bobinaj motoare

1

A. Sarımda (bobinajda) kullanılan malzemeler1. Sarım 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 boydaeğeler, 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 anahtartakımı, AVOmetre, pensampermetre, seri lamba, endüvi kontrol (growler) aygıtı, mikrometre,kumpas, cetvel, terazi.

2. Sarım işleri için gereken malzemelerLehim, lehim pastası (macunu), tiret, presbant, vernik, tiner, pamuk ipliği, çeşitli ebatlarda

tahta, makaron, izolebant, silisyumlu (silisli) sac, çeşitli boyutlarda sarım kalıpları, çeşitliçaplarda emayeli (vernikli) bobin teli.

B. Sarım işlerinde kullanılan bazı malzemelerin özellikleri1. Seri lambaSargılarda kopukluk, gövdeye kaçak olup olmadığını belirlemek için kullanılan basit yapılı

aygıttır. Günümüzde bu aygıt kullanım alanından kalkmış, yerine AVOmetre kullanılmayabaşlanmıştır.

2. Sürgü çubuğu (kavela)Sert ağaçtan yapılmış, endüvi ve stator oyuklarının yalıtılması anında presbantlara oyuk

şeklini vermek için kullanılan araçtır.

1. BÖLÜM: KOLEKTÖRLÜ MAKİNELERİN SARIMLARI

Seri lambanın yapısı

9 V pil

lamba prop

prop

+

-

lambaprop

prop

+-9 V pil

Sürgü çubuğunun yapısı

oyuğun boyu uzunluğundaoyuğu

n boyu uzunluğunda

Ucun biçimi oyuğun şekline göre değişebilir.

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

http://www.pdffactory.com

2

3. Sargı yerleştirme bıçağıBobin tellerinin oyuklara yerleştirilmesi için

kullanılan, sert ağaçtan yapılmış, bıçakgörünümlü gereçtir.

4. KaşıkSivri kısmıyla iletkenleri oyuk ağızlarından

kanal içine sokmak için kullanılan gereçtir.

5. Oyuk kamaları (çıtalar)Ağaçtan ya da fiberden yapılan gereçtir.

Uyuk içine yerleştirilen iletkenlerin dışarıçıkmasını önlemek için kullanılır.

6. Endüvi sehbası (kaidesi, altlığı)Endüvi üzerinde çalışma (lehimleme,

düzenleme vb.) yaparken kullanılan altlıktır.

7. Sarım kalıplarıAC ile beslenen statorlu motorların bobinlerinin sarılması için kullanılan bu araçlar tahta,

fiber ya da plastikten üretilir.

8. MikrometreÇok 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. Sıkma 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

Sargı yerleştirme bıçağının yapısı

Kaşığın yapısı

Oyuk kamasının (çıtasının) yapısı

Endüvi sehbasının yapısı

tahta

tahta

Sarım kalıbı örnekleri

eşit

adım

lıde

ğişi

k ad

ımlı



3

olarak bölünmüş 50 eşit parçadan oluşmuştur.

9. LehimKalay ve kurşunun belli oranlarda

karıştırılmasıyla üretilmiş alaşıma lehim denir.Elektronik devre elemanlarının plaket üzerindebirbirine bağlanmasında en çok, % 60 oranındakalay ve % 40 oranında kurşununkarıştırılmasıyla üretilmiş lehim kullanılır. Nor-mal sıcaklıkta katı hâlde bulunan lehim 200-350 °C'lık sıcaklığa maruz kaldığında eriyereksıvılaşır.

Günümüzde kullanılan lehimlerin içine pasta(reçine) dolgusu yapılmaktadır. Reçine,lehimlenecek yerin temizlenmesine yardımcıolmaktadır.

Lehimin içindeki damarda bulunan reçinetemizlik için yetersiz geldiği zaman ek olarakpasta kullanılır. Lehim pastası oksit tabakasınıyok eder, erimiş lehimin kolay yapışmasınısağlar.

Lehimleme işlemlerinde en çok 30 ve 40 Wgüçte kalem havyalar kullanılır. Bunlar tüm günboyunca çalışsalar dahî bir zarar görmezler.

Havya kullanımında özen gösterilmesigereken 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.

Mikrometrenin yapısı

sabi

t tuş

hare

ketli

tuş

sıkm

a ha

lkası

kova

n

tam

bur

cırcır

6,14 mm

8,29 mm

Mikrometrenin gösterdiği değerin okunuşu

Lehim örnekleri

Lehim içinde bulunan reçine

lehim

lehim

pasta

Lehim pastası örnekleri

Kalem havya



4

C. Doğru akımla beslenen makinelerin yapısı ve çalışma ilkesi1. Elektrik enerjisinin mekanik enerjiye çevrilmesiElektrik enerjisini mekanik enerjiye çeviren

makinelere motor denir.19. yüzyılda Faraday adlı bilgin tarafından

ortaya konan teoreme göre, içinden akım geçenbir iletken N-S manyetik alanı içine konulduğuzaman itilir. İşte bu bilgi sayesinde elektrikenerjisini mekanik enerjiye çeviren motorlaryapılmıştır.

2. İndükleme olayı (elektrik enerjisininüretilişi)

N-S manyetik alanı içinde bulunan biriletken (ya da bobin) kuvvet çizgilerine dik olarak hareket ettirilecek ya da döndürülecek olursailetkenin uçlarında bir gerilim (EMK, elektromotor kuvvet) oluşur. İletkende oluşan gerilim veakımın değeri, manyetik alanın şiddetine, iletkenin uzunluğuna, kesitine, hızına göre değişir.

Mekanik enerjiyi DC şeklinde elektrik enerjisine çeviren makinelere dinamo, AC şeklindeelektrik enerjisine çeviren makinelere ise alternatör denir.

İçinden akım geçen iletkenin vebobinin N-S alanı içinde hareket edişi

Manyetik alan içinde hareket ettirileniletkende gerilim oluşur.

V

bobin

mıknatıs

Bir fazlı AC üreten alternatörünyapısının basit olarak gösterilişi

voltmetre

N-S alanı içinde dönenbobinde AC oluşur.

Mekanik enerjinin elektrik enerjisine dönüşümü ve alıcıdatekrar mekanik enerjiye dönüşümünün prensip şeması

döndürme kuvvetidönüş

alternatör motor

I

I

tur tur tur tur



5

3. DC makinelerin parçalarıa. İndüktör (kutup)Teyp, CD çalar, oyuncak vb. gibi

küçük güçlü alıcılarda kullanılan,doğru akımla beslenen elektriklimotorların kutup sargıları sabitmıknatıstan yapılır. Yani bunlarda N-S manyetik alanını oluşturmak içinküçük mıknatıs parçaları yeterliolmaktadır. Büyük güç vermesiistenilen elektrikli motorlarda N-Smanyetik alanını oluşturmak içindemir nüve (çekirdek, göbek) üzerinesarılmış bobinler kullanılır. İndüktörsargıları arızalandığı zaman uygunkesitli tel ile yeniden sarılır.

DC motorun indüktör ve endüvi(dönen kısım) sargılarına uygulananakımların oluşturduğu manyetikalanlar aynı cins olduğunda ve karşıkarşıya geldiklerinde itme söz konusuolur.

b. EndüviEndüvi, DC makinenin dönen

kısmıdır. Bir yüzeyi yalıtılmış inceçelik sacların üst üste konulmasıylaüretilmiş silindirik görünümlüendüvinin dış yüzeyindeki oluklara bakır telden sargılar yerleştirilmiştir. Sargıların uçlarıkolektör (toplayıcı) adı verilen dilimli ve bakırdan yapılmış parçaya lehimlenmiştir. Kolektörünüzerine değen fırçalar dışarıya akım yollama ya da dışarıdan endüviye akım alma işi yapar.

İndüktörün yapısı

indüktörnüvesi

indüktörsargısı

akü

endüvisargısı

indüktörsargısı

DC makinenin gövdesinin parçaları

gövde

indüktör nüvesi

kolektör

indüktör (kutup) bobini

kutup (indüktör) nüvesi

indüktör sarım kalıbı indüktör (kutup) bobini

indüktör bobininin yalıtılışı (bandajlanışı)İndüktör bobininin yapısı

indüktörünyan görünümü



6

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 endüvisargılarında oluşan akımı dış devreye aktarır.

Endüvinin yapısı

bayrakçık

oyuklar

mil

sac paketi

sargılar

saclar oyuklar

milkolektör

Kolektörün yapısı

fırça

fırça

bayrakcık

mil

kolektörkolektör

fırça

bağlantı uçları

bobinler

Fırça

yay

fırça

fırça

+



7

Kolektör bakır dilimlerinden üretilmiş olup silindirik biçimlidir. Fırçalar ise genelliklekarbondan yapılır. Makine çalışırken sürtünme etkisiyle zaman içinde kolektör ve fırça aşınır.Fırçaları yenisiyle değiştirmek kolaydır. Ancak kolektörün değiştirilmesi, aynı özellikte yedekparçasının temin edilmesi biraz zordur.

Kolektör, DC makinelerin en çok arıza yapan kısmıdır. Endüvi sargılarının uçları kolektörünyarıklarına ya da bayrakçık adı verilen çıkıntılarına bağlanır. Kolektör dilimleri arasına konulanmika, mikanit yüksek gerilimlere dayanabilirse de, zamanla dilimlerin arası toz, çapak, yağ vb.ile dolarak arızaya neden olabilir. Dilimler arasındaki boşluklar arıza durumunda kontroledilmeli, boşluğu doldurmuş olan yabancı maddeler temizlenmelidir.

Fırçalar, makinenin akım ve gerilim değerine göre farklı özelliklerde (sert, orta sert, yumuşakkarbon, karbon-bakır alaşımlı vb.) üretilir.

Fırçaların kolektöre düzgünce basmasını sağlamak için baskı yayları kullanılır. Fırçalar aşınıcıolduğundan zamanla biter. Bu durum makinenin sesinden, kolektörde aşırı kıvılcımoluşmasından anlaşılabilir.

ç. Yataklar ve kapaklarKüçük güçlü makinelerde endüvinin kolayca dönmesini sağlamak için yağlı yataklar kullanılır.

Aşınmaya dayanıklı metalden yapılan yataklar zaman içinde özelliğini kaybeder. Bu durumdaendüvi, indüktör nüvelerine sürtünmeye başlar ve cihaz bozulur.

Büyük güçlü makinelerde ise yatak olarak rulman kullanılır. Rulmanlar da zaman içindeözelliğini kaybeder.

4. Doğru akım makinelerinde balans (denge) ve önemiBir 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. Balansıbozuk olan parçalar aşındırma (parça koparma, boşlatma) ya da dolgu (parça ekleme) yöntemiyledengeli hâle getirilir.

Balansı iyi olan bir parça kendi ekseni etrafında döndürüldüğü zaman hep aynı pozisyondadurmamalıdır. Eğer endüvi döndürülüp durdurulunca hep aynı pozisyonda duruyorsa ağırlıkmerkezinin yani balansının hatalı olduğu anlaşılır.

balansı yapılmış bir silindirin salınımı

balansı bozulmuş bir silindirin salınımı

α

α = 0



8

Ç. Arızalı endüvinin sökülmesi ve yalıtılmasıArızalı bir endüvi onarılacağı

zaman ilk önce söküm işlemiyapılır. Söküm yapılırken bazıdeğerlerin bir forma (karteks)kaydedilmesi gerekir. Tümsargılar söküldükten sonra sarımşeklini tespit etmek mümkünolmaz.

Endüvideki sargılarınsökülmesine en son yapılansargıdan başlanır. Sargı uçlarıkolektördeki bayrakcıklara bağlıdurumdadır. Bağlantılar havya ileeritildikten sonra iletkenleryerinden çıkarılır. Söküm işlemianında hangi ucun neredensöküldüğü doğru olarakkaydedilir.

Bobin uçları kolektördilimlerine yan yana gelecekbiçimde bağlanmışsa bu, paralelsarım yapıldığını gösterir.Bobinin çıkış ucu, giriş ucununsağındaki dilime bağlanmışsa builerleyen sarımı (adımı) ifadeeder. Eğer çıkış ucu, girişinsolundaki dilime bağlanmışsabuna gerileyen sarım (adım)denir.

Endüvideki sargılarsöküldükten sonra temizlikişlemi yapılır. Kolektör dilimleriarasında kısa devre olup olmadığı ohmmetre ya da seri lamba ile yapılan ölçümlerle tespitedilir. Kısa devre varsa dilimler arasındaki fiber parçaları üzerine yapışmış bakır tozu vb. gibimaddeler arıtılır.

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:.................................................................................Seri numarası:.....................................................................Çektiği akım:........................................................................Çalışma gerilimi:..................................................................Çalışma şekli (motor, dinamo):............................................Devir sayısı:.........................................................................Dönüş yönü:.........................................................................Kutup sayısı:........................................................................Tel cinsi:...............................................................................Tel çapı:................................................................................Bobin adımı:.........................................................................Bobin sayısı:.........................................................................Sipir sayısı:..........................................................................Sarım şekli (seri, paralel, ileri adım, geriadım, yarım kalıp, tam kalıp):...............................................Bir oyukta yer alan bobin kenarı sayısı:...............................Sarım yönü (sağ, sol):..........................................................Sarım tipi (klasik, V tipi, vb.):................................................Notlar:............................................................................................................................................................................................................................................................................

Makinenin bilgilerinin yer aldığı formda yer alması gereken veriler

Endüviye sarılan bobinlerin kolektör dilimlerine bağlanış şekillerine ilişkin örnekler

a b c çkolektör dilimleri kolektör dilimlerikolektör dilimleri kolektör dilimleri



9

Sökülüp temizlenen endüvinin mili ve oyukları iletken temasına karşı yeniden yalıtılır. Sargıoyuklarının yalıtılması için presbant adı verilen sert karton ya da plastik malzeme kullanılır.

Arızalı endüvinin sargılarının sökülüşü anında oyuklardan çıkan uçların oyuk eksenlerinegöre 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 ekseniyanındaki kolektör dilimlerine bağlanır.

DC ile çalışan kolektörlü makinelerde fırçalar genellikle kutup ekseni üzerindedir. AC ileçalışan kolektörlü makinelerde ise nötr ekseni üzerindedir.

Endüvideki sargılar sökülmeden önceoyukların üst kısmındaki kamaların çıkarılmasıgerekir. Endüvi vernik eritici kimyasalmaddenin içine konur ya da biraz ısıtılaraksertleşmiş verniklerin çözülmesi sağlanır.

Oyuklardaki kamaların çıkarılmasında demirtesteresi kullanılabilir. Testere kama üzerine konur. Üzerine çekiçle vurulur. Dişler kamayageçer. Daha sonra testerenin arkasına hafif hafif vurularak söküm gerçekleştirilir.

Endüvi söküldükten sonra kolektör iyice temizlenir. Dilimlerarasında ve gövde arasında kısa devre olup olmadığı seri lambaya da AVOmetreyle tespit edilir.

Endüviye sarılacak bobinlerin mile değmemesi için kolektörile endüvi arasındaki boşlukta yer alan mil ısıya dayanıklı izolebant (sarı bant) ile sarılıp yalıtılır.

d eEndüviye sarılan bobinlerin kolektör dilimlerinebağlanış şekillerine ilişkin örnekler

kolektör dilimleri kolektör dilimleri

Endüvi oyuklarının presbant ile yalıtılması gerekir.

8 mm4 4

8 mm4 4

oyukçevresi

katlamayeri

oyuk boyu katlamayeri

kıvrılmış presbant

Fırçaların kutup eksenine (FKE) bağlanışı Fırçaların nötr eksenine (FNE) bağlanışı

dönüşyönü

dönüşyönü

kama

kama

çekiç

Oyuklardaki kamalar

demir testeresi

Endüvi milinin yalıtılması

bant



10

D. Endüvi sarım şemalarının hesaplanıp çizilmesinde kullanılan kavramlarEndüvi sarımları belirli kurallara göre yapılır. Yani rasgele sarım söz konusu değildir. Sarım

şemalarının çizilmesinde kullanılan harflerin anlamları şunlardır:x: Endüvideki oyuk (oluk) sayısıK: Kolektörün dilim sayısı2P: Tek kutup sayısıP: Çift kutup sayısım: Çokluluk katsayısı (bobin giriş ve çıkış uçlarının yatırıldığı kolektör dilimleri arasındakimika sayısı)Yx: Oyuk adımıYf: Fırça adımıYk: Kolektör adımı2a: Paralel kol sayısıq: Oyuk adımının tamsayı çıkması için kullanılan katsayıu: Bir oyuktaki bobin giriş (ya da çıkış) kenarı sayısı

Oyuk adımı (Yx): Bobin kenarlarının endüvi oyuklarının hangilerine yerleştirileceğini

belirtir. Denklemi, Yx = 2Px

şeklindedir. Örneğin YYx değeri 6 olarak bulunmuşsa bobinin bir

kenarı 1. oyuğa yerleştirilir. 6 oyuk atlandıktan sonra diğer kenar yerleştirilir. Başka bir deyişleYx = 6 (1-7) şeklinde belirtilir. Endüvide bobin kenarının birisi N kutbunu altındaki oyuğa,diğeri S kutbunun altındaki oyuğa sarılmışsa buna normal adımlı sarım denir.

Örnek: x = 12, 2P = 2 Çözüm: Yx = 2Px = 2

12 = 6 (1-7)

Bazı endüvi hesaplamalarında oyuk adımı tamsayı çıkmayabilir. Bu durumda "q" katsayısıkullanılarak oyuk adımının tam sayı çıkması sağlanabilir. Bu durumda denklem,

Yx = 2P

qx ± şeklinde yazılır..

Normal adımdan uzun olarak sarılan bobinlere uzun adımlı sarım denir. Uzun adımlı sarımda

denklem, Yx = 2P

qx + şeklinde yazılır. "q" değeri sonucun tam sayı çıkması için "1" ya da "2"

olarak kabul edilebilir.

Örnek: x = 12, 2P = 2 Çözüm: Yx = 2P

qx + = 2212 +

= 7 (1-8)

a. Normal adımlı sarım b. Uzun adımlı sarım c. Kısa adımlı sarım



11

Normal adımdan kısa olarak sarılan bobinlere kısa adımlı sarım denir. Kısa adımlı sarımda

denklem, Yx = 2P

qx − şeklinde yazılır. "q" değeri sonucun tam sayı çıkması için "1" ya da "2"

olarak kabul edilebilir.

Örnek: x = 12, 2P = 2 Çözüm: Yx = 2P

qx − = 2212 − = 5 (1-6)

Fırça adımı (Yf): Kolektör dilimleriüzerine basan pozitif ve negatif kutuplufırçalar arasındaki kolektör dilimisayısını belirtir.

Yf değeri, Yf = kY2PK − ya da

Yf = 2P2P.m-K

denklemlerinden biri

kullanılarak hesaplanabilir.

Paralel kol sayısı (2a): Endüvidebulunan bobinler birbirine paralelbağlanabilir. Endüvinin yapısı, modeli vegücüne göre paralel kol sayısı 2 - 4 - 8 vb. olabilir. Paralel kol sayısı arttıkça makinenin dışarıyaverebileceği ya da dışarıdan çekeceği akım artar.

2a değeri, 2a = 2P.m denklemiyle hesaplanır.

Çokluluk katsayısı (m) ve kolektör adımı (Yk): Kolektör dilimleri arasındaki mikasayısına kolektör adımı (Yk) denir.Paralel endüvi sarımlarında kolektöradımı (Yk), çokluluk katsayısına (m) eşitolmaktadır.

Çokluluk katsayısı (m) şu üç husushakkında bilgi verir:

I. Kolektör adımıII. Fırçaların basacağı kolektör dilimi

sayısıIII. Endüvi üzerinde birbiriyle irtibatı

olmayan kapalı devre sayısıBu 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.

Fırça adımı

1'Yf Yf

++ -

Paralel kol devresi örnekleri

2P = 2, m = ± 1 2P = 2, m = ± 2

(I) (II) (III)

m

Çokluluk katsayısı ve kolektör adımı ile ilgili şekiller



12

Oyuktaki bobin kenarı sayısı (u): Bir oyukta bulunan bobin kenarı sayısını hesaplamak

için, u = xK

denklemi kullanılır..

Bir oyuktaki bobin giriş ve çıkış kenarları toplamı ise büyük "U" ile gösterilir ve U = 2.udenklemiyle hesaplanır.

E. Endüvi sarım şemalarının çizilmesi1. Paralel tip endüvi sarımlarıBu yöntemde bobin uçları yan yana

olan kolektör dilimlerine bağlanır. Fırçasayısı makinenin kutup sayısına eşittir.

Paralel tip sarım şeması sağa ya dasola doğru olabilir. Birinci bobin oyuğayerleştirildikten sonra ikinci bobinbirincinin sağına konuluyorsa buna sağaaçılımlı sarım denir. Birinci bobinoyuğa yerleştirildikten sonra ikincibobin birincinin soluna konuluyorsabuna sola açılımlı sarım denir.

Yandaki şekilde sağa ve sola açılımlıendüvi sarımı örnekleri verilmiştir.

Paralel tip endüvi sarımında bobininçıkış ucu, girişin bağlandığı kolektördiliminin sağındaki dilime bağlanırsa,bobinden geçen akım sağa doğru olur.Bu yönteme ilerleyen paralel sarımdenir (m = + 1, m = + 2 gibi).

Eğer bobinin çıkış ucu giriş ucununsolundaki dilime bağlanırsa, bobindengeçen akım sola doğru olur. Bu yöntemegerileyen paralel sarım denir (m = - 1,m = - 2 gibi). Bu tür sarım uygulamadaçok az kullanılır.

u = 1 u = 2 u = 3

Oyukta bulunan bobin kenarı sayısı örnekleri

Sağa açılımlı paralelendüvi sarımı

Sola açılımlı paralelendüvi sarımı

Paralel endüvi sarımı çeşitleri

1 2 3 4 5 5 4 3 2 1

İlerleyen ve gerileyen paralel endüvi sarımlarının yapısı

1 2 3 4 1 2 3 4

m m

+1 -1

1 2 3 4 5 1 2 3 4 5



13

Paralel tip endüvi sarımları bobin uçlarının kolektör dilimlerine bağlanış şekline göre basitve çoklu olmak üzere iki şekilde yapılabilir.

a. Basit paralel endüvi sarımıBu 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 şemasınınhesaplamalarını yaparak sarım şemasını çiziniz.

Çözüm: Basit paralel sarım yapılacağına göre,Yk = m = 1 olur.

Oyuk adımı: Yx = 2Px = 2

6 = 3 (1-4)

Fırça adımı: Yf = kY2PK

− = 126

− = 2

Oyuktaki bobin kenarı sayısı: u = xK

= 66

= 1

Paralel kol sayısı: 2a = 2P.m = 2.1 = 2

Hesaplamalar yapıldıktan sonra 6 adet bobinin girişkenarları kırmızı, çıkış kenarları ise mavi kalemle çizilir.Oyuk adımı 3 (1-4) olduğu için birinci bobinin çıkışkenarı dört numaralı oluğa yerleştirilir. Bobinlerin üstkısımlarının bağlantısı oyuk adımı değerine (1-4) uygunolarak bağlanır.

Onarımı yapılan bir endüvi sökülürken bobin ucununbağlanacağı kolektör diliminin hangi eksen üzerindeolduğunun tespit edilmesi gerekir. Bu örnekte bobinuçlarının kutup eksenindeki dilimlere bağlanacağınıvarsayacağız.

