda katı hâl elektroniği'nin geliştirilmesiyle fırçasız DC motorlar mümkün oldu.[1]

Elektrik motoru, rotor (makinenin dönen kısmı) ve stator (makinenin sabit kısmı) manyetik alanlarını kaçık hizada tutarak tork oluşturur. Bir veya her iki mıknatıs grubu, demir bir çekirdeğin etrafına sarılmış bobin telinden yapılmış elektromıknatıslardır. DC, manyetik alan oluşturur ve motoru çalıştıran gücü verir. Kaçık hizalama, alanları yeniden hizalamaya çalışan bir tork üretir. Rotor hareket ettikçe ve alanlar hizaya geldikçe, yanlış hizalamayı korumak ve tork ve hareketi sürdürmek için rotorun veya statorun alanını hareket ettirmek gerekir. Rotorun konumuna göre alanları hareket ettiren alete komütatör denir.[2][3][4]

Fırça komütatörü

Fırçalı motorlarda bu, motor milinde komütatör denilen döner anahtarla yapılır.[2][3][4] Rotor üzerinde çok sayıda metal temas parçasına bölünmüş dönen bir silindirden oluşur. Segmentler rotor üzerindeki iletken sargılara bağlanmıştır. Grafit gibi yumuşak bir iletkenden yapılmış fırçalar denilen iki veya daha çok sabit kontak, komütatöre doğru bastırarak rotor dönerken birbirini takip eden segmentlerle kayan elektriksel temas yapar. Fırçalar, sargılara seçici olarak elektrik akımı sağlar. Rotor döndükçe, komütatör farklı sargıları seçer ve belirli bir sargıya yönlü akım uygulanır, böylece rotorun manyetik alanı stator ile kaçık hizada kalır ve bir yönde tork oluşturur.

Komütatörün dezavantajları

Komütatörün, fırçalı motorların kullanımında azalmasına neden olan dezavantajları vardır. Bu dezavantajlar şunlardır:[2][3][4]

  • Dönen komütatör segmentleri boyunca kayan fırçaların sürtünme, düşük güçlü bir motorda önemli olabilecek güç kayıplarına neden olur.
  • Yumuşak fırça malzemesi sürtünme nedeniyle aşınır, toz oluşturur ve sonunda fırçaların değiştirilmesi gerekir. Bu, komütasyonlu motorları sabit disk sürücü motorları gibi düşük partiküllü veya sızdırmaz uygulamalar ve bakım gerektirmeyen çalışma gerektiren uygulamalarda uygunsuz hale getirir.
  • Kayan fırça kontağının elektrik direnci, motor devresinde fırça düşmesi (ing:brush drop) denilen ve enerji tüketen voltaj düşüşüne neden olur.
  • Sargıların endüktans üzerinden akımın tekrarlanan ani geçişi, komütatör kontaklarında kıvılcımlara neden olur; bu, patlayıcı ortamlarda yangın tehlikesi oluşturur ve ve yakındaki mikroelektronik devrelerde elektromanyetik girişime neden olan bir elektronik gürültü kaynağıdır.

Son yüz yılda, bir zamanlar endüstrinin temel dayanağı olan yüksek güçlü DC fırçalı motorlar, alternatif akım (AC) senkron motorlar ile yer değiştirdi. Günümüzde fırçalı motorlar yalnızca düşük güçlü uygulamalarda veya yalnızca DC'nin mevcut olduğu yerlerde kullanılır ancak yukarıdaki dezavantajlar bu uygulamalarda bile kullanımlarını sınırlıdır.

Konuyla ilgili yayınlar

Kaynakça

  1. ^ T.G. Wilson, P.H. Trickey, "D.C. Machine. With Solid State Commutation", AIEE paper I. CP62-1372, October 7, 1962
  2. ^ a b c Clarence W. de Silva (2009). Modeling and Control of Engineering Systems. CRC Press. ss. 632-633. ISBN 978-1420076875. 5 Aralık 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Nisan 2022. 
  3. ^ a b c Helmut Moczala (1998). Small Electric Motors. Londra: Institution of Electrical Engineers. ss. 165-166. ISBN 085296921X. 6 Nisan 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Nisan 2022. 
  4. ^ a b c Chang-liang Xia (2012). Permanent Magnet Brushless DC Motor Drives and Controls. John Wiley and Sons. ss. 18-19. ISBN 978-1118188361. 5 Aralık 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Nisan 2022. 