Şemada görüldüğü gibi 6. bobinin çıkış ucu birinci kolektör dilimine bağlanmaktadır. Budurumu ifade edebilmek, aynı zamanda şekli de sade göstermek için 1' şeklinde bir kolektördilimi daha çizilir. Gerçekte 1' şeklinde 7. bir kolektör dilimi yoktur.

Örnekte m = 1 olduğu için her fırça bir kolektör dilimine basar (değer). Yf = 2 olduğundanartı (+) ve eksi (-) fırça arasında iki kolektör dilimi boş bırakılır.

Fırçalar yerleştirildikten sonra akımın artıdan eksiye doğru dolaşımı kuralına göre oklandırmaişlemi yapılır. Oklandırma işleminden sonra akımın geçiş yönlerinin oluşturduğu manyetikalanlar göz önüne alınarak kutuplandırma (N ve S) işlemi yapılır.

Paralel kol devresi, akımın fırçalardan itibaren hangi bobinlerden dolaştığını göstermek içinçizilir.


Çözüm: Basit paralel sarım yapılacağına göre, Yk = m = 1 olur.

Basit paralel endüvi sarım şeması

Basit paralel endüvi sarımşemasının paralel kol devresi

1 2 3 4 5 6

+ +-

1 2 3 4 5 6 1'+ - +

N S N



14


8 = 2 (1-3)


− = 148

− = 1


= 88

= 1


Verilen iki basit paralel tip endüvi sarımında nor-mal adımlı sarım şeması çizilmiştir. Normal adımlısarımı her endüviye yapmak mümkün değildir. Örneğinx = 9, 2P = 2 olan bir endüvide,

Yx = 2Px = 2

9 = 4,5 çıkar. Bobinin giriş ve çıkış

kenarları arasında küsuratlı oyuk söz konusu olamaz.Bu durumda 4 ya da 5'e tamamlama (adım kısaltma veyaadım uzatma) yöntemi uygulanır.

Yx = 2P

qx ± 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 yada S kutbu özelliği taşımayan) oyuklar oluşur. Köroyuklar makinenin veriminin az da olsa düşmesinisağlar.

Sarım şeması çizilirken endüvi duruyormuş gibikabul edilerek bir anlık durum gösterilir. Şemada ikiadet 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 elemanaölü (iş yapmayan) bobin denir.

Örnek: x = 8, K = 24, 2P = 4, m = - 1 olduğuna göre basit paralel endüvi sarım şemasınınhesaplamalarını yaparak sarım şemasını çiziniz.



8 = 2 (1-3)


− = 14

24− = 5


= 824 = 3


Basit paralel endüvi sarım şeması

Basit paralel endüvi sarımşemasının paralel kol devresi

1 2 3 4 5 6 7 8

+ +-

1 2 3 4 5 6 7 8 1'

a b

c d

Kör oyukların gösterilişi

+

+

-

-

-+

a b c d

N N NS S



15




14 = 7 (1-8) Fırça adımı: Yf = kY2PK

− = 1228

− = 13


= 1428 = 2 Paralel kol sayısı: 2a = 2P.m = 2.1 = 2

x = 8, K = 24, 2P = 4, m = - 1 şeklindeki endüvinin basit paralel sarım şeması ve paralel kol devresi

+ - +

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1'

N NS SS

üç bobinkenarı birolukta

x = 14, K = 28, 2P = 2, m = 1 şeklindeki endüvinin basit paralel sarım şeması ve paralel kol devresi

N S N

iki bobinkenarı birolukta

+ -

+ - +

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 1'

+ +- - +

+ - +

+ + --

8



16



Oyuk adımı: Yx = 2P

qx − = 4

214 − = 3 (1-4) Fırça adımı: Yf = kY2PK

− = 14

28− = 6


= 1428 = 2 Paralel kol sayısı: 2a = 2P.m = 4.1 = 4

++ +

N S N S

x = 14, K = 28, 2P = 4, m = 1 şeklindeki endüvinin basit paralel sarım şeması ve paralel kol devresi

N

-

+


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 1'

+ + +- -

+

+

-

-

-1 2 3 4 5 6 7

28 27 26 25 24 23 22

14 13 12 11 10 9 8

15 16 17 18 19 20 21



b. Çoklu paralel tip endüvi sarımlarıBu 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 fırçalarbirden çok (2, 3 vb.) kolektör dilimine basabilir. Fırçalarbirden çok kolektör dilimine bastığı için devredekiparalel kol sayısı da basit paralel sarımdan daha fazlaolmaktadır.

Özet olarak ifade etmek gerekirse çoklu paralel sarımyapılmış bir DC motor şebekeden daha fazla akım çekerve gücü daha yüksek olur.

Örnek: x = 8, K = 8, 2P = 2, m = 2 olduğuna göreçoklu paralel endüvi sarım şemasının hesaplamalarınıyaparak şemayı çiziniz.

Çözüm: Çoklu paralel sarım yapılacağına göre,Yk = m olur ve buradan Yk = 2 olur.


8 = 4 (1-5)


− = 228

− = 2


= 88

= 1


Örnek: x = 14, K = 28, 2P = 2, m = 2 olduğuna göre çoklu paralel endüvi sarım şemasınınhesaplamalarını yaparak şemayı çiziniz.

Çözüm: Çoklu paralel sarım yapılacağına göre, Yk = m = 2 olur.


14 = 7 (1-8)


− = 22

28− = 12


= 1428

= 2


17

Çoklu paralel endüvi sarım şeması

Çoklu paralel endüvi sarımşemasının paralel kol devresi

1 2 3 4 5 6 7 8 1' 2'

+ +-

1 2 3 4 5 6 7 8

SN N

+ + --

+ -

Sabit mıknatıstan yapılmışkutupları olan, küçük güçlübir motorun endüvisininsarımlarının görünümü



Örnek: x = 14, K = 28, 2P = 4, m = 2 olduğuna göre çoklu paralel endüvi sarım şemasınınhesaplamalarını yaparak şemayı çiziniz.

Çözüm: Çoklu paralel sarım yapılacağına göre, Yk = m = 2 olur.

Oyuk adımı: Yx = 2Pq-x = 4

214 − = 3 (1-4)


− = 2428

− = 5


= 1428

= 2


18

x = 14, K = 28, 2P = 2, m =2 şeklindeki endüvinin çoklu paralel sarım şeması


N N NS

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

S

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 1' 2'+ + +- -

-+ +

x = 14, K = 28, 2P = 2, m =2 şeklindeki endüvinin çoklu paralel sarım şeması ve paralel kol devresi

N S N

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

+ - +

+ -1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 1' 2'

+

+ + --




2. Seri tip endüvi sarımlarıBu 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 yaklaşıkolarak oyuk adımı kadar ilerideki bobinin giriş kenarıyla birlikte bağlanır.

Paralel tip sargılarda paralel kol sayısı arttıkça DC makinenin verdiği ya da çektiği akımartar.

Seri tip sargılarda ise paralel kol sayısı azdır. Birbirine seri bağlanan bobin sayısı arttıkçaDC makinenin vereceği ya da dayanacağı akım azalmakta öte yandan gerilim ise artmaktadır.

Seri tip sarımın bir diğer faydası ise fırça sayısının daha az olmasıdır. Bu sayede kolektördesürtünme az olmakta, fırça ve kolektör düzeneği daha uzun ömürlü olmaktadır.

Seri tip sarımlar en az dört kutuplu olabilmektedir. Kutup sayısı ne olursa olsun fırça sayısıise her hâlde 2 olmakta ayrıca fırçalar birbirine yakın olarak yerleştirilmektedir.

Seri tip sarımlarda kolektör adımı,

Yk = P

mK± denklemiyle hesaplanır. Denklemde "K", kolektörün dilim sayısını, "m", çokluluk

katsayısını, "P", çift kutup sayısını gösterir. Çift kutup sayısı,P = 2P/2 denklemiyle bulunur.

Bir endüviye seri sarımın uygulanabilmesi için Yk'nın tam sayı çıkması gereklidir. Tamsayıçıkmadığı zaman seçilen "m" katsayısıyla endüviye seri sarımın uygulanamayacağı anlaşılır.

Seri sarımda, birbirine seri bağlanan bobinler endüvi çevresinde tüm kutupların altındadolaştıktan sonra sonuncu bobinin çıkış ucu, birinci bobinin giriş ucunun bağlandığı kolektördiliminin sağındaki ya da solundaki dilime bağlanır.

Son bobinin çıkış ucuyla ilk bobinin giriş ucunun bağlandığı kolektör dilimleri arasındakimika sayısı çokluluk katsayısını (m) belirtir.

Çokluluk katsayısı (m) "+" olarak kabul edilirse son bobinin çıkış ucu, ilk bobinin girişucunun 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. Çoklulukkatsayısının (m) "-" olarak alındığı sarımlarda ise son bobinin çıkış ucu, ilk bobinin giriş ucununsolundaki dilime bağlanır ve buna da gerileyen seri sarım denir.

19

x = 14, K = 28, 2P = 2, m =2 şeklindeki endüvininçoklu paralel sarım şemasının paralel kol devresi

Seri tip sarımda bobin uçlarının kolektör dilimlerinebağlanış şeklinin basit olarak gösterilişi

Yk

+ -



20

Uygulamada iki çeşit seri tip sarım yöntemi kullanılmaktadır.

a. Basit seri endüvi sarımıBu yöntemde birinci bobinin çıkış ucu, hemen yanındaki bobinin giriş ucuyla değil, bir çift

kutup (elektriksel olarak 360°) atlandıktan sonra gelen bobinin girişiyle birleştirilerek kolektördilimine lehimlenir. Diğer bobinler de bu şekilde sarılır. Son bobinin çıkış ucu birinci bobiningiriş ucuyla birleştirilerek işlem tamamlanır.

Örnek: x = 13, K = 13, 2P = 4, m = -1 olduğuna göre basit seri tip endüvi sarım şemasınınhesaplamalarını yaparak şemayı çiziniz.

Çözüm

Kolektör adımı: Yk = P

mK± = 2

131 − = 6 (Yk değeri tamsayı çıktığı için basit seri tip endüvi

sarımını yapmak mümkündür.)


qx ± = 4113 − = 3 (1-4)

Fırça adımı: Yf = 2P2P.m-K

= 44.1-13

= 2,25


= 1313

= 1


Seri sarımlarda, birinci bobinin giriş kenarıyla, onun bağlandığı ikinci bobinin giriş kenarıarasındaki mesafe toplam adım (Y) olarak belirtilir. Verilen örnekte bobin sayısı kolektör dilimsayısına eşit olduğu için Y = Yk = 6 olur.

Yk = 6 olduğuna göre 1. bobinin çıkış ucu 6 oyuk ilerideki bobinin girişiyle birleştirilerekkolektör dilimine lehimlenir.

İkinci bobinin çıkış ucu, giriş ucunun lehimlendiği dilimden itibaren Yk = 6 dilim sayılarakirtibatlandırılır. 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 Yf = 2,25 olarak hesaplandığı için ikinci fırça 2,25 birimlik boşluktansonra yerleştirilir.

Çizim yapıldıktan sonra akım dolaşımı dikkate alınarak kutupları belirlemeyi sağlayan

Yk

İlerleyen seri sarımın yapısı Gerileyen seri sarımın yapısı

m=+1Yk

m=-1



21

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 bağlıolduğundan bu bobinler ölü durumdadır. Yani bu iki bobinden akım dolaşımı olmamaktadır.

Seri tip endüvi sarımlarında bobinlerin giriş ve çıkış uçları birbirine bağlanarak kapalı (akımındolaştığı) bir devre oluşturulur. Bu bağlamaya sarımın kapanışı da denir. Seri tip sarımlardakapanış sayısının bulunuşu belirli bir kurala dayanmaz. Yani Yk değerine göre belirlenir. ÖrnekteYk = 6 olarak bulunmuştu. Buna göre "1-7-13-6-12", "5-11", "4-10-3-9-2-8" numaralı bobinlerbirbirine bağlanrak bir kapanış oluşturulur.

Örnek: x = 13, K = 13, 2P = 4, m = +1 olduğuna göre basit seri endüvi sarım şemasınınhesaplamalarını yaparak şemayı çiziniz.

Çözüm


mK± = 2

131 + = 7 (Yk değeri tamsayı çıktığı için basit seri endüvi

sarımını yapmak mümkündür.)

x = 13, K = 13, 2P = 4, m = -1 şeklindeki endüvinin basit seri sarım şeması ve paralel kol devresi

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1' 2' 3' 4' 5' 6'

+

+

-

-

++ --

N NS S S

N



22

Y = Yk = 7


qx ± = 4113 − = 3 (1-4)

Fırça adımı: Yf = 2P2P.m-K

= 44.1-13

= 2,25


= 1313

= 1


b. Çoklu seri endüvi sarımıEndüvideki 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 tipsarıma çoklu seri sarım denir.

Çoklu seri sarımda çokluluk katsayısı (m) 1'den büyüktür. Çokluluk katsayısı (m) fırçalarınbasacağı kolektör dilimi sayısını ifade eder. Aynı zamanda endüvideki son bobinin çıkış ucunun,ilk bobinin giriş ucunun yanındaki yanında bulunan hangi dilime bağlanacağını da belirtir.

x = 13, K = 13, 2P = 4, m = +1 şeklindeki endüvinin basit seri sarım şeması ve paralel kol devresi

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7'

+

+

-

-

++ --

N NS SN



23

Basit seri sarımda Yk = P

mK± denkleminde çokluluk katsayısı (m) olarak ±1 olarak alınıyordu.

Çoklu seri sarımda ise 2, 3 ya da 4 olarak alınabilir.

Eğer "m" değeri "+" olarak alınırsa buna ilerleyen seri sarım, "-" olarak alınırsa bunagerileyen seri sarım adı verilir.

Çoklu paralel sarımlarda olduğu gibi bu tip sarımda da sargı kendi içinde bir ya da iki kezkapanabilir. Sargının kaç kez kapandığını oyuk adımı (Yk) değerinden anlayabiliriz. Yk teksayı olarak bulunmuşsa 1 defa kapanan sargı, çift sayı olarak bulunmuşsa 2 defa kapanan sargıelde edilir.

Endüvinin oyuk sayısı (x) ve çift kutup sayısı (P) çift sayıysa P=10'a kadar olan çeşitli çiftkutup 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 şemasınınhesaplamalarını yaparak şemayı çiziniz.

Çözüm


mK± = 2

232− = 15

Yk değeri tamsayı çıktığı için çoklu seri endüvi sarımını yapmak mümkündür. Sonuç teksayı çıktığı için sargı bir kez kapanır.


16 = 4 (1-5) Fırça adımı: Yf = 22PK

− = 24

32− = 6


= 1632

= 2 Paralel kol sayısı: 2a = 2P.m = 2.2 = 4

x = 16, K = 32, 2P = 4, m = +2 şeklindeki endüvinin çoklu seri sarım şeması ve paralel kol devresi

1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

N NS SN S

+

+

++

-

-

--



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 bobinlerinçıkış kenarını belirten 32 adet mavi çizgi çizilir.

Hesaplama sonucu bulunan Y = 15 değerine göre1. bobinin giriş ucuyla çıkış ucu arasında 15 adetkolektör dilimi kadar mesafe vardır. Bu değere göre1. bobinin giriş ucu 1. kolektör dilimine, çıkış ucuise 16. kolektör dilimine bağlanır. "m" ve "Yf"değerlerine göre fırçalar çizilir.

F. Endüvi sarımı tipleri1. GirişYüksek devirli dönen endüvilerde balans (denge)

hataları nedeniyle titreşimli çalışma söz konusuolmaktadır. Titreşim yataklara, fırça ve endüviyezarar vermektedir.

Endüvinin balansını sağlamak için matkap ile sacoyma ya da oluklardaki sargıların üzerine prinçtenyapılmış kavela geçirme yöntemiuygulanabilmektedir.

Endüvi balansını temin etme yollarından biriside özel sarım tipleri uygulamaktır. Özel sarımtiplerini açıklamadan evvel klasik (geleneksel)sarımın yapısını inceleyelim.

a. Klasik tip endüvi sarımıBu yöntemde bobinler oyuklara yandaki şekilde

görüldüğü gibi sırayla yerleştirilir. Birinci bobin 1-7'ye, ikinci bobin 2-8'e şeklinde süren sarımişleminde her oyukta bir giriş kenarı bir de çıkışkenarı bulunur.

b. 'V' tipi endüvi sarımıBu tip sarımda ikinci bobinin giriş kenarı yandaki

şekilde görüldüğü gibi birinci bobinin girişkenarının yanındaki oyuğa değil, birinci bobininçıkış kenarının bulunduğu oyuğa yerleştirilmektedir.Diğer bobinlerin yerleştirilişi de bu şekilde devametmektedir.

Endüvi sarımının V şeklinde yapılmasının sebebidengeli (balanslı) bir sarım elde etmek içindir.

c. İki kutuplu endüvilere uygulanan 'H' tipisarım

Bu tip sarımda ikinci bobin yandaki şekildegörüldüğü gibi birinciye paralel (//) olarakyerleştirilir. İkinci paralel bobin grubunun (yani

Klasik tip endüvi sarımının yandan görünüşü

V tipi endüvi sarımının yandan görünüşü

H tipi endüvi sarımının yandan görünüşü (2P=2)

14 1



25

üçüncü bobinin) giriş kenarı son sarılan bobiningiriş kenarının yatırıldığı oyuğa yerleştirilerek sarımişlemine devam edilir.

Sunuç olarak bobin gruplarının yandangörünümü H ve V harfinin şekline benzer. Bazıeserlerde H tipi sarıma U tipi sarım dadenilmektedir.

ç. Dört kutuplu endüvilere uygulanan 'H'tipi sarım

Bu tip sarımda 2. bobinin giriş kenarı 1. bobininçıkış kenarının yatırıldığı oyuktan üç oyukatlandıktan sonra gelen oyuğa yerleştirilir. Busayede iki bobin birbirine paralel olur.

Diğer endüvi sarım tipleri yıldız, sepet ve mekik tipidir. Bunlar günümüzde çok azkullanıldığından açıklanmasına gerek görülmemiştir.

H tipi endüvi sarımının yandan görünüşü (2P=4)

Büyük güçlü endüvi örneği



26

G. Endüvi bobinlerinin sarılması, yalıtılması ve kontrolü1. Endüvi bobinlerinin sarılmasıArızalı bir endüvi söküldükten sonra aynı özellikte sarılması gerekir. Kullanılan malzemelerin

mutlaka TSE, CE ve ISO kalite belgesine sahip olması gerekmektedir. Kalitesiz iletken ileyapılan 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 yapılmışkamalar geçirilir.

2. Bobin uçlarının kolektör dilimlerine bağlanmasıBobinler 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. Sarımdan sonra yapılması gereken kontrollerBobinlerin uçları kolektör dilimlerine lehimlendikten sonra AVOmetrenin ohm kademesi ya

da seri lamba kullanılarak "sağlamlık" ve "kısadevre" kontrolü yapılır.

Kolektör dilimleri ve bobinler arasında kısa devreolup olmadığını anlamak için kullanılan diğer araçise growler cihazıdır. Bir bobin ve nüveden oluşan,AC ile beslenen bu cihazın üzerine endüvi konulur.Endüvinin üzerine ise oyuklara paralel olarak küçükbir demir testeresi parçası yerleştirilir. Sargılardabir kısa devre söz konusuysa bu bobinlerin etrafındaşiddetli bir manyetik alan meydana gelir. Bununsonucunda demir testeresi titreşmeye başlar. Endüviçevrildikçe testere laması hiç titremiyorsa kısadevrenin olmadığı anlaşılır.

4. Bobinlerin verniklenmesiSarım, 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 giderilmesiHer makine belirli bir süre kullanılınca arızalanır. Arızalar mekaniksel ya da elektriksel

olabilir. Rulmanların, yatakların, kolektörün ve fırçaların aşınması mekaniksel arızadır.Sargılarda kısa devre, kopukluk ise elektriksel arızadır.

Arıza bulmak için makinenin görünümü gözle kontrol edilir, sesi dinlenir, AVOmetre ya daseri lambayla ölçümler yapılır.

Arıza oranını azaltmak için makinelere aşırı yükleme yapılmamalı, voltaj dengesizliklerininönüne geçilmelidir. Ayrıca makineler periyodik (yılda en az bir kez) bakıma tabi tutulmalıdır.

Fırça ve kolektör yebilenirken aynı kalitede yedek parça tercih edilmelidir.

Growler cihazı

AC



27

H. Endüvi sarımlarıyla ilgili temrinler (uygulamalar)Uygulama 1: x = 14, K = 28, 2P = 2, m = 1 değerlerine sahip basit paralel endüvisarımının yapılmasıAmaç: Endüvi sarımlarıyla ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Sarımla ilgili hesaplamaları yapınız.2. Hesaplamalardan alınan değerlere göre sarım şemasını çiziniz.3. Şemaya bakarak sarımı yapınız.4. Sargı uçlarındaki yalıtkan verniği kazıyarak kolektör bayrakçıklarına lehimleyiniz.5. AVOmetre ya da growler cihazı kullanarak elektriksel kontrolleri öğretmeninizin

denetiminde yapınız.6. Sarımı sökünüzSorular1. 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 endüvisarımının yapılmasıAmaç: Endüvi sarımlarıyla ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Sarımla ilgili hesaplamaları yapınız.2. Hesaplamalardan alınan değerlere göre sarım şemasını çiziniz.3. Şemaya bakarak sarımı yapınız.4. Sargı uçlarındaki yalıtkan verniği kazıyarak kolektör bayrakçıklarına lehimleyiniz.5. AVOmetre ya da growler cihazı kullanarak elektriksel kontrolleri öğretmeninizin

denetiminde yapınız.6. Sarımı sökünüzSorular1. İndüktörün görevi nedir? Açıklayınız.2. Balans kavramını açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 3: x = 14, K = 28, 2P = 2, m = 2 değerlerine sahip çoklu paralelendüvi sarımının yapılmasıAmaç: Endüvi sarımlarıyla ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Sarımla ilgili hesaplamaları yapınız.2. Hesaplamalardan alınan değerlere göre sarım şemasını çiziniz.3. Şemaya bakarak sarımı yapınız.4. Sargı uçlarındaki yalıtkan verniği kazıyarak kolektör bayrakçıklarına lehimleyiniz.5. AVOmetre ya da growler cihazı kullanarak elektriksel kontrolleri öğretmeninizin

denetiminde yapınız.6. Sarımı sökünüzSorular1. Çoklu paralel sarımın özelliklerini açıklayınız.2. Kolektör oyukları arasına iletken parçacıklar (zerrecikler) dolarsa ne olur? Açıklayınız.



2. BÖLÜM: ASENKRON MOTORLARIN SARIMLARI

28

A. Asenkron (indüksiyon) motorlar1. Asenkron motorun tanıtılması (temel bilgiler)a. GirişElektrik 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) çokkolaydır. Öte yandan yük altında devir sayıları fazla değişmez.

2 kutuplu bir asenkron motor, frekansı 50 Hz olan bir şebekede 2850-2950 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 sayısıstator sargılarının oluşturduğu döner manyetik alanının devir sayısından biraz daha düşüktür.

Asenkron (uyumsuz) motor adı, döner alan hızıyla, rotorun devir hızının farklı olmasınedeniyle bu cihaza verilmiştir.

Elektroniğin gelişmesiyle birlikte alternatif akımın 50 Hz olan frekansını değiştirmek mümkünhale 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 Sürekli bakım istemez. Yük altında devir sayıları fazla değişmez.

Asenkron motor örnekleri

soğutucupervane

dış kapak

klemenskutusu

stator

sargılargövde

rotor

dış kapak

dış kapak

rulman

stator



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 çeşitleriAsenkron motorlar faz sayısına göre iki çeşittir:I. Bir fazlı asenkron motorlarKüçük güçlüdür. Çamaşır makinesi, pompa, buzdolabı vb. gibi aygıtlarda kullanılır.

II. Üç fazlı asenkron motorlarSanayide 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 yapısıI. StatorMotorun duran (sabit) kısmıdır. Bir yüzeyi yalıtılmış (verniklenmiş) 0,4-0,8 mm kalınlığındaki

çelik sacların yan yana getirilmesiyle üretilmiştir. Silindirik biçimli statorun iç kısmına fazsargılarının yerleştirilmesi için oyuklar (kanallar) açılmıştır.

II. RotorAsenkron motorların dönen kısmıdır. Uygulamada iki çeşit rotor kullanılmaktadır.

Sincap kafesli (kısa devre çubuklu) rotorBir yüzeyi yalıtılmış ince çelik sacların yan yana getirilmesiyle üretilmiştir. Silindirik biçimli

rotorun dış kısmına alüminyum çubukların monte edilmesi için kanallar açılmıştır. Kanallarakonulan alüminyum çubukların uçları kenarlara konan alüminyum halkalara bağlanmıştır. Başka

boş stator sargıların boş statorayerleştirilmesi

sarılmış statormontajıyapılmış motor

statoru oluşturanince saclar

Statorun yapısı

Sincap kafesli (kısa devre çubuklu) rotorun yapısı



30

bir deyişle rotorun oyuklarına, uçları kısa devre edilmiş alüminyum çubuklar yerleştirilmiştir.Statorda bulunan sargılardan AC dolaştığında ortaya çıkan değişken ve döner elektromanyetik

alan rotor çubuklarının içindeki elektronları etkileyerek bu çubukların içinden yüksek değerlibir akımın dolaşmasını sağlar. Kısa devre çubuklu rotor sincap kafesine benzediği için bu adlada anılır.

Bilezikli ve sargılı rotorÖzellikle büyük güçlü (25 kW ve üzeri) asenkron

motorlar kalkış (ilk çalışma) anında çok yüksek akımçekmektedir. Bu durumun önüne geçmek için rotorusargılı asenkron motorlar üretilmiştir. Bu tip rotorunoyuklarına, aralarında 120° faz farkı bulunan üç sargıyerleştirilmiş ve sargıların bir uçları birleştirilerek yıldızbağlantı elde edilmiştir. Sargıların diğer uçları ise rotormiline monte edilmiş bilezik (ring) adı verilen parçalarabağlanmıştır. Bileziklere değen fırçalarla rotorun dışdevreyle irtibatı sağlanmıştır.

Motorun kalkış anında az akım çekmesini sağlamak için dışardan rotor devresine krom-nikel alaşımından yapılmış, büyük güçlü sabit ya da ayarlı dirençler eklenebilmektedir.

Rotor sargılarına seri olarak bağlanan dış (harici) dirençler rotorun empedansını artırmayayaramaktadır. Empedansı artan rotor sayesinde stator sargılarının şebekeden çektiği akım dadüşmektedir.

Elektronik devreli statik yol vericilerin (soft starter, yumuşak yol verici) ucuzlayıpyaygınlaşmasıyla birlikte rotoru sargılı asenkron motorlar kullanım alanından epey kalkmıştır.Sadece eski teknolojiye sahip işletmelerde karşımıza çıkmaktadır.

III. Gövde ve kapaklarMotorun sargılarını ve rotoru muhafaza eden kısımlardır. Genellikle ısı yayıcılığı iyi olan

alüminyumdan üretilirler.

IV. Soğutucu pervaneAsenkron 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 rulmanlarRotorun 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

Bilezikli ve sargılı rotor örneği

Gövde ve kapaklar

kapa

k

Soğutma pervanesi (fan)

bilezikler

rotorsargıları



31

değiştirilir. Metal yataklar küçük güçlü motorlarda kullanıldığından uzun yıllar kullanılabilir.

2. Motorun etiketinin özellikleriEndüstriyel amaçlı sistemlerde yaygın olarak kullanılan motorların özellikleri gövdeye

konmuş olan bilgi etiketlerinde bulunur.Motor etiketinde bulunan bilgiler şöyle sıralanabilir:

Üreten kuruluşun adı (Gamak, Siemens,Asea, BBC, vb.)

Kullanıldığı akım (DC, AC) Tipi Seri numarası Bağlantı şekli Normal (nominal, anma) akımı Güç katsayısı (Cos ϕ) Normal (nominal, anma) gerilimi Gücü (watt ya da beygir gücü cinsinden) Frekansı Dakikadaki devir sayısı (d/d, rpm) Dayanabileceği maksimum sıcaklık Ağırlığı Üretim yılı

3. Klemens (bağlantı, terminal) kutusuÜç 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 üçüncüfazın bobini gösterir. RST uçları U, V, W’ye ya da X, Y, Z’ye bağlanabilir. RST fazlarının U,V, W ya da X, Y, Z uçlarına uygulanması çalışmaya hiç bir olumsuz etki yapmaz. Ancak üreticifirmalar 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

Yatak ve rulmanlar

bilye

kafes

yatak

Bağlantı klemensi örnekleri

Motor etiketi örneği



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 özelliğiYıldız 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.Sargıları yıldız

şeklinde bağlanan birmotora fazlar arasıgerilimi 380 V olan birvoltaj uygulandığındaher bir sargı üzerinde220 V görülür. Başkabir deyişle yıldız bağlıolarak çalıştırılanmotorun sargıları 220V’a dayanır.

5. Üç fazlı motorun sargılarının üçgen ( ) bağlantısı ve özelliğiÜçgen bağlama için faz sargıları arka arkaya bağlandıktan sonra ek yerlerine üç faz uygulanır.Sargıları 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 olarakçalıştırılan motorun sargıları 380 V’a dayanabilecek biçimde üretilmiştir.

6. Motor etiketine bakılarak alıcının yıldız mı yoksa üçgen mi bağlanacağınınsaptanması (tespit edilmesi)

Üç fazlı asenkron motorların sargıları rastgele yıldız ya da üçgen bağlanamaz. Bu işlemyapılırken 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 yöntemikullanılamaz.

II. 380 ifadesi yer alan bir motor üçgen bağlanır ve fazlar arası gerilimi 380 V olan birvoltaj uygulanır. Bu motorun ilk kalkış akımını düşürmek için / yol verme yöntemikullanılabilir.

Üç fazlı asenkron motorun sargılarının yıldız bağlanması

R

S

T

R S T

U V W

X Y Z

U

V

W

X Y

Z

Üç fazlı asenkron motorun sargılarının üçgen bağlanması

R S T

U V W

X Y Z

U V W

R S T

X Y Z

U

V

W

R

S

T

X

Y

Z



33

ΙΙΙ. / 220/380 ifadesi yer alan bir motor üçgen bağlanmak isteniyorsa fazlar arası gerilimi220 V olan bir besleme voltajı bulunmalıdır. Türkiye’de fazlar arası gerilim 380 V olduğundanbu motor mutlaka yıldız bağlanarak çalıştırılır. Bu motorun ilk kalkış akımını düşürmek için /yol verme yöntemi kullanılamaz.

7. Üç fazlı asenkron motorun devir yönünün değiştirilmesiMotora uygulanan R, S, T fazlarından herhangi ikisinin yerinin değiştirilmesi statorda oluşan

döner manyetik alanın yönünü değiştireceğinden rotorun dönüş yönü değişir.

8. Üç fazlı asenkron motorun çalışma ilkesiR-S-T fazları motorun statorunda bulunan sargılara

uygulandığında bu sargıların etrafında döner bir elektromanyetikalan oluşur. Statordaki elektromanyetik alanın saniyedeki dönüşsayısı şebekenin frekansı ve sargıların kutup sayısına göre değişir.

Statorda oluşan döner elektromanyetik alan rotorun çubuklarını(ya da sarımlarını) etkiler ve bu çubuklardan akım dolaşmaya başlar.Rotordan geçen akım ikinci bir elektromanyetik alan oluşturur.Statorun elektromanyetik alanıyla rotorun elektromanyetik alanıbirbirini itip çekerek dönüşü başlatır.

Not: Aynı adlı kutuplar birbirini iter. Zıt kutuplar birbirini çeker.

Üç fazlı asenkron motorun statorunda oluşan elektromanyetik alanın saniyedeki dönüş sayısıbesleme geriliminin frekans değeri kadardır. Türkiye'de şebekenin frekans değeri 50 Hz'dir.Eğer asenkron motor iki kutuplu olarak üretilmişse statorda oluşan elektromanyetik alan saniyede50 kez dönüş yapar.

Statordaki elektromanyetik alan saniyede 50 kez dönmesine rağmen rotor daha az deönüşyapar. 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 ises = ns - nr denklemi kullanılır.Denklemlerde, s: Kayma, ns: Statorda oluşan döner alanın hızı, nr: Rotorun devir sayısıdır.

Örnek: İki kutuplu olarak sarılmış üç fazlı asenkron motorun statorunda oluşan döner

Üç fazlı asenkron motorların devir yönünün değiştirilmesi

Üç fazın stator sargılarınınbasitçe gösterilişi

U

VW

X

YZ

R S T R S T R S T R S T



34

elektromanyetik alanın dakikadaki devir sayısı 3000 d/d'dır. Rotorun dakikadaki devir sayısıise turmetreyle yapılan ölçüm sonucu 2850 d/d olarak belirlenmiştir.

a. Kaymayı yüzde (%) cinsinden bulunuz.b. Kaymayı devir sayısı cinsinden bulunuz.

Çözüm

a. = (3000-2850)/3000.100 = (150/3000).100 = % 5

b. s = ns - nr = 3000 - 2850 = 150 devir.

B. Asenkron motorun sökülüp takılmasında işlem sırasıArızalanan üç fazlı asenkron motor sökülmden önce klemens kutusundaki yıldız ya da üçgen

bağlantıyı sağlayan köprüler sökülür. Faz sargıları arasında, sargılarla gövde arasında kısa devreolup olmadığı seri lamba ya da AVOmetreyle ölçülür.

Herhangi bir olumsuzluk yoksa motora varyak (çıkışı ayarlı trafo) ile düşük ya da normaldeğerli üç fazlı AC uygulanarak deneme çalışması yapılır. Pensampermetre kullanılarak herfazın çektiği akım ölçülür. Bu ölçümde fazlardan çekilen akımların birbirine eşit ya da yakındeğerlerde olması şarttır. Fazlardan çekilen akımlar arasında % 5 ve üzeri değerde fark varsahatalı sarımın yapıldığı ya da sargıların içinde kısa devre (temas) olduğu anlaşılır.

Motorun arızalı olduğu sonucuna ulaşılırsa kapaklarla gövdenin yanlış montajını önlemekiçin boyası silinmeyen kalemle ya da nokta adı verilen takımla işaretleme yapılır.

Soğutucu pervane çektirme ya da iki tornavida kullanılarak yerinden çıkarılır. Gövdedekicivatalar söküldükten sonra kapaklar çıkarılır.

Rulmanlar özelliğini kaybetmişse yenisiyle değiştirilir. Rulmanlar açık tipte ve sağlamsa,benzin, mazot gibi bir eritici ile temizlendikten sonra yeniden greslenir.

Statordaki sargılar sökülmeden hangi tür (el tipi, yarım kalıp, tam kalıp) sarım olduğu yanisarım şeması çıkarılır (çizilir).

Şema çizildikten sonra oyukların üzerindeki kavelalar (sıkıştırma çubukları, kamalar) çıkarılır.Verniklendiği için sertleşen sargılar tokmakla vurmak suretiyle gevşetilir. Bu işlemle gevşemeolmuyorsa pürmüz (LPG ile çalışan alev tabancası da olabilir) ile ısıtma (yakma) yapılaraktellerin 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 birisayılarak sarım (spir) sayısı tespit edilir.

Sökülen bobinlerin çapı mikrometre ile belirlenir. Tüm bobinler teraziyle tartılarak ne kadartel 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.



35

C. Stator sarım şekilleri ve şemaların çizilmesi1. Çizimde kullanılan semboller, denklemler, terimler ve anlamlarıa. Sembollerx: Statordaki oyuk sayısı 2P: Tek kutup sayısıP: Çift kutup sayısı C: Kutupta faz başına düşen oyuk sayısım: Faz sayısı Yx: Oyuk adımıα: Oyuk başına düşen elektriksel açı

b. Denklemler

Kutupta faz başına düşen oyuk sayısı (renk sayısı) denklemi: C = 2P.mx

Oyuk adımı denklemleri: Yx = 2Px

(normal adım)

Yx = q2Px

+ ya da YYx = 2Pqx + (uzun adım)

Yx = q2Px

− ya da YYx = 2Pqx − (kısa adım)

Oyuk başına elektriksel açı denklemi: α = x360.P ya da α = x

180.2P

c. TanımlarKutup sayısı: Asenkron motor sarılırken oyuk adımına göre değişen sayıda kutuplar (N-

S) oluşur. Aynı yönlü oklarla ifade edilen kutupların sayısına bakılarak motorun dakikadakidevir sayısı tespit edilebilir.

Motorun statorundan dolaşan AC'nin oluşturduğu kutupların sayısı "2P" ile ifade edilir. N-Sikilisi (çifti) bir kutbu meydana getirdiği için çift kutup sayısı değeri "P" ile ifade edilir.

Bobin (oyuk) adımı: Statora yerleştirilen bir bobinin giriş ve çıkış kenarları arasındakioyuk sayısıdır.

2. El tipi stator sarımlarıÜç fazlı dengeli el tipi sarımda iki kutuplu sarım ile daha fazla kutuplu sargılar farklı

özelliktedir.

a. İki kutuplu, dengeli el tipi sarımSarımın 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..



36

Bobin grupları arasındaki bağlantı açısı 180°'dir. Bu değer geometriksel açıya eşittir..

Sarım şemasının çizimiStator sarımları çizilirken her bir oluk küçük bir daire ile bobin kenarları ise bir çizgiyle

ifade edilir. Sarım şemasının karışmaması için sargıların, oyukların altında kalan kısımlarıçizilmez.

Örnek: x = 12, 2P = 2, m = 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun el tipi sarımşemasını hesaplamalarda bulunan değerlere göre çiziniz.

Çözüm

Kutupta faz başına düşen oyuk sayısı (renk sayısı): C = 2P.mx

= 2.312

= 2 renk

Oyuk başına elektriksel açı: α = x360.P = 12

360.1 = 30°

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 gibikabul edilir. Bu kabül U ile W giriş, V çıkış şeklinde de olabilir.

R-S-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

x = 12, 2P = 2, m = 3 değerlerine sahip üçfazlı asenkron motorun el tipi sarım şeması

Bobinlerin stator oyuklarınayerleştirilmiş hâline ilişkin örnek

U Z V X W Y

SN N

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1230° 30° 30° 30°

giriş

ken

arı çıkış

kena

rı



37

şemasını hesaplamalarda bulunan değerlere göre çiziniz.

Çözüm

Kutupta faz başına düşen oyuk sayısı (renk sayısı): C = 2P.m

x = 2.3

24 = 4 renk


360.1 = 15°


Çözüm


x = 2.3

36 = 6 renk


360.1 = 10°


Bobinler oyuklara yerleştirilirken uçlarınisimlendirilişine ilişkin örnek

U Z V X W Y

SN N

kâğıt parçası


Sargıların tiret ilesarılışına ilişkin örnek

U Z V X W Y

SN N

15° 15° 15° 15° 15° 15° 15° 15°

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36



38

b. Dört kutuplu, dengeli el tipi sarımSarımın 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..

Sarım şemasının çizimiStator sarımları çizilirken her bir oluk küçük bir daire ile, bobin kenarları ise bir çizgiyle


Örnek: x = 12, 2P = 4, m = 3değerlerine sahip üç fazlıasenkron motorun el tipi sarımşemasını hesaplamalardabulunan değerlere göre çiziniz.

ÇözümKutupta faz başına düşen

oyuk sayısı (renk sayısı):

C = 2P.mx

= 4.312

= 1 renk

Oyuk başına elektriksel açı:

α = x360.P = 12

360.2 = 60°


Çözüm


x = 4.3

24 = 2 renk


360.2 = 30°

x = 12, 2P = 4, m = 3 değerlerine sahip üç fazlıasenkron motorun el tipi sarım şeması

SN SN

U XZ V W Y

x = 24, 2P = 4, m = 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım şeması

SN SN

U XZ V W Y

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24



39


Çözüm


= 4.336 = 3 renk


360.2 = 20°

c. Altı ve sekiz kutuplu, dengeli el tipi sarımSarımın 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 yarısıikinci 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..

Sarım şemasının çizimiStator sarımları çizilirken her bir oluk küçük bir daire ile, bobin kenarları ise bir çizgiyle



Çözüm


= 6.318 = 1 renk


360.3 = 60°


U XZ V W Y

SN

SN1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36



40


kırık bobin

SN SN SN

U XZ V W Y


SN SN SN

U XZ V W Y


U XZ V W Y

SN SN SN SN

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

kırık

bob

in



41

3. Bobinlerin sarılmasıEl tipi sarımda gereken bobinler genellikle değişik

adımlı kalıplar kullanılarak hazırlanır.Yapılan hesaplamalarla oyuk adım (Yx) bulunduktan

sonra bir tel (ya da ip) parçasıyla bobinin çevresi tespitedilir. Bu tel kalıbın üzerine geçirilerek sarım bu ölçüyegöre yapılır.

Bobinlerin sarımı yapıldıktan sonra dağılmayı önlemekiçin küçük bir tel parçasıyla bağlama yapılır. Çıkrığa bağlıkalıbın bir parçası gevşetilerek bobin grupları yerindençıkarılır.

4. Bobinlerin stator oyuklarına yerleştirilmesiİlk sarılan bobin grubu stator oyuklarına emaye yalıtkan

çizilmeden yerleştirilir. Buişlemden sonra bobinin büyükmü yoksa küçük mü olduğu incelenir. Hatalı ölçü almasöz konusuysa yeniden ölçü alınarak sarım yapılır.

Bobinler oyuklara yerleştirildikten sonra oyuk kapatmapresbantları ve kamalar sargıların üzerine geçirilir.

Bobinlerin uçlarına küçük kâğıt parçalarına yazılmışnumaralar geçirilir. Bunun amacı hatalı bağlantı yapmayıönlemektir.

Numaralandırma işlemi yapıldıktan sonra bobinlerin birbiriyle olan seri ya da paralelbağlantıları yapılır. İletkenin birisine 2 - 4 cm boyunda uygun ölçülü bir makaron geçirilir.Telin üzerindeki emaye bıçakla kazındıktan sonra bağlantı yapılır. Geçirgenliğin iyi olmasıiçin havyayla lehimleme uygulanır. Bağlantı noktasının başka bir yere değmemesi için makaronbağlantı noktasının üzerine kaydırılır.

İç bağlantılar yapıldıktan sonra dış bağlantılar için altı adet uç klemens kutusuna çıkarılır. İçkısımdan dışarıya yapılan uç çıkarma işleminde çok damarlı, ısıya dayanıklı (silikonlu) bakırkablolar da kullanılabilir.

Motorların terminale çıkarılan uçlarının vidalara bağlantısı yapılırken mutlaka kablo papucukullanılmalıdır. Çünkü vida etrafına sarılarak yapılan bağlantı sağlıklı olmamaktadır.

Değişik adımlı kalıba bobinin sarılışı

Değişik adımlı kalıba bobinin sarılışı

Bobin uçlarınınnumaralandırılması

Ek yerlerinin makaronile yalıtılması

Bobinlerin tiret ya daip ile sabitlenmesi

8

17

3



42

5. Yarım kalıp (yarım amerikan, yarım gabare) stator sarımlarıYarım 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. ÖrneğinC = 4 ise bobin grubu 4 adet bobinin seri bağlanmasıylaoluşabileceği gibi iki ayrı bobinin seri bağlanmasından daoluşabilir. Bu işleme sargıların dağıtılması denir.

Hesaplamada bulunan "C" değeri dağıtılacak olursabu bobine kirişlenmiş bobin denir.

Yarım kalıp sarımda adım kısaltılabilir ya dauzatılabilir.

Yarım kalıp sarım çeşitleria. Toplu sargılarI. Eşit adımlı toplu sargılarBu tip sarımda oyuk adımları eşittir.

II. Değişik adımlı toplu sargılarBu tip sarımda bobin gruplarındaki her bir bobin farklı

büyüklüktedir.

b. Dağıtılmış sargılarI. Kısa adımlı dağıtılmış sargılarBu tip sarımda oyuk adımı hesaplamayla bulunan Yx değerinden küçüktür. Örneğin Yx = 6

(1-7) çıkan bir bobin kısa adımlı olarak (1-6) sarılabilir.

II. Uzun adımlı dağıtılmış sargılarBu tip sarımda oyuk adımı hesaplamayla bulunan Yx değerinden büyüktür. Örneğin Yx = 6

(1-7) çıkan bir bobin uzun adımlı olarak (1-8) sarılabilir.

Eşit adımlı toplu sargı örneği

Değişik adımlı toplu sargı örneği

Kısa adımlı dağıtılmış sargının yapısına ilişkin örnek çizim

U X



43

III. Normal adımlı dağıtılmış sargılar"C" değerinin tek sayı çıktığı hâllerde kısa ya da uzun adımlı sarım mümkün olmadığı için

normal adımlı sarım yapılır.

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.. Statordaki bobinlerin kat sayısının daima "1" olabilmesi için bobinin giriş kenarları üstte,

çıkış kenarları altta olacak biçimde yerleştirme yapılır. Bunu kolayca yapabilmek için birincibobinin ilk kenarı (kenarları) oyuk dışındabırakılır. Tüm kenarlar yerleştirildikten sonradışarda bırakılan kenar da oyuğa yerleştirilir.

Yandaki şekilde görüldüğü gibi "I" numaralıbobin grubunun giriş kenarları oyuk dışındabırakılıp, çıkış kenarları 7. ve 8. oyuklarayerleştirilmiştir. Bu işlem şöyle de yapılabilir:Giriş kenarları oyuklara yerleştirilir. En son bobinyerleştirilirken bunlar yerinden çıkarılır. Sonuncubobin ilgili oyuğa yerleştirildikten sonra sökülenteller yerine yerleştirilir.

Renk sayısı kadar oyuk boş bırakıldıktan sonra"II" numaralı bobinin giriş kenarı yerleştirilir.Ardından oyuk adımı değerine göre çıkış kenarıyerleştirilir. Aynı prensiple "III" numaralı bobinoyuklara yerleştirilir.

Kat oluşumunu önlemek için uygulanan buyönteme ayak kaldırma ya da katlama denir.

Uzun adımlı dağıtılmış sargının yapısına ilişkin örnek çizim

U X

Normal adımlı dağıtılmış sargının yapısına ilişkin örnek çizim

I II III

Yarım kalıp sarımda tek katlı görünümelde etmek için gereken çalışma şekli

Oyukdışındabırakılır.

Boşbırakılır.

üstte kalan kenar

altta kalan kenar



44

Örnek: x = 24, 2P = 2, m = 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarımşemasını hesaplamalarda bulunan değerlere göre çiziniz.

Çözüm


= 2.324

= 4 renk

Oyuk adımı: Yx = 2Pqx − = 2

224 − = 11 (1-12)


360.1 = 15°

x = 24, 2P = 2, m = 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şemasıU Z V X W Y

SN

x = 24, 2P = 4, m = 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şeması

U Z V W X Y

SN SN

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

SN

U Z V X W Y



45

6. Tam kalıp (tam amerikan, tam gabare) stator sarımlarıTam kalıp sarımın özellikleriBobin 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 çizilmesiTam kalıp sarımda bir oyukta bulunan iki bobin kenarı aynı faza ait olabileceği gibi farklı

fazlara ait de olabilir.