Dış bağlantılar

Wikimedia Commons'ta Fırçasız doğru akım motoru ile ilgili ortam dosyaları bulunmaktadır.

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Elektrik motoru</span> Elektrik enerjisini mekanik enerjiye çeviren aygıt.

Elektrik motoru, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren aygıttır. Her elektrik motoru biri sabit (stator) ve diğeri kendi çevresinde dönen iki ana parçadan oluşur. Bu ana parçalar, sargılar gibi elektrik akımını ileten parçalar, manyetik akıyı ileten parçalar ve vidalar ve yataklar gibi konstrüksiyon parçaları olmak üzere tekrar kısımlara ayrılır.

<span class="mw-page-title-main">Alternatör</span> Mekanik enerjiyi alternatif akıma çeviren aygıt.

Alternatör, mekanik enerjiyi alternatif akım biçiminde elektrik enerjisine dönüştüren bir elektrik jeneratörüdür. Maliyet ve basitlik nedenleriyle, çoğu alternatör sabit armatürle dönen manyetik alan kullanır. Bazen, sabit bir manyetik alanlı doğrusal bir alternatör veya dönen bir armatür kullanılır. Prensipte, herhangi bir AC elektrik jeneratörüne alternatör denebilir, ancak genellikle terim otomotiv ve diğer içten yanmalı motorlar tarafından tahrik edilen küçük dönen makineleri ifade eder.

<span class="mw-page-title-main">Röle</span> tamamen izole edilmiş ikinci bir devre tarafından bir elektrik devresinin açılıp kapanmasına izin veren elektrikli cihaz

Röle, elektriksel olarak çalıştırılan, elektromanyetik bir anahtardır. Yani üzerinden akım geçtiği zaman çalışan devre elemanıdır. Röle; bobin, palet ve kontak olmak üzere üç bölümden meydana gelir. Bobin kısmı rölenin giriş kısmıdır. Palet ve kontak kısmının bobin ile herhangi bir elektriksel bağlantısı yoktur. Röle, tek veya çoklu kontrol sinyalleri için birçok giriş terminali ve birçok çalışma kontağı terminalinden oluşur. Röle, birden çok kontak düzenlemesinde, örneğin; kontakları temas ettirme, kontakların temasını kesme veya bu iki durumun kombinasyonları gibi herhangi bir sayıda kontaklı olabilir.

<span class="mw-page-title-main">Marş motoru</span> içten yanmalı bir motoru çalıştırmak için kullanılan motor

Marş motoru otomobillerde ilk hareketi sağlayan parçadır. Araçta marşa basıldığı anda marş motorunun dişlisi ile krank miline bağlı volan dişlisi birbiriyle kavraşarak marş motorunun oluşturduğu dönme momenti, volan dişlisi aracılığı ile krank miline aktarılır. Böylece motora ilk hareket verilmiş olur.

<span class="mw-page-title-main">Servo motor</span>

Servo, herhangi bir mekanizmanın işleyişini hatayı algılayarak yan bir geri besleme düzeneğinin yardımıyla denetleyen ve hatayı gideren otomatik aygıttır. Robot teknolojisinde en çok kullanılan motor çeşididir. Bu sistemler mekanik olabileceği gibi elektronik, hidrolik, pnömatik veya başka alanlarda da kullanılabilmektedir. Servo motorlar; çıkış, mekaniksel konum, hız veya ivme gibi değişkenlerin kontrol edildiği, özetle hareket kontrolü yapılan bir düzenektir. Servo motorlar batlerli motordurlar Servo motor içerisinde herhangi bir motor AC, DC veya step motor bulunmaktadır. Ayrıca sürücü ve kontrol devresini de içerisinde barındırmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Kontaktör</span> bir elektrik devresini başka bir devrenin kapanması ile kapatan veya açan elektromekanik bir alet