Kutupta faz başına düşen oyuk sayısı (renk sayısı) denklemi: C = 2P.mx

Oyuk adımı denklemleri: Yx = 2Px

(normal adım)

Yx = q2Px

− ya da YYx = 2Pqx − (kısa adım)

Oyuk başına elektriksel açı denklemi: α = x360.P ya da α = x

180.2P

Örnek: x = 12, 2P = 2, m = 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun tam kalıp sarımşemasını hesaplamalarda bulunan değerlere göre çiziniz.

Çözüm


= 2.312

= 2 renk


12 = 6 (1-7)

Oyuk başına elektriksel açı: α = x360.P

= 12360.1

= 30°


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

U Z V W X Y

SN SN



46

Tam kalıp sarım şemalarınınçiziminde uyulması gereken temelkurallar

Şemada oyuklar birer daireyle gösterilir.. Daireler ortalarından çizilen bir çizgiyle

ikiye bölünür. "C" değerine göre önce üst yarım daireler

renklendirilir. Yx değeri kadar atlandıktan sonra da alt

yarım daireler renklendirilir.

Giriş kenarlarını gösteren uzun çizgilerdairenin sol yanına, üst yarım dairenin renginde,çıkış kenarlarını gösteren kısa çizgiler isedairenin sağ tarafına alt yarım dairenin rengindeçizilir.

Bobinlerin giriş kenarlarıyla çıkış kenarlarıüst taraftan birleştirilir.

Bobinin giriş ucu sol yana uzun çizgiyleçizilir. Adlandırma (numaralandırma)yapılırken "üssüz" rakam kullanılır.

Bobinin çıkış ucu sağ yana kısa çizgiyleçizilir. Adlandırma (numaralandırma)yapılırken "üslü" rakam kullanılır.

Bobin gruplarının uçlarının birbirinebağlantıları yapılırken oklandırma yöntemikullanılarak işlem yapılır.

Sarım şemasının altına her biri bir bobingrubunu gösteren kısa çizgiler çizilir.

Çizgiler, sağa doğru başlayan ve birbirineters yönlü, akım yönünü gösteren oklarlayönlendirilir. Bobin grubunun girişini gösterençizginin sol yanına üssüz, çıkışını gösteren sağyanına üslü rakamlar yazılır.

Aynı faza ait bobin grupları ok yönündebirleştirilir.

Birinci faza ait bobin grubunu gösterenbirinci çizgiden itibaren bir çizgi (renk)atlanarak ikinci fazın girişi yapılır. İkinci fazıngirişinden itibaren bir çizgi atlanarak üçüncüfazın girişi yapılır. Girişi gösteren uçlara U-V-W, çıkışı gösteren uçlara Z-X-Y adı verilir.

Alt bağlantılar bittikten sonra bunlara

Oyukların daireyle ifade edilişi

Oyukların çizgiyle ikiye bölünüşü

Oyukların üst kısmının renklendirilmesi

Oyukların alt kısmının renklendirilmesiYx = 1-7

Sargıların giriş ve çıkış kenarlarının çizilişi

Sargıların uçlarının numaralandırılması

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6

4' 5' 6' 1' 2' 3'

Bobin grubunu temsil eden kısa çizgiler

Bobin grubunu temsil eden kısa çizgilerinoklandırılması 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'

1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6'

Üç fazın bobin gruplarının alt bağlantılarının veklemens kutusuna giden uçların adlandırılması

U Z V X W Y

Başa dönülür.



47

bakılarak oklandırma işlemi yapılır. Oklandırmanın amacı sarımın kaç kutuplu olduğunugöstermektir. Oklandırmada iki faz düz, üçüncü faz ters oklandırılır.

X = 12, 2P = 2, m = 3 değerlerine sahip statorun tam kalıp sarım şeması kısa adımlı olarakçizildiğinde bobin grupları arasında kayma olduğu görülür. Burada bazı oyuklara değişik fazlaraait 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 zıtyönlü manyetik alanları birbirini yok eder (bileşke manyetik alan sıfır olur). Manyetik alanınkaybolduğu oyuklara kör oyuk adı verilir.

Kör oyuğu olan bir statorun toplam manyetik alanı azaldığı için momenti düşer. Ancak budüşüş dikkate alınmayacak derecede düşüktür. Kısa adımlı sarımda % 3-5 daha az telharcanmaktadır.

x = 12, 2P = 2, m = 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkronmotorun normal adımlı tam kalıp sarım şeması

x = 12, 2P = 2, m = 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkronmotorun normal adımlı tam kalıp sarım şeması

1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6

4' 5' 6' 1' 2' 3'

1 2 3 4 5 6

4' 5' 6' 1' 2' 3'

SN SN

x = 24, 2P = 2, m = 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun tam kalıp sarım şeması (Yx = 1-13)

1 2 3 4 5 6

4' 5' 6' 1' 2' 3'

U Z V X W Y

1 2 3 4 5 6

1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6'

SN

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24



48

x = 24, 2P = 2, m = 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun tam kalıp sarım şeması (Yx = 1-11)

1 2 3 4 5 6

4' 5' 6' 1' 2' 3'

U Z V X W Y

1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6'

SN

x = 24, 2P = 4, m = 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun tam kalıp sarım şeması

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

10' 11' 12' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8' 9'

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 XW Y

N NS S

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24



49

Tam kalıp sarımda şemada bulunan bobin grubu sayısını basit bir denklemle bulunabilir:Bobin grubu sayısı = Faz sayısı . Kutup sayısı BG = m . 2PBu oranla ilgili aşağıdaki çizelgeye bakıldığında oyuk sayısının azlığı ya da çokluğu bobin

grubu sayısını etkilemediği görülür. Yani her oyuk sayısında, kutup sayısına göre bobin grubusayısı aynıdır.

Örnek: x = 24, 2P = 2, m = 3 Çözüm: BG = m . 2P = 3 . 2 = 6Örnek: x = 36, 2P = 2, m = 3 Çözüm: BG = m . 2P = 3 . 2 = 6

x = 36, 2P = 4, m = 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun tam kalıp sarım şeması

S SN

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

N

10' 11' 12' 1' 2' 3' 4' 5' 6' 7' 8'9'

9'

1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' 7 7' 8 8' 9 9' 10 10'

U Z V XW Y

11 11' 12 12'

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

(2P)



Üstteki çizelgede görüldüğü gibi kutup sayısı arttıkça bir faza düşen bobin grubu sayısı daartmaktadır.

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 yerleştirilmesiTam 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 sarımlardaise 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.

2P = 2 - BG = 6 2P = 4 - BG = 12 2P = 6 - BG = 18 2P = 8 - BG = 24 2P = 10 - BG = 30 2P = 12 - BG = 36

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34

2 5 8 11 14 17 20 23 26 29 32 35

3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36

U

Z

V

X2X4 X6 X8 X10 X12

W2W4 W6 W8 W10 W12

Y2Y4 Y6 Y8 Y10 Y12

1. fa

z3.

faz

2. fa

z

Tam kalıp sarımda bobin gruplarının bağlanış şekilleri

50



Ç. Üç fazlı stator sarımlarında bobin gruplarının bağlanmasıStatorda bulunan sargılar birbirine seri ya da paralel olarak bağlanabilir. Paralel bağlama

statorun içinde ya da dışında yapılabilir.

1. Bobin gruplarının statorun içinde paralel bağlanmasıParalel bağlamada bobin

gruplarının girişleri birbirine,çıkışları da birbirine bağlanarak dışortama sadece iki uç çıkarılır.

Bobin gruplarının paralelbağlanmasının amaçları şunlardır:

Kalın kesitli iletken yerineince kesitli iletken kullanıldığı içinsarım işçiliği kolaylaşır.

Oyuk içine yerleştirileniletkenin kesiti inceltildiği içinteller arasındaki hava boşluğu dahaaz olur. Başka bir deyişle oyuğadaha fazla tel sığdırılabilir.

Kalın kesitli telle sarılan bir motorun yeniden sarılması anında bir tane kalın tel değil, iki, üçya da dört tane ince kesitli iletken kullanılabilir.

Paralel bağlama anında bobin gruplarının akım yönlerine dikkat edilmelidir. Paralelbağlanacak bobin gruplarının akım yönleri ters olursa kutuplaşma bozulacaktır.

Yandaki "a" şeklinde seri yıldız,"b" şeklinde ikili paralel yıldız, "c"şeklinde ise dörtlü paralel yıldızbağlantının yapılışı gösterilmiştir.

Yandaki "a" şeklinde seri üçgen,"b" şeklinde ikili paralel üçgen, "c"şeklinde ise dörtlü paralel üçgenbağlantının yapılışı gösterilmiştir.

İki kutuplu stator sarımındabobin gruplarının ikili paralelbağlanması

Yandaki şekilde ikili paralelbağlantının prensibi gösterilmiştir.

Bobin gruplarının seri bağlanışı

Bobin gruplarının paralel bağlanışı

U X U X U X

U X U X U X

1 1' 2 2''

1 1' 2 2''

Bobin gruplarının yıldız bağlanışı

a b c

Bobin gruplarının üçgen bağlanışı

a b c

51

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



Dört kutuplu statorsarımında bobin gruplarınınikili paralel bağlanması

Yandaki şekilde ikili paralelbağlantının prensibi gösterilmiştir.

Dört kutuplu stator sarımında bobin gruplarının dörtlü paralel bağlanması

Altı kutuplu stator sarımında bobin gruplarının ikili paralel bağlanması

Altı kutuplu stator sarımında bobin gruplarının üçlü paralel bağlanması

52

Dört kutuplu sarımda 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' 12 12'

U Z V XW Y

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 XW Y

Dört kutuplu sarımda bobin gruplarının dörtlü paralel bağlanması

Altı kutuplu sarımda 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 XW Y

Altı kutuplu sarımda bobin gruplarının üçlü paralel bağlanması

U Z V XW Y

1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' 7 7' 8 8' 9 9' 10 10' 11 11' 18 18'



2. Bobin gruplarının statorun dışında paralel bağlanması

Üç fazlı asenkronmotorları farklıgerilimlerleçalıştırmak gerektiğizaman sargılar seriyıldız, seri üçgen,paralel yıldız ya daparalel üçgenbağlanabilir.

Motorun klemenskutusuna çıkarılmışuçlar kurallarauygun olarakbağlanır. Tam kalıpsarım uygulanmışdört kutuplu birstatorda klemenskutusuna 12 uççıkarılır. Motora 110V, 190 V, 220 V ve380 V gibi farklıgerilimleruygulayabilmek içinyanda verilenbağlantılaruygulanır.

Not: Buyöntemlergünümüzde hemenhemen hiçkullanılmamaktadır.

53

Ua

Xa

Zc

Zb

Za

Uc WC

Xc Yc

VC

Wa

Wb

Yb

Ya

Va

Vb

Xb

Ub

Ua

Xa

Zc

Zb

Za

Uc WC

Xc Yc

VC

Wa

Wb

Yb

Ya

Va

Vb

Xb

Ub

Ua

Xa

Zc

Zb

Za

Uc WC

Xc Yc

VC

Wa

Wb

Yb

Ya

Va

Vb

Xb

Ub

Ua

Xa

Zc

Zb

Za

Uc WC

Xc Yc

VC

Wa

Wb

Yb

Ya

Va

Vb

Xb

Ub

Ua

Xa

Zb

Za

Wa

Wb

Yb

Ya

Va

Vb

Xb

Ub

Ua

Xa

Zb

Za

Wa

Wb

Yb

Ya

Va

Vb

Xb

Ub

Ua

Xa

Zb

Za

Wa

Wb

Yb

Ya

Va

Vb

Xb

Ub

Ua

Xa

Zb

Za

Wa

Wb

Yb

Ya

Va

Vb

Xb

Ub

R S T R S T

R S T R S T

R S T R S T

R S TR S T

125 V paralel üçgen 220 V paralel yıldız

380 V seri üçgen 660 V seri yıldız

110 V paralel üçgen

220 V seri üçgen

190 V paralel yıldız

380 V seri yıldız

2P = 2 olan asenkron motorun dört farklı gerilimdeçalıştırılabilmesi için yapılan klemens bağlantıları

1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6' 7 7' 8 8' 9 9' 10 10' 11 11' 12 12'

2P = 2 olan asenkron motorun dört farklı gerilimdeçalıştırılabilmesi için gerekli bağlantı şeması



D. Üç fazlı asenkron motorların özel sarım şekilleri1. Kademeli yarım kalıp sarımlarYarım kalıp sarımlar kademeli (değişik adımlı) şekilde de olabilmektedir.

Örnek: x = 12, 2P = 2, m = 3 değerlerinesahip üç fazlı asenkron motorun yarım kalıpsarım şemasını değişik adımlı olarak çiziniz.

ÇözümKutupta faz başına düşen oyuk sayısı (renk

sayısı):

C = 2P.mx

= 2.312

= 2

Oyuk başına elektriksel açı:

α = x360.P = 12

360.1 = 30°

54

x = 24, 2P = 4, m = 3 olan asenkron motorun fazlar arası gerilimi190 V olan şebekede çalıştırılabilmesi için yapılan bağlantı

x = 24, 2P = 4, m = 3 olan asenkron motorun fazlar arası gerilimi380 V olan şebekede çalıştırılabilmesi için yapılan bağlantı

U Z V XW Y

R S T

U Z V XW Y

R S T

NS

NS

NS

NS

x = 12, 2P = 2, m = 3 değerlerine sahip üçfazlı asenkron motorun yarım kalıp sarımşemasını değişik adımlı olarak çizilişi

NS

U Z V X W Y

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12



55

Örnek: x = 36, 2P = 4, m = 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarımşemasını değişik adımlı olarak çiziniz.

2. Kısa adımlı sarımlarNormal adımlı sarımda oyuk adımı (Yx) 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 dikkatealınmaz.

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.

x = 36, 2P = 4, m = 3 değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorunyarım kalıp sarım şemasını değişik adımlı olarak çizilişi

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

NS

N S

U Z V XW Y

x = 36, 2P = 2, m = 3, Yx = 21 (1-22) değerlerine sahip üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şeması

N1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

U ZV XW Y

S

Büyük güçlü stator sarımının görünümü



56

E. Çok devirli stator sarımları1. GirişEndüstriyel 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 beslemelimotorlar kullanılmaktaydı. DC ile beslenen motorların kolektör ve fırça düzenekleri kısa süredeaşınıp iş göremez hale geldiği için sürekli bakıma alınmaları gereklidir. İşte bu nedenle DCbeslemeli motorlar uygulama alanında yaygınlaşamamıştır.

Farklı devir sayısı elde etmek için bazı firmalar stator oyuklarına birbirinden bağımsız, farklıkutup sayısında sargılar yerleştirilmiş motorlar üretmektedir. Bu tip motorların maliyeti yüksekolduğundan kullanım alanında hemen hemen hiç rastlanılmazlar.

Motorun devir sayısını değiştirebilme yöntemlerinden birisi de dahlender bağlamadır. Buyöntemde statorda tek sarım vardır. Sargıların ortasından klemens kutusuna çıkarılan üç adetuç kullanılarak 2 kutuplu bir motor 4 kutuplu ya da 4 kutuplu bir motor 8 kutuplu hâlegetirilebilmektedir.

Günümüzde elektronik devreli motor hız kontrol cihazlarının fiyatı 300 YTL (yaklaşık 225ABD Doları) düzeyine kadar indiğinden kullanım alanı hızla artmaktadır. O nedenle dahlendertip motorların yapısı kısaca açıklanacaktır.

2. Dahlender bağlamanın yapısıDahlender bağlamayı el tipi sarım şeması yardımıyla

açıklayabiliriz. Motorun statorundaki bir sargı grubunuyandaki şekilde görüldüğü gibi basit olarakgösterebiliriz.

El tipi sarımda bobinin çıkışı diğer bobinin girişinebağlanmaktadır.

Üç fazın sargı gruplarıbasitleştirilerekçizildikten sonra yandakiseri-üçgen bağlantı şeklielde edilir.

x = 24, 2P = 4, m = 3 olan motorun el tipi sarım şeması

Seri-üçgen bağlantının yapılışı

Bobin grubunun basitçe gösterilişi

1 2 3 4 5 6

6' 1' 2' 3' 4' 5'

1 1' 4 4'

1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6'

boş boş boş

U4 V4 W4

R S T

1

1'

4

4'

6'

3'

5 5' 2'2

3

6

boş

boş boş

U X

U4

W4V4



57

Dört kutuplu bağlantıda bobin gruplarını temsileden kısa çizgilere aynı yönlü oklar koymuştuk. Buişaretlemeye göre aynı faza ait bobin grubundan aynıyönde akım geçiyordu. Eğer iki bobin grubundanbirisinin akım yönü değiştirilirse bu kez iki kutuplubağlantı elde edilir.Bunugerçekleştirmek içinaynı faza ait bobingruplarının birbirinebağlandığı noktadanakım uygulanır.Daha sonraoklandırma yandaverildiği gibiyeniden yapılır.

Diğer iki fazın bağlantıları da aynı kurala göre yapıldığında yanda verilen paralel-yıldızbağlantılı, iki kutuplu şema elde edilir.

Bobin grubunun basitçe gösterilişi

1 1' 4 4'

U4 U2

1 1' 2 2' 3 3' 4 4' 5 5' 6 6'

U4V4

W4

W2 U2V2

Paralel-yıldız bağlantının yapılışı

R S T

R S T

1U4

W4 V4

1'

4

4'

6'

3'

5 5' 2'2

3

6

V2U2

W2

x = 24, m = 3 olan motorun iki kutuplu el tipi sarım şeması

x = 24, m = 3 olan motorun dört kutuplu el tipi sarım şeması

1 2 3 4 5 6

6' 1' 2' 3' 4' 5'

1 2 3 4 5 6

6' 1' 2' 3' 4' 5'



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 uygulanmışolur. 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, Yx değeriise düşük devire göre hesaplanır.

Örnek: x = 24, 2P = 2, m = 3

Çözüm: C = 2P.mx

= 2.324 = 4 Yx =

2Px

= 424 = 6 (1-7)

Not: Motorun iki farklı kutba göre oklandırması aynı şekil üzerinde yapılmıştır. Bu, iki adetşema çizmemek için uygulamada tercih edilmektedir.

F. Çok devirli, AC beslemeli motorlarda "güç-moment-devir" ilişkisiİki devirli motorlar güç ve momentlerine göre üç farklı şekilde üretilirler.

a. Sabit güçlü, iki devirli dahlender motorlarBunlarda devir sayısı düştükçe moment artar. Yani moment

ile devir sayısı ters orantılıdır. Her devir sayısında güç sabitkaldığından etiketlerinde bir tek akım değeri yer alır.

Motor sargıları paralel-yıldız bağlanarak düşük devirdeykensargılardan fazla akım geçmesi sağlanarak daha büyük momentelde edilir.

Sabit güçlü motorlarda düşük ve yüksek devire ait bağlantıyandaki şekilde verildiği gibidir.

Motorun, U2, VV2, W2 uçları birbirine, U4, V4, W4 uçları ise şebekeye bağlanırsa buna paralel-yıldız

adı verilir. Sarımda 4 kutup oluşur ve motor düşük devirde döner. U2, VV2, W2 uçları boş bırakılıp, U4, V4, W4 uçları ise şebekeye bağlanırsa buna seri-üçgen

x = 24, 2P = 2/4, m = 3 olan motorun yarım kalıp sarım şeması

U4 W2 V4 U2 W4 V2

Sabit güçlü, iki devirli motor

U2

V2W2

U4V4

W4



59

adı verilir. Sarımda 2 kutup oluşur ve motor yüksek devirde döner.

b. Sabit momentli, iki devirli dahlender motorlarDevir sayısı arttıkça güç ve hat akımının aynı oranda artış

gösterdiği bu tip motorlarda her devirde moment sabitkalmaktadır.

Sargıların bağlantısı sabit güçlü motorlardaki bağlantının tersişeklindedir. Yani küçük devirde bağlantı şekli sabit güç içinparalel-yıldızken, sabit moment için seri-üçgendir. Yüksekdevirde ise bağlantılar sabit güç için seri-üçgen, sabit momentiçin paralel-yıldız şeklinde olmaktadır.

Motorun, U4, VV4, W4 uçları birbirine, U2, V2, W2 uçları ise şebekeye bağlanırsa buna ikili paralel-

yıldız adı verilir. Sarımda 2 kutup oluşur ve motor yüksek devirde döner. U2, VV2, W2 uçları boş bırakılıp, U4, V4, W4 uçları ise şebekeye bağlanırsa buna seri-üçgen

adı verilir. Sarımda 4 kutup oluşur ve motor düşük devirde döner.

c. Değişik güç ve değişik momentli, iki devirli dahlender motorlarYüksek hızda fazla moment, düşük hızda az momentin

gerektiği yerlerde kullanılır. Moment ve gücün küçük olduğudüşük devir sayılarında seri-yıldız bağlama yapılır.

Motorun, U4, VV4, W4 uçları birbirine, U2, V2, W2 uçları ise şebekeye

bağlanırsa buna ikili ikili paralel-yıldız adı verilir. Sarımda 2kutup oluşur ve motor yüksek devirde döner.

U2, VV2, W2 uçları boş bırakılıp, U4, V4, W4 uçları ise şebekeyebağlanırsa buna seri-yıldız adı verilir. Sarımda 4 kutup oluşurve motor düşük devirde döner.


U2

V2W2

U4 V4

W4


U2

V2W2

U4 V4U4 V4

W4



60

G. Bir fazlı motorların yapısı, çalışması ve çeşitleri1. GirişEv ve işyerlerinde kullanılan bazı küçük güçlü makinelerde (çamaşır makinesi, bulaşık

makinesi, dikiş makinesi, matkap, buzdolabı, aspiratör, süpürge, pompa vb.) bir fazlı motorlarkullanılmaktadır.

Fabrikadaki üretim daha kaliteli ve hızlı olduğu için günümüzde bir fazlı motorların sarımıçok az yapılmaktadır. Bozulan motor yenisiyle değiştirilmek sûretiyle işlem yapılmaktadır. Onedenle bir fazlı motorların yapısı ve sarımıyla ilgili bilgiler temel düzeyde aktarılacaktır. Bununamacı teknik elemanın basit arızaları bilerek ve anlayarak giderebilmesini sağlamaktır. Başkabir 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 motorlar0,37 - 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 kesitlitelden çok sipirlidir.

İlk çalıştırma anında ana ve yardımcı sargı aynı anda şebekeye bağlıdır. Motorun rotorunundeviri 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. Santrafüj (merkezkaç) anahtarlı düzenekMotorun gövdesinin içine merkezkaç etkisiyle kontaklarını açıp kapatan anahtar

yerleştirilmiştir. Rotor dönmeye başladığı zaman fındık büyüklüğündeki metal ağırlıklarmerkezden dışa doğru uzaklaşır. Bu hareket sayesinde kontaklar açılarak yardımcı sargınındevreden çıkmasını sağlar.

b. Yol verme röleli (YVR) düzenekBu yöntemde motorun ana sargısının akımı YVR'nin bobininden geçer. Ana sargı tek başına

motoru döndüremez. Dönüş olmayınca ana sargının çektiği akım çok yükselir. Yükselen akımınoluşturduğu kuvvetli manyetik alan YVR'nin bobininin içindeki nüveyi çeker ve kontaklarkapanarak yardımcı sargıdan akım geçmesine neden olur. Yardımcı sargıdan geçen akımsayesinde motor kalkış yapar. Çalışma başlayınca ana sargının çektiği akım normal seviyeyeiner. YVR kontağını açar ve yardımcı sargı devreden çıkar.

Aşağıda verilen şekillerde yol verme rölesinin yapısı ve motora bağlantısı gösterilmiştir.

sabit kontak

hareketli kontak

bobin

ana sargı

yardımcısargı

bimetalli ve ısıtıcılıtermostat (motorkoruyucu)

yol vermerölesi(YVR)

220 V

Bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorların kalkış yapmasınısağlamak için kullanılan yol verme rölesinin yapısı ve motora bağlanışı



c. Yaylı pako şalterlidüzenek

Şalter '1' konumuna getirilinceana sargı devreye girer. Ancak mo-tor dönemez. Şalterin mandalı startkonumuna getirildiğinde iseyardımcı sargı devreye girerekrotorun dönmesini sağlar. Motorçalışınca şalterin mandalından elçekilirse, mandal '1' konumuna geridöner. Yaylı düzenek mandalı geriçeker. Motor ana sargı ile çalışmayısürdürür.

ç. Kontaktör ve zamanröleli devreyle birfazlı, yardımcısargılı asenkronmotora yol vermedevresi

Yanda verilenşekilde "I" butonunabasılınca M ve YSkontaktörleri çalışır vemotor kalkış yapar. 2-4saniye sonra zamanrölesinin normaldekapalı olan kontağıaçılarak YSkontaktörünü devreden çıkarır. YS devreden çıkınca yardımcı sargının akımı kesilir. Motorana sargının oluşturduğu döner manyetik alan ile çalışmasını sürdürür.

Not: Bir fazlı yardımcı sargılı asenkron motorlara yol vermeyle ilgili geniş bilgi edinmekiçin elektrik makineleri, otomatik kumanda ya da endüstriyel elektronik ile ilgili kitaplarabakılabilir.

Bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorlarda kullanılan kondansatörün göreviYardımcı 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 (XL) yüksek olur. XL değeri büyük olan sargıdan geçen akımın gerilimden geri kalmaaçısı da fazla olmaktadır.

Yardımcı sargının çektiği akım ve etrafında oluşturduğu manyetik alan az olduğu için indüktifreaktansı (XL) da düşüktür. XL değeri düşük olan sargıdan geçen akımın gerilimden geri kalmaaçısı da az olmaktadır.

Yardımcı sargıya (YS) seri olarak bir kondansatör bağlanınca, bu eleman sayesinde YS'dengeçen akım ileri fazlı hâle gelir.

Sonuç olarak YS'ye seri bağlanan C, iki sargı arasında oluşan faz farkının 90° dolayında

Yaylı pako şalterle bir fazlı, yardımcı sargılıasenkron motora yol verme devresi

start

start0

1

R Mp

C

ASYS

0

1

1

2

3

4

5

6

Kontaktör ve zaman röleli devreyle bir fazlı, yardımcısargılı asenkron motora yol verme devresi

startstop

YS

AS

R MpM0 I

ZR

YSZR

M

MM YS

C

U

Z

V

R Mp

W

61



62

olmasını sağlar. Sargılar 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 seribağlanan kondansatörlerin kapasite değerleri ise 35 - 280 µF arasındadır. Uygun değeri tespitiçin motor etiketindeki değerlere bakılmalıdır.

3. Bir fazlı AC seri (üniversal) motorlarBu tip motorlar, kutup (indüktör) sargıları, endüvi, kolektör, fırça ve rulmanlardan oluşur.

Yapı olarak DC seri motorlara çok benzerler. Tek fark, fuko (demir) kayıplarını azaltmak içinmotor gövdesi bir yüzü yalıtılmış ince çelik saclardan üretilmiş olmasıdır.

Bu motorların statoruna yerleştirilmiş olan kutup bobinleriyle endüvideki sargılar birbirineseri bağlıdır.

AC seri motora akım uygulandığında kutup ve endüvi sargılarında zamana göre yönü veşiddeti sürekli yön değiştiren iki manyetik alan oluşur. İki alan birbirini itip çekerek dönüşübaşlatır.

AC seri motorlar yüksüz olarak çalıştırıldıklarında yüksek devirde (yaklaşık 10.000-15.000devir/dakika) olarak döner. O nedenle daima yük altında çalıştırılmaları gerekir.

Uygulamada elektrikli süpürge, matkap, vantilatör, dikiş makinesi, kahve değirmeni vb. gibi

Yardımcı sargıya seri olarak kondansatör bağlı değilken ana veyardımcı sargıdan geçen akımlar arasındaki faz farkı vektörleri

Yardımcı sargıya seri olarak kondansatör bağlıyken ana ve yardımcısargıdan geçen akımlar arasındaki faz farkı vektörleri

Bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motora bağlanan kondansatörün etkisi

ana sargı

ana sargı

C

AC

AC

IAS

IYS

IAS

IYS

yardımcı sargı

yardımcı sargı

IAS

IYS

IAS

IYS

ϕ<90°

90°

V

V



63

aygıtlarda AC seri motor kullanılmaktadır.

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) devrelerikullanılabilir.

4. Gölge kutuplu bir fazlı asenkron motorlarBu tip motorlar küçük güçlü

olarak (en çok 0,15 HP) üretilir.Kutup ayaklarına açılan yarıklarabakır halkalar geçirilmiştir. Bakırhalka ikinci bir manyetik alanoluşturarak yardımcı kutup gibiçalışmaktadır.

Gölge kutuplu motorda esasmanyetik alanı oluşturan sargılar sacnüve üzerine yerleştirilmiştir. Rotorise sincap kafesi biçimindedir.

Gölge kutuplu motorların bazıözellikleri şunlardır:

* Kalkış momentleri ve verimleridüşüktür. * Aşırı yüklenmelerdedururlar. * Sessiz çalışırlar. * Devirayarları kademeli çıkışlıototransformatörü, kademeli dirençya da triyaklı dimmerlerleyapılabilir.

Bu tip motorlar daha çok düşükgüçlü aspiratör, vantilatör gibicihazlarda kullanılır.

5. Relüktans motorlarBu tip motorlarda kutup

yüzeylerinin bir kısmı hava aralığıfazla olacak biçimde üretilir. Havaaralığının büyük olduğu kısımlarmanyetik kuvvet çizgileriningeçişine yüksek bir manyetik direnç

AC seri (üniversal) motorun yapısı AC seri motorun kutup sargılarına ilişkin örnekler

Gölge (yardımcı) kutuplu bir fazlı asenkron motorun yapısı

yardımcı(gölge)kutuplar

kısa devrelirotor

stator

V

AC

Relüktans motorun yapısı

hava aralığıbüyük

kısa devrelirotor

eğimli manyetikalan

hava aralığıküçük

bobin

gövde

V



(relüktans) gösterir. İşte bu özellik sayesindestator sarımlarında oluşan değişken manyetikalan rotor üzerinden eğimli bir şekilde geçer.Manyetik kuvvet çizgilerinin eğimli olmasıise rotorun dönüşünü kolaylaştırır.

6. Repülsiyon motorlarBu tip motorların statorları asenkron

motorların statoruna, rotoru ise DCmakinelerin endüvisine benzer.

Farklı olan durum şudur: Endüvi sarımlarıfırçalar aracılığıyla birbiriyle kısa devre edilir.

Statorda bulunan bir fazlı sargıya ACgerilim uygulandığında N-S manyetikkutupları oluşur. Kutupların manyetik alanı endüvi sargılarında gerilim indükler. İndüklenengerilim fırçaların kısa devre durumunda olması dolayısıyla endüvi sarımlarından akım dolaştırır.Bu da endüvide ikinci bir manyetik alan doğurur.

Kolektör dilimlerine sürtünenfırçaların yandaki "a" şeklindegörüldüğü gibi kutup ekseninde kısadevre edildiklerini kabul edelim.Endüvide oluşan gerilimlerin etkisiylekısa devre olmuş fırçalardan akımgeçer. Kutup ekseninin bir tarafındakiendüvi iletkenlerinden geçen akımlarbir yönde ise, diğer tarafındakiiletkenlerden geçen akımlar tersyöndedir. Sonuçta, endüviiletkenlerinden geçen akımlar,endüvide N-S kutuplarını oluşturur.Statorun N kutubunun karşısında,endüvinin N kutbu, statorun S kutubunun karşısında da endüvinin S kutbu vardır. Karşılıklıolan aynı adlı kutuplar birbirlerini iterler. Kutupların itme kuvvetleri kutup ekseni doğrultusundave aynı zamanda birbirine zıt olduğu için bir döndürme momenti oluşturmazlar.

Fırçaları "b" şeklinde görüldüğü gibi kutup ekseninin sağına ve soluna doğru kaydırdığımızdaise, kısa devre edilmiş endüvi sargılarından geçen akımların oluşturduğu N-S alanları da kayar.Bu da rotorun dönmesini sağlar.

Repülsiyon motorlarda fırçalar sağa doğru kaydırılınca rotor sağa, sola doğru kaydırılıncaise sola doğru döner.

Repülsiyon motorlarda endüvideki DC sargılarının altına sincap kafesi yerleştirilerek yapılanmotorlara ise repülsiyon startlı asenkron motorlar denir. Bu tip motorlara AC uygulandığındaalıcı, repülsiyon motor olarak yol alır. Devir sayısı yükselince santrafüj kuvvetle çalışan endüvimilindeki mekanik düzenek çalışarak fırçaları kolektör dilimlerinden kaldırır. Yardımcı sargılımotorlarda olduğu gibi fırçalar devreden çıkınca motor, sincap kafesli rotor ile çalışmasınısürdürür.

Repülsiyon motorlar 1,5 HP ve daha küçük güçte üretilir ve santrafüj tulumbası, matkap,

Repülsiyon motorun yapısı

V

Repülsiyon motorda fırçaların konumları

- -a. Fırçalar kutup ekseninde b. Fırçalar α kadar kaydırılmış

64



çamaşır makinesi, aspiratör vb. gibi cihazlarda kullanılırlar.

7. Küçük güçlü senkron motorlarKüçük güçlü senkron motorlar iki çeşittir. Şimdi bunları inceleyelim.

a. Relüktans senkron motorlarBu tip motorların statoru 2-3 mm kalınlığında demir sacdan yapılmıştır. Motorun bobininden

geçen akımın oluşturduğu N-Salanlarıyla 20-30 adet kutupmeydana getirilir.

Rotor 3-4 mm kalınlığında çeliksacdan çıkıntılı kutuplu olarakyapılmıştır. Bu kutuplar doğalmıknatıstandır.

Bobine AC uygulandığındageçen akım N-S kutuplarınıoluşturur. Bobinden geçen akımınyönü değiştikçe kutupların yönü de değişir. Bu ise 20-30 adet olan küçük kutupların dadeğişmesine yol açar. Böylece statorda döner alan doğar. Rotorun çıkıntılı kutuplarıyla statorundöner alanı birbirini etkileyerek senkron hızda dönüşü sağlar.

b. Histerisiz senkron motorlarBu tip motorların statorunun kutup ayaklarına bakır halkalar (gölge kutuplar) yerleştirilmiştir.

Rotor ise histerisiz kaybı büyükolan 2-3 mm kalınlığında çeliksaclardan yapılmıştır.

Statorun manyetik akısı rotorüzerinden geçince rotorda N-Skutupları oluşur. Rotorun kutuplarıstatorun değişen kutuplarınauyarak senkron hızla dönmeyebaşlar.

Küçük boyutlu olarak üretilensenkron motorlar 3-10 Wgücündedir. Devir sayıları sabitolduğu için zaman rölelerinde,elektrikli zaman saatlerinde veçeşitli otomasyon sistemlerindekullanılırlar.

Relüktans senkron motorun yapısı

rotor

gövde

bobin

demir nüveAC

Histerisiz senkron motorun yapısı

V

çelik disk rotorbakır halka

stator

bobin

65



Ğ. Bir fazlı yardımcı sargılı asenkron motorların kontrolü, sökülmesi vesarımının yapılması1. GirişArızalanan bir motorun onarımı yapılırken gözle ve elektriksel kontroller yapılır. Gövdede

kırık, çatlak, aşınma olup olmadığı gözle anlaşılır. Elektriksel kontroller için ise AVOmetre yada seri lamba kullanılır.

Sargılar yanmış ise üç fazlı motorların sökümü konusu açıklanırken vurgulanan işlemleryapılır.

2. Sarım şemasının çizilmesiBir 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: 22P = 4 Ana sargı: 4 Yardımcı sargı: 4

Örnek: x = 24, 2P = 2, m = 1 değerlerine sahip motorun sarım şemasını hesaplamalarıyaparak 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 oyuklarınarasındaki boş oyuklara yerleştirilir.

İlk önce aynı renkte 24 adet oyuk çizilerek ana sargı bobin grupları yerleştirilir..

66

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Ana sargının bobin gruplarının oyuklara 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

Örnek: x = 24, 2P = 4, m = 1 değerlerine sahip motorun sarım şemasını, hesaplamalarıyaparak 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 sargınınbobin kenarlarıyla aynı oyuklara yerleştirilir.

67

Boş kalan oyuklara yardımcı sargının bobin gruplarının yerleştirilmesi

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

U W x Z

x = 24, 2P = 2, m = 1 olan yardımcı sargılı asenkron motorun şeması

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

U W X Z

N S N



3. Bobinlerin sarılıp oyuklara yerleştirilmesi Stator 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.. Sargıların kenarları ip ya da tiret ile sabitlenir. (Toplu hâle getirilir.) Besleme uçları klemens kutusuna çıkarılıp pabuç ile vidalara bağlanır..

H. Motorlarda oluşan bazı arızalar1. GirişMotorlarda mekanik ya da elektriksel arızalar olabilir. Rotorun aşınması, rulmanların

bozulması mekanik arızaya örnek olarak verilebilir. Sargılar arasında kısa devre, gövdeye kaçakgibi hususlar ise elektriksel arıza olarak tanımlanır.

Mekanik arızalar gözle muayene ve rulman kontrol aletiyle tespit edilebilir. Elektrikselarızaların tespiti için ise seri lamba, AVOmetre, pensampermetre gibi aygıtlar kullanılır.

I. Motorları koruyucu önlemlerElektrikli 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. Soğutmanın 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

x = 24, 2P = 4, m = 1 olan yardımcı sargılı asenkron motorun şeması

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

U W X Z

N S N S N



İ. Asenkron motorların sarımlarıyla ilgili temrinler (uygulamalar)

Uygulama 1: x = 24, 2P = 2, m = 3 değerlerinesahip üç fazlı motorun el tipi sarımının yapılması

Amaç: Üç fazlı motorların stator sarımlarıyla ilgili bilgi ve becerikazanmak.

İşlem basamakları1. Sarımla ilgili hesaplamaları yapınız.2. Hesaplamalardan elde edilen değerlere göre sarım şemasını

çiziniz.3. Boş statorun oyuklarını presbant ile yalıtkan hâle getiriniz.4. Statordan ölçü aldıktan sonra kademeli kalıpları sarım kalıplarını

sarım çıkrığına bağlayınız.5. Bobinleri çıkrık ile sarınız.6. Sarılmış 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. Sargıların 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 bağlantılarınıyapınız.

12. Seri lamba ya da AVOmetre kullanarak kısa devre, gövdeyekaçak kontrollerini yapınız.

13. Rotor olarak sincap kafesine benzer hafif rotoru statorun içinesokunuz. Bu rotorun telden yapılmış milini elinizle tutunuz.

14. Öğretmenin denetiminde, üç fazlı, ayarlı çıkışlı trafoyla(varyak) düşük değerli (12 V - 110 V) AC gerilimi stator sarımlarınauygulayınız.

15. Motor çalışıyorsa enerjiyi kesiniz ve sarımı sökünüz.

Sorular1. Üç fazlı asenkron motorun çalışma ilkesini açıklayınız.2. El tipi sarımın özelliklerini açıklayınız.

69

3

5

7

7

9

10

13



A. Enterkonnekte sistemBir ülkenin tümünün ya da belirli bölgelerinin elektrik enerji ihtiyacını karşılayan, üretim ve

tüketim merkezleri arasındaki enerji alışverişini sağlayan yapıya enterkonnekte sistem adıverilir. 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 trafolaryardımıyla yükseltilip alçaltılarak dağıtılmaktadır.

B. Standartlaştırılmış gerilim gruplarıEnerji 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 iletimhatları 66 ya da 154 kV’luk hatlardır. Yaygın olarak kullanılan orta gerilimli dağıtım hatları 10-15 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 elekt-rik enerjisi üretimi çoğunlukla AC olarak yapılmaktadır.

Avrupa’da ve Türkiye’deki elektrik enerjisinin frekansı 50 Hz, Kanada ve Amerika gibiülkelerde ise 60 Hz’dir.

C. Alçak gerilim şebekesiTürkiye’de kullanılan alçak gerilim dağıtım şebekesi, üç fazlı dört telli yıldız bağlı sistem-

dir. Bu sistemde fazlar, L1 (R) - L2 (S) - L3 (T) ve nötr hattı N (0) ile işaretlenir. Sistemde fazlararası 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 voltun3 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 akımçekerken, üç fazlı şebekede 3300 W ısıtıcı da 5 A akım çekmektedir. Demek ki üç fazlı sistemdebir 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. Busayede üç fazlı sistemde kullanılacak iletken kesiti, sigorta, şalter değerleri küçülecektir. Aynıişin daha az akımla karşılanması gerilim düşümlerini azaltır ve sistemdeki alıcıların anmadeğerlerinde daha verimli çalışmasını sağlar.

Ç. Asenkron motorların bazı temel özellikleriStator, rotor, yatak, kapak ve soğutma pervanesinden oluşan asenkron motorların rotorları

3. BÖLÜM: ASENKRON MOTORLARLA İLGİLİ EK BİLGİLER

74



kısa devre çubuklu (sincap kafesli), ya da sargılıolabilmektedir.

Sincap kafesli rotorlar dayanıklıdır ve üretimi kolaydır.Sargılı rotorlu motorlar özel amaçlar için yapılırlar.

Rotorlara takılan kısa devre çubukları motorun moment,hız, çalışma ortamı vb. gibi özelliklerine göre farklıgeometrik şekillerde olabilmektedir. Yandaki şekillerdeuygulamada yaygın olarak kullanılan rotor çubuğuörnekleri verilmiştir.

Asenkron motorların statorları çoğunlukla 24 ya da 36oyuklu olmaktadır.

Asenkron motorların kalkış momenti, rotor çubuklarınınya da rotor sargılarının direncine bağlıdır.

Rotor direnci yüksek motorların kalkış momentiyüksek, kalkış akımı düşüktür.

Rotor direnci küçük motorların ise kalkış momentidüşük, kalkış akımı yüksektir.

Motorun kalkış akımıyla anma akımı arasındaki oranbüyüdükçe, kalkış momenti büyür.

Normal çubuklu, tek kafes rotorlu motorların kalkışakımları, derin çubuklu, tek kafesli ya da çift kafeslirotorlara göre daha büyüktür.

Sargılı rotorlu (bilezikli) asenkron motorlar da üçfazlıdır. Bunların rotorunda statorun kutup sayısına eşitüç fazlı sargı vardır. Sargıların bir ucu bileziklere bağlıdır.Bileziklere değen fırçalar rotor sargılarına dışarıdan dirençeklenmesini sağlar.

Rotor sargılarına eklenen dirençler kalkış akımınıayarlamak için kullanılmaktadır.

75

a. Statoru oluşturan ince sac b. Boş stator c. Sarılmış stator

Asenkron motorların rotorçubuklarının biçimleri

normal çubuklu, tek kafesli rotor

derin çubuklu, tek kafesli rotor

çift kafesli rotor



D. Asenkron motorlarla ilgili temel kavramları1. Anma değeriBir motorun normal çalışma koşulları için verilen ve etiketinde belirtilen elektriksel

büyüklüklerin sayısal değerlerinin tümüne anma değeri denir.

2. Giriş gücüMotorun 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. Standart güçlerIEC 72 standardına göre üç

fazlı asenkron motorlarınstandart kW güçlerinin beygirgücü (BG, HP) karşılıkları yandaverilen çizelgede görüldüğügibidir.

Avrupa ülkelerinde veTürkiye’de kullanılan IEC (inter-national electrotechinicalcommision, uluslararası elektroteknik komisyonu) standardında motorların anma güçleri kWolarak, Amerika ve diğer bazı ülkelerde kullanılan NEMA (national electric manufactures as-sociation, ulusal elektrik üreticileri birliği) standardında ise motor anma güçleri BG (HP, horsepower) 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 çalışmaAnma gerilimi ve frekansında mile yük bağlı değilken çalışmadır.

76

a. Rotoru oluşturan ince sac b. Boş rotor c. Kısa devre çubuklu rotor

Üç fazlı asenkron motorların standart güç değerleri



6. Boş çalışma akımıAnma gerilimi ve frekansında şebekeden çekilen akımdır.

7. Kalkış (yol verme) akımıİlk çalışma anında şebekeden çekilen akımdır.

8. Kalkış momentiMotorun hareketsiz

durumdayken (dururken)ürettiği moment değeridir.

9. Anma döndürmemomenti

Anma gücünde ve anma devirhızında elde edilen momenttir.

10. Devrilme momentiAnma gerilimi ve anma

frekansında çalışırken oluşan enbüyük moment değeridir.

Yanda verilen karakteristikeğride “devir hızı - kalkış vedevrilme momentleri” ile “devirhızı - kalkış akımı” arasındakiilişki verilmiştir.

11. işletme (çal ışmarejimi) türü (S)

Motorun belirlenen sürelerdedeğişmeyen bir ya da daha çoksayıda belirli yükle çalışma düzenidir.

İşletme türleri şunlardır:S1: Sürekli çalışmaS2: Kısa süreli çalışmaS3: Yol vermenin ve elektriksel frenlemenin ısınmayı etkilemediği kesintili çalışmaS4: Yol vermenin ısınmayı etkilediği kesintili çalışmaS5: Yol vermenin ve elektriksel frenlemenin ısınmayı etkilediği kesintili çalışmaS6: Kesintili yükleme ile sürekli çalışmaS7: Kalkış ve elektriksel frenleme ile kesintisiz çalışmaS8: Dönemli değişen devir hızı ile sürekli çalışma

Motorun hangi işletme türüne uygun yapıldığı, bu işletme türünün simgesiyle motor etiketindebelirtilir. En fazla kullanılan işletme türü S1’dir. S4, S5, S6, S7, S8 işletme türleri daha çoközel uygulamalarda kullanılan motorlarda görülür.

77

akım

moment

Mk

MnMs

24

Ma

mom

ent

ve a

kım

5

nk nnn

I3

devir sayısı (d/d)

1: Yol verme akımı, 2: Yol verme momenti (Ma), 3: Devrilmemomenti (Mk), 4: Yol vermede en küçük moment (Ms), 5: Anmamomenti (Mn), nn: Anma hızı, nk: Devrilme momentindeki hız.

1

Asenkron motorda devir hızı - momentler vedevir hızı - kalkış akımı değişimi eğrisi



12. Standart ortam koşullarıSıcaklığın +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.

Örneğin 1 kW gücündeki motorun, 60° C ortam sıcaklığındaki anma gücü 0,82 kW olur.

Motorlar standart yükselti (rakım) olan 1000 metrenin üstündeki yerlerde kullanılırsa anmagüçleri yukarıdaki çizelgede belirtilen oranlarda azalır.