Kontaktör, elektrik güç devresini anahtarlamak için kullanılan, elektrikle kumanda edilen bir elektrik anahtardır. Kontaktör, genellikle anahtarlamalı devreden çok daha az güçle, örneğin 230 voltluk bir motor anahtarını 24 voltluk bobin elektromıknatısıyla açıp kapatılması gibi, açıp kapatır.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik üreteci</span> Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren aygıt

Elektrik üretiminde jeneratör, harekete dayalı gücü veya yakıta dayalı gücü harici bir devrede kullanılmak üzere elektrik gücüne dönüştüren bir cihazdır. Mekanik enerji kaynakları arasında buhar türbinleri, gaz türbinleri, su türbinleri, içten yanmalı motorlar, rüzgar türbinleri ve hatta el krankları bulunur. İlk elektromanyetik jeneratör olan Faraday diski, 1831 yılında İngiliz bilim adamı Michael Faraday tarafından icat edildi. Jeneratörler elektrik şebekeleri için neredeyse tüm gücü sağlar.

<span class="mw-page-title-main">Senkron motor</span>

Bir senkron elektrik motoru, sabit durum'da milin dönüşü besleme akımının frekans ile senkronize edildiği bir AC elektrik motoru’dur; dönüş periyodu tam olarak AC çevrimlerinin tam sayısına eşittir.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik makinesi</span> manyetik indüksiyon yoluyla enerjiyi dönüştüren aparat

Elektrik makinesi, mekanik enerjiyi elektrik enerjisine ya da elektrik enerjisini mekanik enerjiye çeviren ve AA gerilimin düzeyini değiştiren cihazdır. Elektrik makineleri üçe ayrılır:

<span class="mw-page-title-main">AC motor</span>

AC motor, alternatif akım (AC) kullanılarak sürülen bir elektrik motorudur. Rotor ve Stator olmak üzere iki temel kısımdan oluşmaktadır. Stator, makinenin sabit kısmıdır ve makinenin çalışması için gerekli olan manyeto-motor kuvveti oluşturur. Üç fazlı asenkron motorların statorlarında her 3 faz için birer ayrı sargı bulunmaktadır Rotor ise hareket eden kısımdır ve statorda oluşan manyeto-motor kuvvetinden etkilenerek manyetik enerjiyi mekaniksel enerjiye çevirir. Senkron ve asenkron makineler olmak üzere iki çeşit AC makine vardır. Senkron motorlar statora verilen akımla aynı frekansta çalışabilirken asenkron motorlar indüksiyon akımı ile çalıştıkları için verilen akımla aynı frekansa çıkamazlar. AC motorlar genellikle üç fazlı elektrik sistemiyle çalışırlar. Fakat bazı özel uygulamalar için tek fazlı motorlar da vardır.

<span class="mw-page-title-main">Asenkron motor</span>

Endüksiyon motoru veya asenkron motor, rotordaki torku oluşturan elektrik akımının stator sargısının manyetik alanından elektromanyetik indüksiyonla elde edildiği bir AC elektrik motorudur. Bu nedenle endüksiyon motorunun rotora elektrik bağlantısına ihtiyacı yoktur. Endüksiyon motorunun rotoru, sarılı tip veya sincap kafesli tip olabilir.

<span class="mw-page-title-main">Rejeneratif frenleme</span> Bir enerji geri kazanım mekanizması

Rejeneratif frenleme, hareket eden bir aracı veya nesneyi kinetik enerjisini hemen kullanılabilecek veya potansiyel enerjisini anında kullanılabilecek veya ihtiyaç duyulana kadar depolanabilecek gerek duyulana kadar saklanabilecek hale dönüştürerek yavaşlatan bir enerji geri kazanım mekanizmasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Alternatör (otomotiv)</span>

Alternatör modern otomobillerde aküyü doldurmak ve motor çalışırken elektrik sistemine elektrik vermek için kullanılan bir tür elektrik jeneratörüdür.