13. Koruma Türleri (IP)Motorların gerilim altında bulunan kısımlarına dokunmak tehlikelidir. Ayrıca motorların

içine yabancı madde girişinin önlenmesi gerekir. Standartlara göre korumanın iki amacı vardır.

a. Dokunmaya ve yabancı cisimlere karşı korumaGövdenin içerisinde gerilim altında bulunan ya da hareket eden kısımlara kişilerin

dokunmasına, yabancı katı cisimlerin motor içerisine girmesine karşı koruma derecesiylebelirlenir.

b. Suya karşı korumaSuyun zarar verecek miktarda motor içerisine girmesine karşı koruma derecesiyle belirlenir.

Bu iki korumayı gerçekleştiren koruma türleri IP (international protection, uluslararasıkoruma) kısaltması ve onları izleyen iki rakamla belirtilir.

Birinci rakam: 0-6 arasında olan bu rakam, dokunmaya ve yabancı cisimlerin girmesinekarşı 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 motorunkoruma türünün etikette belirtilmesi gerekir.

78

Ortam sıcaklığına göre motor gücünün değişimi

maksimumortam sıcaklığı

P/Pn %

°C

Rakıma göre motor gücünün değişimi

maksimumyükseklik

P/Pn %

m



14. Sargı yalıtımı ve yalıtım sınıflarıMotorların sargılarının yalıtımında kullanılan yalıtkan

malzemelerin dayanımında en önemli etken sıcaklıktır.Uygulamada uygun yalıtkan seçimini kolaylaştırmak içinyalıtkanlar yandaki çizelgede görüldüğü gibi sınıflaraayrılmıştır.

Sargının en sıcak noktası için verilen sınır sıcaklıklaraşılmazsa bu sınıflar sargıya yeterli bir ömür süresi sağlar.

Asenkron motor sargıları genelde B, F ve bazen Hyalıtım sınıfındadır.

15. Soğutma türleri(IC)

Soğutma, motordaoluşan ve ısıya dönüşenkayıpların çevreyeiletilmesidir. Soğutmadaamaç, yalıtkanmalzemelerin sıcaklığınıizin verilen sınırdeğerlerin altındatutmaktır.

Elektrikmakinelerinde uygulanansoğutma türü, IEC 34-6’ya göre, IC (interna-tional cooling,uluslararası soğutma) harflerini izleyen iki rakamla belirtilir. Yandaki çizelgede anlamlarıaçıklanan bu rakamlardan birincisi soğutma sistemini, ikincisi soğutma maddesinin

79

Motor koruma türleri

1. rakam: Dokunmaya ve yabancıcisimlerin girmesine karşı korumaderecesi

Tanıtıcırakam

2. rakam: Su girmesinekarşı koruma derecesi

Yalıtım sınıflarının sıcaklık sınırları

IEC 34-6’ya göre soğutma türlerini belirleyen harflerin anlamları

1. rakam: Soğutma sistemi 2. rakam: Soğutmamaddesinin dolaşımı

Yalıtımsınıfı

muhafazayı

muhafazayı

muhafazayı



dolaşımında kullanılan tahrik türünü gösterir. Örneğin dış yüzeyden soğutmalı asenkron mo-torların etiketinde IC 41 yazılıdır.

16. Standart 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, S simgeleri ile belirtilir.

L: Uzun (long) gövdeM: Orta (middle) gövdeS: Kısa (short) gövdeyi ifade eder.

IEC - 72’ye göre standart eksen yükseklikleri aşağıdaki çizelgede verilmiştir.

17. Asenkron motorlarda standartlaştırılmış boyutlarAsenkron motorlarda güçler, eksen yükseklikleri (gövde büyüklükleri) ve bazı dış boyutlar

standartlaşdırılmıştır. Bu standartlar sayesinde, motorların değişebilirliği ve yeni proje çalışmalarıkolaylaşmıştır. Motor sipariş ederken motorun çalışma gerilimini, gücünü, devir sayısını, gövdebüyüklüğünü, koruma türünü, yapı biçimini belirtmek yeterli olmaktadır.

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

Standart gövde büyüklükleri

Gövde büyüklüklerinin “H” yüksekliği (mm)

Asenkron motorların standartlaştırılmış boyutları



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).

TS 731 standartlaşdırılmış boyut ölçülerini, kama ve kama yuvası ölçülerini, güç değerlerini,TS 732 flanşlı motorlar için flanşlardaki standart ölçüleri vermektedir.

18. Yapıbiçimleri

Elektrikmakinelerinin yapıbiçimleristandartlaştırılmıştır.IEC 34-7 ve TS3211’e göre yapıbiçimleri ve kurulmadüzenleri yandakiçizelgedegösterilmiştir.

Motorlarda beşyapı biçimi vardır:

I. Ayaklı tiplerII. 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)

Uygulamadaayaklı, ayaklı flanşlıve ayaksız flanşlıtipler çokkullanılmaktadır.

19. VerimVerim, motorun çıkış gücünün giriş gücüne oranıdır. Motorların verimi, fren yöntemi ya da

kayıpların ölçülmesi yöntemiyle bulunur.Fren yöntemine göre verim hesabı

% Verim =

81

Yapı biçimleri ve kurulma düzenleri

Yapı biçimlerive kurulmadüzenleri

Türetilmiş kurulma düzenleri

Flanşlı kurulumlar



Kayıpların ölçülmesi yöntemine göre verim hesabı

% Verim =

20. Toplam kayıpMotorun giriş gücüyle çıkış gücü arasındaki farktır.

21. Standart dönme yönüMotorun mil ucuna karşıdan bakıldığında saat ibresi dönüş yönü standart dönüş yönüdür.

22. Garanti edilen verimAnma 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, 200 - 750 V, 2 ve 4kutuplu 1,1 - 90 kW güçler arasındaki, S1 sürekli çalışma türündeki sincap kafesi rotorlu, üçfazlı asenkron motorları kapsamaktadır.

Verimin sınıfı mo-tor tanıtım etiketineyazılabilir. Kutupsayıları aynı olan,anma güçleri eşitmotorlardan, düşükverimli motorlaryerine yüksek verimlimotorlar kullanılarakenerji tasarrufusağlanır.

EFF1, EFF2 veEFF3 verimsınıflarının alt sınırlarıyandaki çizelgedegösterilmiştir.

23. Bağlantı uçlarının işaretleriElektrik makinelerinde uçların hatasız ve kısa sürede bağlanmasını kolaylaştırmak için

standart simgelerle işaretleme yapılmaktadır.DIN 42401 standartlarına göre kullanılan uç simgeleri, 1972 yılından itibaren IEC 34-8’e

göre işaretlenmeye başlanmıştır.

82

EFF1, EFF2, EFF3 sınıflarının verim değerleri

Verim Verim2 kutuplu motor 4 kutuplu motor



Yandaki çizelgedeuygulamada kullanılan uçişaretlerinin eski ve yenikarşılıkları verilmiştir.

E. Bir fazlı, yardımcısargılı asenkron motorlar

1. YapısıBir fazlı kondansatörlü

asenkron motorlar üç fazlıasenkron motorlarla aynımekanik yapıya sahiptir.

Statorda ana ve yardımcısargı olmak üzere iki ayrı sargımevcuttur.

Ana sargı ile yardımcısargının statora yerleşimi,aralarında 90° elektriksel açıolacak şekildedir.

Bir fazlı asenkronmotorlarda kalkış momentinin oluşması için ana ve yardımcı sargıdan faz farklı alternatifakımların geçmesi gerekir. Bu amaçla yardımcı sargı devresine seri olarak kondansatör bağlanır.

Ana sargı, doğrudan bir fazlı şebekeden, yardımcı sargı ise bir kondansatör ile seri bağ-landıktan sonra, ana sargıya paralel bağlanarak aynı şebekeden beslenir.

Kalkıştan sonra motor, senkron hızının yaklaşık % 75 değerine ulaşınca yardımcı sargı devresiya da çift kondansatörlü motorlarda kalkış kondansatörü ayrı bir düzenekle devreden çıkartılır.

Eğer yardımcı sargı devresinin tasarımı (iletken kesiti, sipir sayısı, devresine seri bağlanankondansatör değeri gibi) uygun yapılmışsa, yardımcı sargı sürekli devrede bırakılabilir. Sadecekalkışı sağlamak için tasarlanan sargı sürekli devrede bırakılırsa aşırı ısınır ve yanar.

Yardımcı sargı devresini ya da kondansatörünü devreden çıkarmak için birçok yöntemkullanılmaktadır.

2. Bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorların statorlarının sarım şemalarıBir 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 sayısıartırılabilir.

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 (1000devirli) statorda ise ana ve yardımcı sargının 6'şar bobin grubu bulunur.

Arka sayfada bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorların uygulamada karşılaşılan türleriyleilgili şemalar verilmiştir.

Şemalar incelendiğinde görüleceği gibi ana ve yardımcı sargıya ait bobin grupları geneldeseri bağlıdır. Ancak “b” ve “f” şemalarında ana sargıya ait bobin grupları paralel bağlanmıştır.

83

Asenkron motorların bağlantı uçlarının işaretlenmesi

VDE DIN 42401eski simgeler

IEC 34-8yeni simgelerAnlamıSıra

no



Paralel bağlantıda amaç sarım kolaylığı açısından sipir sayısını artırıp aynı oranda iletkenkesitini küçültmektir.

3. Klemens kutusuBir fazlı motorlarda IEC standartlarına uygun şekilde kodlanmış klemens kutusu vardır.Stator 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

Uygulamada karşılaşılan bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motorların sarım şemaları

a. X = 24, 2P = 2, m = 1 özelliklerine sahip bir fazlı, yardımcısargılı asenkron motorun sarım şeması (Tip 71 ve 80: 0,37 -0,75 kW, Volt Elektrik)

b. X = 24, 2P = 2, m = 1 özelliklerine sahip bir fazlı, yardımcısargı lı asenkron motorun paralel sarım şeması (Tip 90, ve100: 0,75 - 1,1 - 1,5 - 2,2 - 3 kW, Volt Elektrik)

c. X = 24, 2P = 2, m = 1 özelliklerine sahip bir fazlı, yardımcısargı lı asenkron motorun sarım şeması (Tip 80: 0,37 - 0,55 -1,1 kW, Volt Elektrik)

ç. X = 24, 2P = 4, m = 1 özelliklerine sahip bir fazlı, yardımcısargı lı asenkron motorun sarım şeması (Tip 71: 0,18 - 0,25kW, Volt Elektrik)

d. X = 24, 2P = 4, m = 1 özelliklerine sahip bir fazlı, yardımcısargılı asenkron motorun sarım şeması (Tip 71 ve 80: 0,37 -0,55 kW, Volt Elektrik)

e. X = 36, 2P = 4, m = 1 özelliklerine sahip bir fazlı, yardımcısargı lı asenkron motorun sarım şeması (Tip 90: 0,55 - 0,75 -1,1 kW, Volt Elektrik)

f. X = 36, 2P = 4, m = 1 özelliklerine sahip bir fazlı, yardımcısargılı asenkron motorun paralel sarım şeması (Tip 90 -100:1,5 - 2,2 - 3 kW, Volt Elektrik)

f. X = 36, 2P = 6, m = 1 özelliklerine sahip bir fazlı, yardımcısargılı asenkron motorun sarım şeması (Volt Elektrik)



4. Bir fazlı, yardımcı sargılı asenkron motor çeşitleria. 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 motorlarKalkış kondansatörlü motorlarda yardımcı sargı ve kalkış kondansatörü kısa süreli devrede

kalacak şekilde tasarlanmıştır. Kondansatör ve merkezkaç anahtar yardımcı sargı devresineseri bağlıdır. Motor kalkışını tamamlayıp senkron hızının % 75 değerinde bir hıza ulaştığında,merkezkaç anahtar (S) kontağı açacağından yardımcı sargı (Z1 - Z2) ve kalkış kondansatörü(CK) devreden çıkar. Motor ana sargısı ile çalışmaya devam eder. Ana sargıdan geçen akım(IA), şebekeden çekilen akıma (IH) eşit olur.

Motorun ana sargısının akımı (IA), motora uygulanan gerilimden ϕ açısı kadar geridedir.Yardımcı sargının devresine seri bağlanacak kondansatörün değeri uygun hesaplanarak yardımcısargının akımının, ana sargının akımına 90° faz farklı olması sağlanır. Ana sargı akımıylayardımcı sargı akımı arasında 90°’lik faz farkı oluşturulması motorun kalkış momentinin yüksekolmasını sağlar.

Kalkış kondansatörlerinin kapasite değeri yüksektir. Bunlar kısa süre çalışabileceközelliktedir.

85

Bir fazlı, yardımcı sargılı, kondansatörlü asenkron motorların klemenskutusunun adlandırılışı ve sargıların uçlarının renkleri

Kalkış kondansatörüyle yol verilen bir fazlı motorun yapısı ve vektör diyagramları

IH IY

S

CK

U2

IA

R

0Z2

U1

Z1

IY

IY

IA

IH

IH = IA + IYϕk ϕ

V

IA

IH = IA

Motorun yapısı Kalkış anındaki akımlaragöre vektör diyagramı

Çalışam anındaki akımlaragöre vektör diyagramı

V

Standart uç işareti Uçların rengiStator sargısı

U1 - U2: Ana sargı, Z1 - Z2: Yardımcı sargı, S: Merkezkaç anahtar, CK: Kalkış kondansatörü, IA: Anasargının akımı, IY: Yardımcı sargının akımı, IH: Şebekeden çekilen akım, ϕ: Faz farkı açısı



Motor yüksek bir kalkış momentiyle yol alıp yardımcı sargı devreden çıktığında yalnızcaana sargıyla çalışmasını sürdürür. Bu durumda ana sargının akımı (IA), şebekeden çekilenakıma 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 paketindendaimi devreli ve çift kondansatörlü motorlara göre daha küçük güç elde edilir.

Sonuç olarak, kalkış kondansatörlü motorların kalkış momentleri iyi ancak verimleri yüksekdeğildir.

II. Daimi devre kondansatörü ile yol verilen ve çalışan bir fazlı motorlarKondansatörle 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

(CD) değeri uygun seçilerek, yardımcı sargı akımının (IY) ana sargı akımına (IA) 90° dikolması sağlanır.

Yardımcı sargının akımı, kapasitif özellikli akım olup gerilimden öndedir. Ana ve yardımcısargı akımlarının bileşkesi şebekeden çekilen akımı (IH) verir.

Motorun şebekeden çektiği akımın (IH) gerilimle yaptığı açı (ϕ) küçüldüğünden, güç katsayısı(cos ϕ) büyüktür.

Motorda kullanılan daimi devre kondansatörünün kapasitesi, kalkış kondansatörüne göreküçük değerdedir. Boş çalışmada kondansatör geriliminin artış yapması da göz önüne alınarak,kalkış kondansatörünün gerilimi büyük (220 V’luk şebekede 400-450 V gibi) seçilir.

Daimi devre kondansatörü sürekli çalışmaya uygun yapıda üretilmiştir.

Daimi devre kondansatörlü motorlarda, motor boşta (yüksüz) çalışırken yardımcı sargınınakımı, kayıplar ve kondansatör gerilimi artar. Motor yüklendikçe yardımcı sargı akımı azalır,ana sargı akımı artar. Boş çalışmada yüksek olan kayıplar ve kondansatör gerilimi azalır. Anmagücünde ya da anma gücüne yakın değerlerde ana ve yardımcı sargı akımları normal değerlerineulaşır ve motor verimi büyük olur.

Motor anma yükünün üzerinde yüklenirse yardımcı sargı akımı azalır fakat ana sargı akımıçok yükselir. Bu durumda kayıplar artacağından motor verimi düşer. Bu nedenle daimi devrekondansatörlü motorlar anma gücünde ya da anma gücüne yakın değerlerde çalışacak şekildeayarlanmalıdır. 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. O86

Daimi devre kondansatörüyle yol verilen ve çalışan bir fazlı motorun yapısı ve vektör diyagramları

IH

CD

U2

R

0

Z2

U1

Z1

IY

IY

V

IA

IH

IH = IA + IY

ϕ



nedenle düşük kalkış momenti gerektiren (vantilatör, aspiratör gibi) ya da su pompası gibikalkıştan sonra yüke binen yerlerde kullanılırlar.

“L” ve “T” bağlantılı daimi devre kondansatörlü bir fazlı motorlarKüçük 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 hızdaçalışmaktadır. Bunlar genellikle ev tipi vantilatör motorlarında kullanılmaktadır.

Silümin (ALSI 12 Cu) kafes rotorlu daimi devre kondansatörlü bir fazlı motorDaimi devre kondansatörlü motorların kötü yanı kalkış momentlerinin küçük olmasıdır. Kalkış

kondansatörlü ve çift kondansatörlü motorların ise kalkış momentleri iyidir. Ancak bu motorlardamerkezkaç anahtar ya da benzeri düzeneğin kullanılması gerekmektedir. Oysa daimi devrekondansatörlü 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 safaliminyumdandır. Kullanılan saf alüminyumun analizi GD-AL99, 7H ve iletkenliği 33-34 m/Ωmm2

ve özdirenci 0.030-0.029 Ωmm2/m’dir.Rotor kafesi yapımında saf alüminyum yerine direnci daha büyük (iletkenliği daha küçük)

olan silümin kullanılabilir. Silüminin iletkenliği 15-18 m/Ω mm2 ve özdirenci 0,066 - 0,055Ω mm2/m’dir. Görüldüğü gibi silüminin özdirenci alüminyumun yaklaşık iki katıdır.

Kafes rotor yapımında, alüiminyum yerine silümin kullanıldığında rotor direnci iki kat kadarbüyür. Rotor direncinin büyümesi motorun kalkış momentini artırıp kalkış akımını düşürür.

Asenkron motorlarda genel rotor yapısı olan alümunyum kafes rotorlu daimi devre kon-dansatörlü motorların kalkış momenti, anma momentinin % 40’ı kadardır. Eğer silümin kafeslirotor kullanılırsa, kalkış momenti anma momentinin % 70’i kadar olur. O hâlde daimi devrekondansatörlü motorların rotorlarını silümin kafesli yapılarak kalkış momenti yükseltilebilir.Silümin kafesli rotorda rotor direnci büyüdüğünden kalkış akımı küçülmektedir.

87

“L” sargılı, bir fazlı, daimi devrekondansatörlü motorun yapısı

220 V

hız ayarsargısı

yard

ımcı

sar

gı

CD

1

23

yavaş

orta

hızlı

ana

sarg

ı

220 V

hız ayarsargısı

yard

ımcı

sar

gı

CD

3

yavaş

ana

sarg

ı

1

2 orta

hızlı

“T” sargılı, bir fazlı, daimi devrekondansatörlü motorun yapısı



Silümin kafes rotorlu motorların kalkış momenti yükselmesine karşın karşın, rotor direncininbüyümesiyle kayma hızı da büyür. Yani rotor hızı, alüminyum kafes rotorlu motordan daha azolur. Rotor bakır kaybı da artacağından motorun verimi biraz düşer.

Çift kondansatörlü bir fazlı motorlarBunlarda iki kondansatör kullanılmaktadır.Kalkış kondansatörü (CK) kalkış

süresince devrededir. Motor senkron hızının% 75 - 80 değerine ulaşınca merkezkaçanahtar kontağı açılacağından kalkışkondansatörü devreden çıkar. Kalkışınıtamamlayan motor, daimi devrekondansatörlü motor gibi çalışır.

Kalkış kondansatörü (CK) ile motorunkalkış momenti, daimi devre kondansatörü(CD) ile motorun güç katsayısı (cos ϕ) veverimi yüksektir.

Çift kondansatörlü motorlar, en iyi kalkışve işletme değerlerinin elde edildiğimotorlardır.

Kalkışını tamamlayan motorun çalışmasıve özellikleri, daimi devre kondansatörlümotorun aynısıdır.

5. Bir fazlı, kondansatörlü asenkron motorlarda klemens tablosu bağlantılarıve dönüş yönünün değiştirilmesi

Bir fazlı asenkron motorların dönüş yönünü değiştirmek için yardımcı ya da ana sargıdangeçen akımın yönünü değiştirmek gerekir. Yardımcı sargıdan ya da ana sargıdan geçen akımyönü değiştirilirse statorda yaratılan manyetik döner alanın yönü de değişir.

Aşağıdaki şekilde kalkış kondansatörlü motorun klemens kutusu ve devir yönünündeğiştirilmesi gösterilmiştir.

88

CD: Daimi devre kondansatörüCK: Kalkış kondansatörüS: Merkezkaç anahtar kontağılA: Ana sargı akımılY: Yardımcı sargı akımıIH: Şebekeden çekilen akım

IH

U2

R

0

U1

CDIA

CK

Çift kondansatörlü, bir fazlı motorun yapısı

Z2 Z1

IY

S

Kalkış kondansatörlü, birfazlı motorun klemens kutusu ve motorundevir yönünün değiştirilmesi için yapılması gereken bağlantılar

AC 220 V

yard

ımcı

sarg

ı

sağa dönüş sola dönüş

ana sargı

S

CK



Yukarıdaki şekilde daimi devre kondansatörlü motorun klemens kutusu ve devir yönünündeğiştirilmesi gösterilmiştir.

Aşağıdaki şekilde çift kondansatörlü motorun klemens kutusu ve devir yönünün değiştirilmesigösterilmiştir.

Şekillerde ifade edilen sağa ve sola dönüşün anlamı şudur:Sağa dönüş: Motorun mil ucuna karşıdan bakıldığında saat ibresi dönüş yönüdür.Sola dönüş: Motorun mil ucuna karşıdan bakıldığında saat ibresi tersi dönüş yönüdür.

6. Motor tanıtım etiketindeki bilgilerin anlamları1 ~ MOTOR: Bir fazlı motorTİP VM 90S-4: Volt markalı motor, gövde büyüklüğü 90.S, kutup sayısı 4TSE: Kalite belgelidir.CE: Avrupa Birliği standartlarına uygundur.SI: İşletme türü sürekli çalışmaya uygundur.IMB3: Yapı biçimi, ayaklı tip normal kapaklı motorIP55: Koruma türü, toz birikimine ve fışkıran suya karşı korumalıI.CL.F: Sargı yalıtım sınıfı F tipi

89

Daimi devre kondansatörlü, birfazlı motorun klemens kutusu ve motorundevir yönünün değiştirilmesi için yapılması gereken bağlantılar

Daimi devre kondansatörlü, bir fazlı motorun klemens kutusu ve motorundevir yönünün değiştirilmesi için yapılması gereken bağlantılar


CD

yard

ımcı

sarg

ı

AC 220 V

ana sargı

CD


yard

ımcı

sarg

ı

AC 220 V

ana sargı

CK

S

santrafüjanahtar



V-220: Anma çalışma gerilimiHz-50: Anma çalışma frekansıA-7,3: Anma hat akımıkW-1,1: Anma gücüCos ϕ-0,93: Anma güç katsayısı1/min-1400: Dakikadaki devir sayısıCAP 30 µF 400 V: Daimi devre kondansatörünün kapasitesi ve gerilimi189-227-µF 250 V: Kalkış kondansatörünün kapasitesi ve gerilimiTS 4239: Motorun uygun olduğu standartın numarasıSeri no: Motorun firma numarası ve üretim bilgilerini içerir. Örneğin Volt Elektrik firmasının

etiketlerinde “076539 200229” gibi bir numara bulunur. Buradaki ilk 6 basamaklı sayı motorunseri numarasıdır. Örnekteki rakamlara göre motorun seri numarası 076539’dır. 7., 8., 9., ve 10.basamaktaki rakamlar, motorun üretim yılıdır. Son iki basamaktaki iki rakam, üretim yılıhaftasıdır. Örnekteki rakamlara göre motor, 2002 yılı 29. haftasında üretilmiştir.

90

Bir fazlı, kalkış ve daimi devre kondansatörlü motorların özellikleri

Kalkış değerleriKalkışakımı

Kalkışmomenti

Devrilmemomenti

KondansatörStart Daimi devre

d/d

d/d

d/d

Anma geriliminde çalışma değerleriGüç

katsayısıMotor

tipi



91

Bir fazlı, daimi devre kondansatörlü motorların özellikleri

Motortipi

Anma geriliminde çalışma değerleri Kalkış değerleriKalkışakımı

Kalkışmomenti

Devrilmemomenti Daimi devre

GüçkatsayısıGüç

d/d



92

F. Üç fazlı asenkron motorlarda kullanılan sargılar1. Temel bilgilera. Tam kalıp sarımlarTam 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 gruplarındanbiri sağa diğeri sola doğru yönlenir. Bir bobinin sarım sayısı, oyuktaki iletken sayısının yarısıdır.Sarıma şekil vermek kolay ancak bobin bağlantıları ve sargı yalıtımı zordur.

b. Yarım kalıp sarımlarMakine sargısı olarak da anılır. Statordaki oyuk sayısının yarısı kadar bobin kullanılır.

Oyuktaki iletken sayısı bobinin sarım sayısıdır. Yan yana bobin gruplarından biri sağa ve diğerisola yönlenir. Bir oyukta bir bobin kenarı bulunduğundan bir tabakalı sargıdır. Sarıma şekilvermek zordur. Ancak bağlantı ve sargı yalıtımı kolaylığı vardır. Türkiye’de üretilen motorlarınçoğu yarım kalıp sarmlıdır.

c. El tipi sarımlarYarım 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 güçlümotorlarda uygulanır.

2. Bobin adımı (tam adım ve kısaltılmış adım)Elektrik makinelerinde iki kutup arası elektriksel açı 180°’dir. Stator bobinajında bobin

kenarları iki kutbun merkez eksenleri arasındaki oluklara yerleştirilirse, tam adımlı bobinkullanılmış olur.

180° elektrik açısı ya da tam adım, oluk sayısının (x) kutup sayısına (2P) bölünmesiyle ilebulunur.

Eğer bobinin iki kenarı arasındaki elektrik açısı 180°’den küçük alınırsa buna kısaltılmışadımlı bobin denir. Kısaltılmış adımlı bobinde indüklenen gerilim, tam adımlı bobindeindüklenen gerilimden küçük olur. Kısaltılmış adımda kullanılan iletken boyu ise küçülür.

Stator bobinajında bobin grupları, kademesiz (düz) kalıplarla ya da kademeli kalıplarlahazırlanabilir. Kademesiz kalıplarda hazırlanan her bobin eşit adımlıdır. Kademeli kalıplardahazırlanan her bobin ise farklı adımlardadır.



93

3. Üç fazlı asenkron motorların uygulamada karşılaşılan sarım şemalarıUygulamada karşılaşılan üç fazlı asenkron motorların statorları çoğunlukla 24 ya da 36

oyukludur. Aşağıdaki şekillerde Volt Elektrik firması tarafından üretilen çeşitli motorların sarımşemaları verilmiştir.

24 oyuklu, 2 kutuplu, üç fazlı asenkron motorun yarım kalıp sarım şeması (Volt Elektrik)





94


36 oyuklu, 4 kutuplu, üç fazlı asenkron motorun el tipi sarım şeması (Volt Elektrik)


36 oyuklu, 4 kutuplu, üç fazlı asenkron motorun tam kalıp sarım şeması (Volt Elektrik)

Yx = 9 (1-10), C = 3, α = 20°



95

G. Üç fazlı asenkron motorların elektriksel değerleri

Üç fazlı motorların elektriksel değerleri (Volt Elektrik)


Kalkışmomenti

Devrilmemomenti

Anma geriliminde çalışma değerleri

Motortipi

Güçkatsayısı



96

Ğ. İki devirli asenkron motorlar1. Temel bilgilerAsenkron 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 motorlarAynı 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 gerilimuygulanırsa o sargıya ait kutup sayısına uygun devir hızı elde edilir.

Bu tip sarımlarda, sargının yıldız ya da üçgen bağlantısı stator içinde yapılır. Klemens kutusunaher sargıya ait üçer uç çıkarılır. Örneğin 6/4 kutuplu iki sargılı, iki devirli motor için, 6 kutuplusargı uçları 6U - 6V - 6W, 4 kutuplu sargı uçları 4U - 4V - 4W şeklindedir.

İki sargılı, iki devirli motorlar ekonomik değildir. Çünkü bir sargı için düşünülmüş statoroluklarına iki ayrı sargı yerleştirilmektedir. Dolayısıyla bir sargılı iki devirli motorlara göredaha küçük güç elde edilir. Başka bir deyişle bir sargılı iki devirli motorlardan, iki ayrı sargılıiki devirli motorlara göre daha büyük güç alınır. İki sargılı, iki devirli motorların üretimi sınırlıdır.

b. Bir sargılı, iki devirli motorlarBir sargılı, iki devirli motorlar iki gruba ayrılır:

I. Dahlender sargılı motorlar II. PAM sargılı motorlar

I. Dahlender sargılı motorlarTasarımı 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 eldeedilecek 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. Klemenskutusuna 6 uç çıkarılır.

Dahlender faz gruplarıbağlantısı

4/2 kutuplu dahlender bağlantıdaher fazın 2 bobin grubu vardır.Yandaki “a” şeklinde fazgruplarının 4 kutuplu bağlantısı,“b” şeklinde ise 2 kutuplubağlantısı gösterilmiştir.

a. 2P = 4 kutuplu bağlantı b. 2P = 2 kutuplu bağlantı4/2 kutuplu dahlender bağlantının bir faz grubunun bağlantısı

giriş orta uç çıkış orta uç girişi



97

8/4 kutuplu dahlender bağlantıda her fazın 4 bobin grubu vardır. Üstteki “a” şeklinde fazgruplarının 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 ileişaretlenir. Her faz grubundaki üçüncü (A) uçlar, stator içerisinde yıldız ya da üçgen bağlamadakullanılır.

Dahlender motorun klemenskutusunun bağlantısı

Dahlender bağlantılı sargıların uçları,klemens tablosunda yandaki şekildeki gibibağlanır.

Dahlender bağlantıda yandaki şekildekigibi motorun her iki hızdaki dönüş yönü aynıolmalıdır. Aynı dönüş yönünü elde edebilmekve klemens kutusunda 2U - 2V - 2W uçlarınıaynı sırada bağlayabilmek için faz gruplarınınorta uçlarının işaretlerinde iki fazda değişiklik yapılmalıdır. Örneğin, 1U birinci fazın orta ucu2U yerine 2W, 1W üçüncü fazın orta ucu 2W yerine 2U gibi. Bu değişiklik yapılmışsa yandakişekilde gösterilen motor her iki hızda da aynı yönde döner.

Dahlender sargılı motorlar tam kalıp sargılıdır. Yarım kalıp sargılı uygulamada küçük kutupsayılı (yüksek hızlı) çalışmada kuvvetli harmonikler (istenmeyen osilasyonlar) oluşmakta vebu kuvvetli harmonikler motorun yol almasına olumsuz etki yapmaktadır. O nedenle yarımkalıp 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 büyükkutup sayısıyla düşük hız elde edilir. 1U - 1V - 1W uçları köprülenerek faz sargılarının ortauçlarına (2U - 2V - 2W) üç fazlı gerilim uygulandığında ise sargılar paralel yıldız bağlanır veküçük kutup sayısıyla motor yüksek hızda döner.

8/4 kutuplu dahlender bağlantının bir faz grubunun bağlantısı

giriş ucu A orta uç giriş ucu A orta uç

giriş

a. 2P = 8 kutuplu bağlantı b. 2P = 4 kutuplu bağlantı

a. Düşük hızlı bağlantı b. Yüksek hızlı bağlantı



98

Seri üçgen - paralel yıldız ( - ) bağlantı ve sarım şemalarıDahlander sargılı motorlarda en çok uygulanan bağlantıdır. Her iki hızda motorun gücü ve

akımı değişir. Yüksek hızda güç büyüktür. Pistonlu pompalarda, kompresörlerde, bantkonveyörlerinde 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)



99

36 oyuklu, 4/2 kutuplu, - bağlantılı, dahlender sargılı asenkronmotorun sarım şeması ve klemens kutusunun bağlantısı (Volt Elektrik)

24 oyuklu, 8/4 kutuplu, - bağlantılı, dahlender sargılı asenkron motorun sarım şeması (Volt Elektrik)



100

Seri yıldız - paralel yıldız ( - ) bağlantı ve sarım şemalarıDahlender sargılı motorlarda uygulanan diğer bir bağlantıdır. Stator içerisinde her faz grubu

bağlantısının çıkış uçları birleştirilerek yıldız ( ) bağlantı yapılır. Bu bağlantıda motor gücü vemomenti devir sayısıyla orantılı değişir.

Seri yıldız - paralel yıldız ( - ) bağlantılı motorlara değişik momentli dahlender sargılımotorlar denir. Vantilatör, körük, santrafüj pompaları vb. yerlerde tercih edilen bağlantıdır.



a. 2P = 8 (düşük hız) b. 2P = 4 (yüksek hız)



101

II. PAM (pole amplitudemodulation, kutup genliğimodülasyonu) sargılı motorlar

PAM sargı, dahlender sargının özelbir tipidir. Tasarımı ve sarılması dahazordur. Dahlander sargıda hız oranı 1/2iken, PAM sargıda birbirinin katıolmayan ve ardışık hızlı 2 hatta 3 hızlıolabilir. Örneğin 6/4, 8/6, 10/8kutuplu gibi.

PAM sargılı motorlarda sincapkafesi şeklindeki rotorlar kullanılır.

PAM sargıda stator faz sargılarınınbir yarısında akım yönlerideğiştirilerek kutup sayısı değiştirilir.

Yandaki şekillerde bu yöntem 8/6kutup örneğini göstermektedir.

PAM sargıda, sargının tasarımıbüyük kutup sayısına göre yapılır.Ancak sargının bağlantısıdeğiştirilerek istenilen küçük kutupsayısı da elde edilir.

Tasarımı zor olmasına karşın, ayrısargılı çok devirli motorlara göre birsargıdan daha büyük güç eldeedilebildiğinden tercih edilen sargıçeşididir.

Yandaki şekilde 36 oyuklu statora uygulanan 8/6 kutuplu PAM sargının şeması veklemens bağlantısı verilmiştir. Her iki kutup sayısında bağlantı, üçlü paralel yıldızdır. 6U-6V-6W uçlarıköprülenip, 8U-8V-8W uçlarınaüç fazuygulandığındabüyük kutupsayısıyla düşükhız, 8U-8V-8Wköprülenip, 6U-6V-6W uçlarınaüç fazlı şebekegerilimiuygulandığındaise küçük kutupsayısıyla yüksekhız elde edilir.

8/6 kutuplu PAM sargıda kutuplaşmanın prensibi

36 oyuklu, 8/6 kutuplu, üçlü paralel yıldız bağlantılı PAMsargı şeması ve klemens kutusundaki uçların bağlantısı

2P =

8 (d

üşük

hız

)

2P =

6 (y

ükse

k hı

z)

m = 3,2P = 8/6,x = 36,a = 3



102

H. İki devirli, dahlender sargılı, üç fazlı asenkron motorların elektriksel değerleri

İki devirli, dahlender sargılı, üç fazlı motorların elektriksel değerleri (Volt Elektrik)


Kalkışmomenti

Devrilmemomenti

Anma geriliminde çalışma değerleriMotortipi GERİLİM

Güçkatsayısı



103

I. Üç fazlı motorlarda sigorta ve besleme kablosu seçimi

Cos ϕ



104

İ. Üç fazlı motorlar için termik aşırı akım rölesi ve sigorta seçim çizelgesi

Motorunanma gücü

1500 d/danmaakımı

Termikaşırı akımrölesinin

ayarlanmasınırları

Sigorta değerleri

Otomatik sigortaBıçaklısigorta

Normal Gecikmeli



105

J. Üç fazlı motorlar için değişik markalı kontaktörlerin seçim çizelgesi



106

K. Asenkron motorlarda ortaya çıkan kayıplar1. Stator sargılarının bakır kayıplarıStator sargılarından geçen akımın oluşturduğu, I2.R denklemiyle hesaplanabilen kayıptır.

Başkabir deyişle bu kayıplar sargılardan geçen akımın karesine ve sargıların etkin (omik) fazdirencine bağlıdır. Bakır kayıpları ısı olarak ortaya çıkar. Kaliteli bakır ile sarılmış motorlarınbakır kaybı daha az olmaktadır.

2. Stator demir kayıplarıStator 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 kayıplarıRotor çubuklarından ya da sargılı rotorlarda sargılardan geçen akımın yarattığı I2.R

denklemiyle hesaplanan kayıplardır.Sincap kafesli rotorların “R” etkin (omik) direnci, sargılı rotorların direncinden küçüktür. O

nedenle sincap kafesli rotorların rotor bakır kaybı sargılı rotorların rotor bakır kaybından küçükolmaktadır.

Rotor demir kayıpları ihmal edilebilir seviyededir. Çünkü dönen rotorda indüklenen geriliminfrekansı çok küçüktür.

4. Sürtünme ve rüzgâr kayıplarıDönen makinelerde oluşan

sabit kayıplardır. Yataklardave pervanede ısı şeklindeortaya çıkarlar.

Motordaki stator demirkaybı ile sürtünmekayıplarının toplamı sabitkayıplardır. Bu kayıplarınmotor yüküyle ilgisi yoktur.

Boşta yüksüz olarakçalışan motorun çektiği güç,tamamen kayıp güçtür. Bugüç, sabit kayıplarla boştakistator bakır kayıplarınıntoplamı kadardır. Akım küçükolduğundan rotor bakırkayıpları ihmal edilebilir.

Asenkron motorlardakikayıplar ve güç dağılımıyandaki şekildeki gibigösterilebilir.

Asenkron motorlarda güç ve kayıpların dağılımı

Şebeke

Motorun şebekeden çektiği güç (giriş gücü)

Rotora aktarı lan güç (rotor giriş gücü)

Rotorda oluşan toplam mekanik güç

Statorbakırkaybı

Statordemirkaybı

Rotorbakırkaybı

Sürtünmeve rüzgâr

kaybı

Motordan alınan güç(çıkış gücü)



107

L. Asenkron motorlarda güç, döndürme momenti ve verimAsenkron motor şebekeden P1 gücünü alır ve milinden P2 mekanik gücünü verir. Kayıp güç

(PV) iki güç arasındaki fark olup motorda ısıya dönüşür.Motorun şebekeden çektiği güç:Bir fazlı motorlarda,P1 = V.I.CosϕÜç fazlı motorlarda,

P1 = 3 .V.l.Cosϕ’dir..

Denklemlerde,V: Motora uygulanan şebeke gerilimiI: Motorun şebekeden çektiği hat akımıCosϕ: Motorun güç katsayısıP1: Motorun şebekeden çektiği toplam güçtür.

Motorun verimi, milden alınan gücün şebekeden çektiği güce oranı olup,

% η = 1

2

PP

denklemiyle hesaplanır..

İki güç arasındaki fark kayıp güç olup,Pv = P1 - P2 denklemiyle bulunur.

Her motorun etiketinde yazılı olan anma değerleriyle, motorun anma yükünde şebekedençektiği 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 değerleriolan üç fazlı asenkron motorun anma verimini ve anma yükündeki kayıp gücünü bulunuz.

ÇözümMotorun anma yükünde şebekeden çektiği güç,

P1 = 3 .V.l.Cosϕ = 1,41.380.6,9.0,81 = 3678 W = 3,68 kW

Motorun anma yükü,P2 = 3 kW = 3000 W

Motorun anma verimi,

% η = 1

2

PP

= 36783000 = 0,82 = % 82

Anma yükündeki kayıp güçPV = P1 - P2 = 3678 - 3000 = 678 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 birfazlı asenkron motorun anma verimini ve anma yükündeki kayıp gücünü bulunuz.



108

ÇözümMotorun anma yükünde şebekeden çektiği güç,P1 = V.I. Cosϕ = 220.13,7.0,94 = 2833 WMotorun anma yükü,P2 = 2,2 kW = 2200 WMotorun anma verimi,

% η = 1

2

PP

= 38832200 = 0,78 = % 78

Anma yükündeki kayıp güç, PV = P1 - P2 = 2833 - 2200 = 633 W olur.

Motorların etiket bilgilerinden anma yüklerindeki döndürme momentini de bulabiliriz.Döndürme momenti (M),

M = 9550.nP2 denklemiyle bulunur..

Denklemlerde,M: Döndürme momenti (Newtonmetre, Nm)P2: Motorun anma gücü (kW)n: Rotor anma hızı (d/d)’dır.

Örnek 3: Örnek 1’deki motorun anma yükündeki döndürme momentini bulunuz.ÇözümP2 = 3 kW, n = 1400 d/d

M = 9550.nP2 = 9550.

14003

M = 20,46 Nm1 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 pekgörülmez. Önemli olan motorun gerçek yüklenmesindeki verimidir.

Anma yüküne yakın değerlerdeki yüklerde, motorun verimi az değişir. Motor yükü azaldıkçayani küçük yüklerde verim oldukça düşer.

Motorları anma gücünden küçük yüklerde kullanmaktan kaçınmalıdır. Kabul edilebilir mini-mum yük gücü, motor anma gücünün % 70 kadarı olmalıdır.

Asenkron motorlarda kayma hızı büyüdükçe verim düşer. Aynı güçte ve aynı kutup sayısındaiki 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 hızdakiazalma oranına yaklaşık değerde azalır.

Asenkron motorlarda kutup sayısı ya da devir sayısı da verimi etkiler. Kutup sayısı büyüdükçeya da devir sayısı küçüldükçe verim küçülür.

Sincap kafesli rotorlu motorların verimi sargılı rotorlu motorların veriminden yüksektir.



109

M. Asenkron motorların hızının frekans ayarlama cihazlarıyla ayarlanması1. Temel bilgilerBazı iş makinelerinin çalıştırılmasında geniş sınırlar içinde ve kullanıcının denetiminde hız

ayarı istenmektedir. Sincap kafesli rotorlu asenkron motorlarda hız ayarı için motora uygulanangerilimin frekansını değiştirmek gerekir. Bu amaçla frekans çeviriciler (hız kontrol cihazları)yapılmıştır.

Hız kontrol cihazları üç fazlı asenkron motorlarda kullanılır. Bir fazlı, kondansatörlü asenkronmotorlarda frekans değiştirerek hız ayarı yapılamaz. Frekans değişimi kondansatör devresininreaktansını (XL) değiştireceğinden yardımcı sargı devresinin özelliği değişir.

2. Frekans çeviriciler (hız kontrol cihazları)Değişken frekans, 20-30 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 widthmodulation, darbe genişlik modülasyonu) yöntemiyle motoru besleyecek değişken frekanslıüç fazlı AC’ye çevrilir.

Asenkron motorların stator sargılarında oluşturulan manyetik akının değeri bütün yüklerdegerilimle doğru, frekansla ters orantılıdır. Anma gerilim ve anma frekansında çalışan motorunmomenti anma değerindedir. Gerilim sabit tutularak frekans azalırsa manyetik akı artar. Frekansartırılırsa manyetik akı azalır. Motorun döndürme momenti, faydalı akının karesiyle orantılıdır.Bir motorun anma döndürme momentinde çalışması durumundaki manyetik akı değeri anmamanyetik akısıdır. Motorun farklı devir hızlarında anma momentiyle çalışabilmesi ancak anmamanyetik akısında çalıştırılırsa mümkündür. Motorun gücü ise devir hızı ve momentin çarpımıylaorantılıdır. Yani güç, hız ve moment değerine bağlı olarak değişir.

Gerilim sabit tutularak frekans azaltılırsa, manyetik akı artarak doymaya girer. Bu nedenlefrekansla beraber gerilimin de düşürülmesi zorunludur.

Akı bağıntısına göre, hava aralığı akısının ve döndürme momentinin sabit kalması içingerilim - frekans oranı (k = V/f) sabit tutulmalıdır.

Frekans çeviricinin çıkış gerilimi frekansa doğrudan orantılı olarak ayarlanmalıdır. Buoran çok düşük frekanslarda yetersiz kalır. Hava aralığı akısı ve döndürme momenti çok düşer.Bu sakıncayı önlemek için düşük frekanslarda gerilim biraz artırılır. Böylece düşük frekansbölgelerinde aşırı uyarma önlenir ve motor anma momentini verebilir. Dolayısıyla frekansçeviricilerle yol vermede motorun kalkış sorunu yoktur. Düşük frekansla çalışmada hızazaldığından soğutma pervanesinin soğutması yetersiz kalır ve motor çok ısınır. Bu bakımdanazalan frekanslardaki çalışmada motor dışardan bir tahrikle (elemanla) soğutulmalıdır.

Motorların sargı yalıtımları, mekanik düzenleri, anma gerilim ve diğer anma değerlerinegöre tasarlanarak yapılmıştır.

Pratikte motor, anma gerilim değerinin üzerinde çalıştırılmaz. Anma frekansından sonrafrekans 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 arttığındangüç sabit kalır.

Artan frekanslarda, anma hızının üzerindeki hızlarda motor anma momenti ile yüklenemez.Artan frekanslarda demir kayıpları, hızın yükselmesinden dolayı da sürtünme ile rüzgâr kayıplarıartar. Sonuç olarak kayıplar arttığından motorun verimi de düşer.

Özet olarak, frekans çeviricilerle anma frekansının üzerindeki frekanslardaki çalışmada motor



veriminin ve momentinin düşeceği bilinmelidir. Bu durum dikkate alınarak iş için gerekenmotor gücü belirlenen gücün bir üst değerde seçilmelidir. Çok yüksek frekanslardaki çalışmada50 Hz ya da 60 Hz frekansa göre tasarlanmış standart motorlarda bazı olumsuzluklarlakarşılaşılabilir.

Değişken momentli yüklerdeki çalışmaFan ve pompa yükü, değişken moment yüküdür. Fan ve pompaların kontrolünde klasik

yöntem, basınç ya da debinin ayarlanmasıdır. Bu sistemde göze çarpan nokta fazlası basılmışsuyu ya da üflenmiş havayı geri döndürerek kontrol yapılmasıdır.

Günümüzde çok önemli kavramlardan birisi de enerjinin verimli kullanılması yani enerjitasarrufu sağlanmasıdır. Elektronik devreli hız kontrol cihazlarının kullanım alanları sürekliolarak artmaktadır. Bu cihazların kullanılmasıyla elektrik enerjisinden daha verimli faydalanmakmümkündür.

Fan ve pompa uygulamalarında hız kontrol cihazları kullanarak motor hızının ayarıyla basınçya da debi kontrolü yapılabilir. Değişken moment yüklerinde hızın karesiyle orantılı momenttalebi 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. Builke, sabit moment yükleri için uygundur. Örneğin 400 V, 50 Hz motor için rotor devri % 50değerine düşürmek istendiğinde frekans ve gerilimi 1/2 değerine yani f = 25 Hz, V = 200 Vdeğerlerine düşürmek gerekir.

Değişken moment yükleri için 23

f

V= sabit “gerilim, frekans üssü 1,5 ile orantılı” ilkesi

kullanılır. Bu ilkeye uygun fonksiyonları olan hız kontrol cihazları mevcuttur. Bu durumda400 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 (mikroişlemciyle) sağlanmaktadır.