BugE 2007 yılında Mark Murphy tarafından tasarlanan tek kişilik, üç tekerlekli, akülü elektrikli bir araçtır. Hızı 40 mil/saat hıza kadar çıkabilir ve tam şarjla 30 mil gidebilir. BugE motosiklet olarak lisanslıdır ve Amerika Birleşik Devletleri'nin tüm ana caddelerinde kullanılabilir. BugE aracı Mayıs 2015 itibarıyla 5,732.30 USD olarak listelendi.

Fırçalı elektrik motoru, bir doğru akım (DC) güç kaynağından çalıştırılmak üzere tasarlanmış, dahili değiştireçli bir elektrik motorudur. DC dağıtım sistemleri, ticari ve endüstriyel binalarda motorları çalıştırmak için 100 yıldan fazla bir süredir kullanmaktadır. Fırçalı motorlar, elektrik gücünün mekanik enerjiyi sürmek için ticari açıdan önemli ilk uygulamasıdır. Fırçalı DC motorların hızı, çalışma voltajını ve ya manyetik alanın gücünü değiştirerek değiştirilebilir. Fırçalı motorlar, elektrikli tahrik, vinçler, kağıt makineleri ve çelik haddehaneleri için kullanılmaya devam ediyor. Fırçalar yıprandığından ve değiştirilmesi gerektiğinden, güç elektroniği cihazları kullanan fırçasız motorlar, birçok uygulamada fırçalı motorların yerini almıştır.

Anahtarlamalı relüktans motoru (AİM), relüktans torku ile çalışan bir elektrik motorudur. Yaygın fırçalı DC motor tiplerinden farklı olarak, güç rotordan ziyade stator (kasa) içerisindeki sargılara iletilir. O, gücün hareketli bir parçaya aktarması gerekmediğinden mekanik tasarımı büyük ölçüde sıradanlaştırır, ancak farklı sargılara güç sağlamak amacı ile bir tür anahtarlama sisteminin kullanılması gerektiğinden elektrik tasarımını karmaşıklaştırmaktadır. Elektronik cihazlar, AİM konfigürasyonlarını kolaylaştırarak tam olarak zaman değiştirebilir. Başlıca dezavantajı tork dalgalanmasıdır. Düşük hızlarda tork dalgalanmasını sınırlayan kontrolör teknolojisi ile gösterilmiştir. Kaynaklar bunun bir tür step motor olup olmadığı hakkında net bir sonuca varamamıştır.

<span class="mw-page-title-main">Lineer motor</span>

Lineer motor, doğrusal motor ya da doğrusal hareketli motor, statoru ve rotoru "açık" bir elektrik motorudur. Bu nedenle tork oluşturmak yerine uzunluğu boyunca doğrusal bir kuvvet üretir. Ancak bütün lineer motorlar düz değildir. Lineer motorun aktif bölümünün uçları vardır oysa geleneksel elektrik motorlarında ise döngü süreklidir.

Kondansatörlü motor, tek fazlı alternatif akım AC ile beslenen, asenkron motor ve endüksiyon motoru grubuna ait bir AC motorudur. Diğer asenkron motorlar gibi genellikle sincap kafesli rotor biçiminde bir rotoru vardır burada stator tarafından oluşturulan döner alan tork üretir. Dönen alan, motora adını veren ve motorun çalışması için gerekli ek bir kondensatör tarafından oluşturulur.

Motor kontrol cihazı, bir elektrik motorunun performansını önceden belirlenmiş bir şekilde koordine edebilen bir cihaz veya cihazlar grubudur. Motor kontrolörü, motoru başlatmak ve durdurmak, ileri veya geri dönüşü seçmek, hızı seçmek ve düzenlemek, torku düzenlemek veya sınırlamak ve aşırı yüklere ve elektrik arızalarına karşı korumak için elle veya otomatik kumanda eden bir araç içerebilir. Motor kontrolörleri elektromekanik anahtarlama kullanabilir veya motor hızını ve yönünü düzenlemek için güç elektroniği cihazları kullanabilir.

<span class="mw-page-title-main">Turbo jeneratör</span>

Turbo jeneratör, elektrik gücü üretmek için su türbini, buhar türbini veya gaz türbini miline bağlı bir elektrik jeneratörüdür.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.