Hız kontrol cihazı seçimiEkonomik nedenlerle, küçük ve orta güçlerde değişken frekansla besleme için standart

motorlar kullanılır.Hız kontrol cihazları genel olarak, 200 - 240 V AC bir faz girişli ya da 380 - 480 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, 50Hz’dir. Bu tür cihaz ile etiketinde “üçgen 220 V / yıldız 380 V”, 50 Hz yazılı motorlar üçgenbağlı olarak çalıştırılır. Bu tür motorların klemens bağlantısı yıldız şeklindedir. Yıldız köprüsüsökülerek 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 yıldızbağlı olarak, etiketinde “üçgen 380 V” yazılı motorlar, üçgen bağlı olarak çalıştırılır.

Hız kontrol cihazlarında aşırı yük, aşırı akım, düşük ve aşırı gerilim, aşırı sıcaklık, kısadevre vb. gibi korumalar mevcuttur. Bu sayede bir arıza anında cihaz devre dışı kalacağındancihazın ve motorun koruması gerçekleşir.

110



N. Asenkron motorların işletme yerlerine montajı ve çalıştırmada dikkatedilmesi gereken hususlar1. Motorların işletme yerine montajıİşletmeye alınmayıp bir süre bekletilecek motorların bekletildiği yerler kapalı, temiz,

titreşimsiz, nemsiz iyi havalandırılmış olmalıdır. Uzun süre çalıştırılmadan bekletilen motorunsargı yalıtım dirençleri kontrol edilmelidir. Ölçülen yalıtım direnci 1 megaohmdan büyükolmalıdır. Eğer yalıtım direnci 1 megaohmdan küçük ise motor 80 °C sıcaklıktaki ortamkurutulmalıdır.

Bir motorun ömrü, yalıtım sisteminin ömrü ve yatakların ömrüne bağlıdır. Yatakların ömrünüetkileyen önemli etken motorun tahrik edilecek (çalıştırılacak) makineyle aynı eksende bulunupbulunmamasıdır. Küçük bir eksen kaçıklığının yaratacağı salgı, yatakları kısa sürede bozar vemotorda güç kayıpları oluşur.

Motorlar, düz ve titreşimsiz bir ortama kurulmalı, ayaklar tam oturmalıdır. Ayaklarınhizalanmamasına ayak boşluğu ya da aksak ayak olarak ifade edilir.

Flanşlı motorlarda merkezlemenin çok iyi yapılması ve bağlantı civatalarının eşit kuvvetlerlesıkılması şarttır.

Rotorlar mil ucundaki yarım kama ile balanslanmıştır. Aktarma elemanlarının da yarım kamaile 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 raylarüzerine kurulmalı ve kayış gerdirmesi doğru ayarlanmalıdır.

Kayışlar gevşek ise aşırı titreme ve ısınma oluşur. Kayışlar çok gerilirse yataklardaki sürtünmeartar ve yine ısınma meydana gelir. Kayış ve kasnak ayarları çok dikkatle yapılması gereklidir.

Motorlar, termoplastik malzemeden yapılmış ve arka mile bağlı pervane yardımıyla dışyüzeyden soğutulur. Soğutucu havanın emilmesi ve dış yüzeyden geçişi engellenmemelidir.Ortam sıcaklığı artışından etkilenmemesi için motorların duvarlara, ısı kaynaklarına yakın yerlerekurulmaması gerekir.

Kontrol ve bakım yönünden motorlar, kolay erişebilir ve rahat çalışabilecek yerlerekurulmalıdır. Açık ortamda çalıştırılacak motorlar iklim koşullarına, yağmura, doğrudan gelengüneş ışınlarına karşı korunmalıdır.

111



O. Motorların şebekeyebağlanmasındakullanılacak kablolarınkesitlerininbelirlenmesi

Motorların şebekebağlantısı için kullanılacakkablo kesitleri, kablodangeçecek akıma uygun olmalıve tesis hattında % 3’ten fazla(380 V’luk şebekede 11,4 V)gerilim düşümü meydanagetirmemelidir.

Kablo üreticisi firmalarınkatologlarında her çeşit kabloiçin maksimum akım değerleriçizelgeler hâlinde verilir.

Yandaki çizelgelerde “N”,“F” ve “Y” tipi kablolarınınakım taşıma kapasiteleriverilmiştir.

112

PVC “N” ve “F” tipi kablolarKablo cinsi

GerilimDamar sayısı

DöşenmeşekliKesit

(mm2)

Boru içinde birya da dahafazlakablo

Havada Havada asgarî (en az)kablo çapı aralığı iledöşenmiş kablolar

A A A

“Y” tipi kablolarKablo cinsiGerilim

Damar sayısı

DöşenmeşekliKesit

(mm2)



113

Aşağıdaki çizelgede ise kabloların değişik güçlerde % 3 gerilim düşümünü aşmayacakbiçimde kullanılabilecekleri maksimum uzaklıkları gösteren çizelgeye yer verilmiştir.

Gerilim düşümü kontrolü hesaplamayla yapılabilir ya da yukarıdaki çizelge kullanılarakkontrol edilebilir.

Motor tesisatlarında topraklama mutlaka yapılmalıdır. Topraklama iletkeni bağlantı yerimotorun klemens kutusu içinde toprak işaretiyle gösterilen bağlantı vidasıdır. Topraklamailetkeni olarak bir fazlı motorlarda şebeke bağlantı kablosunun üçüncü iletkeni, üç fazlımotorlarda ise şebeke bağlantı kablosunun dördüncü iletkeni (sarı-yeşil renkli) kullanılır.

380 V, gerilim düşümü < % 3

Cos ϕ = 0,90 olarak alınmıştır.

0,6/1 kV yalıtkanlı kabloların standart güçleri taşıyabilecekleri maksimum uzaklık (m)Güç(kW)



Ö. Asenkron motorlarda oluşan arızalarAsenkron motorlarda yatak, hatalı eksenel ayarlama, stator, rotor, kondansatör ve merkezkaç

anahtar (mekanizma) arızaları çok görülür.

1. Yatak arızalarıYataklar genelde sürtünme, uygun olmayan ya da aşırı yağlama, eksik gresleme, yağ akması,

aşırı yükleme, balanslı (dengesiz) rotor kullanılması, gevşek ya da gergin kayışlar vb. gibidurumlarda görülen arızalardır.

Bu arızalar sonucu aşırı ısınma ya da titreşimler oluşur. Isınma aynı zamanda stator sargılarındaempedans dengesizliklerine yol açar. Motorun verimi düşer. Enerji tüketimi artar. Sürtünme vetitreşim, yatakların ömrünü de azaltır. Yataklar düzenli olarak kontrol edilmeli gres ya da yağön görülen sürede değiştirilmelidir.

Kapalı rulman kullanılan motorlarda rulmanlarda gres değişimi yapılmaz. Bozulan rulmanlaryenisiyle değiştirilir.

2. Hatalı eksenel ayarlamalarKaplinlerde ve kayışlarda hatalı montaj, motor yataklarına aşırı yük binmesine ve sürtün-

menin artmasına neden olur.Ayak boşluğu (aksak ayak), motorun zemine bağlantısında, ayakların aynı düzlemde

olmamasından dolayı ortaya çıkar. Aksak ayak motorda mekanik gerilme, titreme ve sürtmeninartmasına ve gövde ayaklarının kırılmasına neden olur.

Hatalar motor yataklarının ömrünü kısaltır. Isınma artar. Verim düşer. Enerji tüketimi artar.

3. Stator arızalarıUygulamada gözlenen sorunların bazıları şunlardır:

a. Sargı yalıtımının bozulmasıMotorun uzun süre nemli ve kimyasal ortamda bulunması sonucu yalıtımı bozulabilir.

Sargılarda ölçülen yalıtım direnci 1 megaohmdan büyük olmalıdır. Bu değer küçükse sargılarkurutulmalıdır. Sarımların oluk çıkışları kritik (tehlike oluşturabilen) noktalardır. Sarımlarınkıvrıldığı bu noktalarda yalıtım zayıflığı görülebilir.

b. Sargılarda kirlilikSargılara nemi de içeren kirlilik ve gres bulaşması, sarımlar arasında yalıtım zayıflığına

neden olabilir. Bu durum motorun ısı atma yeteneğini azaltır. Kullanım ömrünü kısaltır. Periyodikbakımlarla temizleme işlemleri yapılmalıdır.

c. Sargı kopukluğuSargının 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. Sargı kısa devresiBobinlerin 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



d. Gövde kaçağıSargının 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 koşullarıMotora uygulanan üç fazlı şebekenin faz gerilimleri arasındaki düzensiz farklılık düşük ve

yüksek voltaj koşulları oluşturur. Bu durum motorun sıcaklığını artırır. Performansını olumsuzetkiler. Verim düşer. Faz gerilimleri arasında % 3,5 - 4 kadarlık voltaj dengesizliği sıcaklığı% 25 kadar artırabilir.

f. Dengesiz empedansHatalı bağlantılardan dolayı oluşan dengesiz empedans sonucu faz akımları farklılığı

motordaki sıcaklığı artırabilir. Hem voltaj hem empedans dengesizliğinde yüksek voltaj, düşükempedans fazı aşırı akım çeker. Aşırı akım çeken sargının sıcaklığı artar. Sıcaklık artışı motorunverimini düşürür ve ömrünü kısaltır.

g. Motorun aşırı akım çekerek çalışmasıMotorun aşırı akım çekerek çalışması sargı yanmasına neden olabilecek sıkça gözlenen arıza

durumudur. Aşırı yükler, iki faza kalarak çalışmaya devam etme, mekanik zorlamalarla milsıkışması, rulmanların bozulması, düşük voltajda çalıştırma, yol alma ve frenleme sürelerininuzun tutulması, sık durma ve sık kalkış yapılması şebeke frekansındaki aşırı dalgalanmalar,bağlantı hatası, standart ortam koşulları dışında motorun anma yükünde uzun süreli çalıştırılmasıvb. gibi hâllerde aşırı akım çekişi söz konusu olur. Aşırı akım sonucu sargılardaki ısı artar.Koruyucu önlemler alınmamışsa sargılar yanar.

4. Rotor arızalarıRotor arızaları genelde alüminyum döküm boşluklarından ya da rotor ile stator arasındaki

hava aralığı düzensizliğinden kaynaklanır. Döküm gözenekleri nedeniyle bir ya da birkaç kafesçubuğunun 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 arızalarıBir fazlı motorlarda merkezkaç anahtar ve kondansatör arızalarıyla karşılaşmak mümkündür.

Daimi devre kondansatörlü motorlarda merkezkaç anahtarlı mekanizma yoktur. Çiftkondansatörlü motorlarda merkezkaç anahtar mekanizması kalkış kondansatörü ve daimi devrekondansatörü vardır.

Daimi devre kondansatörü arızasında kondansatör kısa devre hâlinde ise yardımcı sargı akımıartar. Sargıdaki ısı yükselir ve sargı yanabilir. Kondansatör açık (bozuk, kopuk) durumda iseyardımcı 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



b. Kontak ayarı bozulmuştur. İtme bileziği kontağı kapatamaz ya da kapalı kontak motoranma hızına ulaştığı hâlde açılmaz.

Kontak kapanmazsa kalkış kondansatörü çalışmaz. Kontak açılmazsa kalkış kondansatörüsürekli devrede kalır ve bozulur. Onarım için sökülen motorlarda kontak ayarı bozulmamalıdır.

c. Kontak açmada oluşan arkla kaynak olmuştur (birleşmiştir) ve sürekli kapalıdır. Bu durumdakalkış kondansatörü devrede kalır ve bozulur.

ç. Uygun mekanizma paleti ya da mekanizma yayları kullanılmamıştır. Bu durumdamekanizma kontağı ya erken ya da geç açılır. Erken açılırsa motor kalkışını tamamlamadankalkış kondansatörü devreden ayrılacağından kalkış momenti yük momentini karşılayamaz vemotor aşırı yükte çalışma durumuna girer. Kontak geç açılırsa kalkış kondansatörü uzun sürelidevrede kalacağından bozulabilir. Mekanizma yaylarının değişiminde motor hızına uygun yaylarkullanılmalıdır.

116

Asenkron motorlarda arıza bulma ve giderme yöntemleri

TERS YÖNEDÖNÜYOR

GÜRÜLTÜLÜDÖNÜYOR

AŞIRI AKIM VEAŞIRI ISINMA

SİGORTALAR ONARILMALIDIR

ŞALTER ANMA AKIMIKÜÇÜKTÜR

KAYIŞ UYGUN DEĞİL,MOTORİYİ YERLEŞTİRİLMEMİŞ

DÖNDÜRÜLEN MAKİNE BOZUKTUR

YÜK NORMALDENFAZLADIR

KASNAKLAR HİZALANMALI, MOTORDOĞRU YERLEŞTİRİLMELİDİR

MAKİNE ONARILMALIDIR

NORMAL YÜK BAĞLANMALIDIR

HAT KONTROL EDİLMELİDİR

MOTOR YA DA ŞALTERYANLIŞ BAĞLANMIŞTIR

RULMANLARBOZUKTUR

ŞALTER YANLIŞBAĞLIDIR

ŞEMAYA UYGUN BAĞLANMALIDIR

YENİSİ TAKILMALIDIR

STATOR BOBİNLERİNDEKISA DEVRE VARDIRAŞIRI AKIM

FAZIN BİRİ KESİKTİR

ŞEMAYA UYGUN BAĞLANMALIDIR

SARGI DEĞİŞTİRİLMELİDİR

HAVA ARALIĞIDENGELENMELİDİR

ÜÇ FAZDAN İKİSİNİN YERİDEĞİŞTİRİLMELİDİR

ROTOR STATOR ARASINDAKİHAVA ARALIĞI DENGESİZDİR

ROTOR STATORA SÜRTÜYOR

GERİLİM DÜŞÜKTÜR

ŞALTER DEĞİŞTİRİLMELİDİR

VINLIYOR

GERİLİM DÜŞÜKTÜR

YÜK FAZLADIR

KONTAKLAR İYİ KAPANMIYOR

YÜK FAZLADIR

GÜRÜLTÜLÜÇALIŞIYOR

DEVİR ANİDENDÜŞÜYOR

AŞIRIISINIYOR

SİGORTAATIYOR

ŞALTER AŞIRIISINIYOR

KAYIŞFIRLATIYOR

SİGORTAATIYOR

BOBİN SARILMALIDIR

ŞALTER KONTAKLARININTEMASI ZAYIFTIR ŞALTER DEĞİŞTİRİLMELİDİR

FAZIN BİRİ KESİKTİR SİGORTA YA DA HAT ONARILMALIDIR

ŞALTER BAĞLANTISI ONARILMALIDIR

NORMAL YÜK UYGULANMALIDIR

TEDAŞ’A BİLGİ VERİLMELİDİR



UYGUN SİGORTA TAKILMALIDIR

ROTOR STATORASÜRTÜYOR

ROTOR ELLE ÇEVRİLİNCE DÖNÜYOR

SARGI YENİDEN SARILMALIDIR

RULMAN DEĞİŞTİRİLMELİDİR

SİGORTA ONARILMALIDIRSİGORTA DEVREYİAÇMIŞTIR

ŞALTER KONTAKLARIKAPANMIYORDUR

HAT KOPUKTUR

ŞALTER ONARILMALIDIR

HAT ONARILMALIDIR

SİGORTALAR KONTROL EDİLMELİDİR

RULMANLARBOZUKTUR

SESSİZ

AKIMA UYGUN ŞALTERTAKILMALIDIRNORMAL YÜK BAĞLANMALIDIR

TEDAŞ’A BİLGİ VERİLMELİDİR

MO

TOR

YÜ

KS

ÜZ

ÇAL

IŞIR

KEN

MO

TOR

YÜ

KTE

ÇAL

IŞIR

KEN

MO

TOR

BO

ŞTA

KAL

KIŞ

YA

PAM

IYO

R

VINLIYOR

SİGORTA ANMA AKIMI KÜÇÜKTÜR

YÜK NORMALDEN FAZLADIR

YÜK NORMALDEN FAZLADIRYILDIZ/ÜÇGEN YOL VERME ŞALTERİYANLIŞ BAĞLANMIŞTIR

BOBİNLERDE KOPUKLUK VARDIR

YATAK BOZUKTUR

SARGI YANIKTIR

GERİLİM YOKTUR

HATTA KISA DEVRE VARDIR



117

P. Rulmanlar1. Temel bilgilerRulman, dönen her mekanizmanın

ana elemanıdır.Bu elemanlar redüktör, vantilatör,

pompa, takım tezgâhı mili, oto aksı,şanzuman, kayış-gergi sistemleri,alternatör, direksiyon sistemivb.yerlerde kullanılır.

Rulmanların hemen hemen hepsi içve dış bilezik, yuvarlanma elemanları(bilya ya da makara) kafes ve isteğe görekapaklardan oluşur.

Rulmanlar yuvarlanma elemanlarınagöre bilyalı ve makaralı olarak ikiyeayrılır. Ayrıca taşınan yükün yönünegöre de radyal ve eksenel rulmanlarmevcuttur. Küçük tip elektrik motorlarında genelde bilyalı rulmanlar kullanılır ve bu rulmanlarradyal yönde yük taşıyarak çalışır.

2. Rulman boşluğuRulmanların 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 veeksenel olmak üzere iki yönde dikkate alınır.

Rulmanlar millere mümkün olduğu kadar hassas bir şekilde yataklanmalıdır. Takılan rulmanınradyal boşluğunun sadece belli ölçülerde olmasına izin verilir. Bu çalışma şartlarını elde edebilmekiçin çeşitli kriterler dikkate alınır. Rulman bileziklerindeki ve bağlı parçalardaki farklı ısıgenleşmeleri rulmanın kasılmasına yol açar. Sıkı geçmeler rulman boşluğunu azaltır. Geneldeçalışma boşluğu, takılmamış rulman boşluğundan daha küçüktür. Takılmamış rulmanın boşluğudeğişik çalışma şartlarına ve uygulama toleranslarına uygun olarak seçilmelidir. Bu nedenle nor-mal boşluklu rulmanların yanı sıra daha küçük ve daha büyük boşluktu rulmanlar da vardır.

3. Rulman geçmeleri ve yatak hassasiyetiRulmanın takıldığı yuva ve mil tasarlanırken rulmanın yuva ve mile yeterli sıkılıkta oturması

sağlanmalıdır. Genel olarak rulmanların iç ve dış bilezikleri aynı anda dönmezler. Prensip olarakhangi bilezik dönüyorsa o bileziğin yatağa sıkı geçmesi, dönmeyen bileziğin ise boşluklu geçmesikabul edilebilir. Elektrikli motorda rotor milinin rulman iç bileziğine sıkı geçmesi gerekir. Busıkılığın oranı rulman boşluğunun oranı ile sınırlıdır. Sonradan işlem gören millerdeki rulmandeğişiminde bu hususa dikkat edilmelidir.

4. Rulmanların yağlanmasıRulmanların 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 deüstlenebilir. Elektrikli motorlarda genelde yağlayıcı madde olarak gresler kullanılır.

5. Rulmanın montajı, sökülmesi ve bakımıRulman montajına başlamadan önce monte edilecek parçaların ölçülmesi gerekir. Ölçümlerde

ana prensip ölçülecek parça ile ölçme aletinin aynı sıcaklıkta olmasıdır. Millerin iç ve dış çaplarınınölçülmesi için mikrometre, delik çaplarının ölçülmesi için delik mikrometresi kullanılmalıdır.

Rulmanın yapısı

segman

bilya

omuz

lastik kapak

dış bileziksegmankanalı

iç bilezik

dış çap köşeyuvarlatması

konik delikdelik çapı

sac kapak

kafes

dış bilezikkapak yuvası

yuvarlanmayolu

yanak

iç bilezikkapak yuvası



118

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 yapılacağıkararlaştırıldıktan sonra rulman ambalajından çıkarılır. Mümkünse ambalajından çıkartılan rulmanlarçıplak elle değil de temiz bir eldiven giyilerek tutulursa el terinin sebep olacağı pas önlenmiş olur.

a. Rulmanın montajıMontajda dikkat edilecek en önemli hususlar şunlardır:

Rulmana asla doğrudan çekiçle vurulmamalıdır. Mümkünse pres ve montaj aparatlarıkullanılmalıdır.

Sıkı 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. Rulmanınçalışırken çıkardığı ses sayesinde bazı yargılara varmak mümkündür. Örneğin rulman dönerkenduyulan düzensiz, tırmalamaya benzeyen ses ve titreşimler, rulmanda kirlilik olduğunu gösterir.Daha tok ve gürlemeye benzeyen bir ses ise yuvarlanma yollarının ya da rulman elemanlarınınyüzeyinde hasar olduğunu belirtir. Düzgün metalik ve tiz bir ses ise yuvarlanma yollarında yeterlimiktarda yağ ya da gres olmadığını gösterir. Rulmanların yağsız olarak çalıştırılması kısa zamandabozulmalarına neden olur. Rulman çalışırken kısa zamanda aşırı derecede ısınıyorsa montajda yada yağlama sisteminde bir hata olduğundan derhal sökülüp kontrol edilmesi gerekir.

Montaj yöntemleri gerekli kuvvetin tatbikine göre mekanik, hidrolik ve termik olmak üzere üçsınıfa ayrılır. Elektrikli motorlardaki rulmanlar genelde mekanik olarak monte edildiğinden bukonu 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 dadayama üzerinden vurulmalıdır. Burç ya da dayamanın yalnız bileziklere temas etmesi, kafes yada rulman elemanlarına değmemesi gerekir. Burcun delik ve dış çapları montaj kuvvetinin iteceğirulman bileziğinin et kalınlığından biraz daha az olacak şekilde işlenmelidir. Rulman takılırkenbilezik yanak yüzünün mil faturasına ya da bir ara parçaya yaslanıncaya kadar itilmesi gerekir.Sıkı geçme yapılan bilezik eksenel dayanmaya karşı da sabitleştirilmelidir.

b. Rulmanın sökülmesiBir 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. Sökme işleminde kuvvet, kafes ya da rulmanelemanlarına uygulanmamalıdır.

6. Rulmanların temizlenmesiKullanıldıktan sonra bakım amacıyla sökülmüş ya da kirlenmiş rulmanlar dikkatlice gaz yağı

ve fırçayla, biri temizleme, diğeri yıkama olarak en az iki ayrı banyoda iyice temizlenipyıkanmalıdır. Temizlemenin sonucunu kontrol etmek için ince bir yağ il yağlanan rulman eldedöndürülür. Hiçbir düzensizlik ve gürültü olmamalı, pürüzlük hissedilmemelidir. İmkânlardahilinde elde ya da gürültü kontrol cihazında gürültü kontrolü yapılabilir. İstenirse bundan sonrarulman 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 rulmanlaragresleme işlemleri uygulanmaz. Kapalı rulmanlar kontrol edilir ve kullanıma uygun değilse atılır.Uygun olanlar temizlenerek paketlenir.



R. Emayeli bobin tellerinin kesitleri ve iki tel, üç tel karşılıkları

119

Telçapı(mm)

Çift telkarşılığı

Üç telkarşılığı

Telçapı(mm)

Kesit(mm2)

Kesit(mm2)

Çift telkarşılığı

Üç telkarşılığı



S. Emayeli bobin tellerinin kesitleri, ağırlıkları ve dirençleri

120

İletkençapı(mm)

İletkenkesiti(mm2)

İletkenin 1metresinin

ağırlığı(gram)

İletkenin 1km’sinindirenci

(Ω)

İletkençapı(mm)

İletkenkesiti(mm2)


ağırlığı(gram)


(Ω)



Emayeli bobin tellerinin kesitleri, ağırlıkları ve dirençleri

121

İletkençapı(mm)

İletkenkesiti(mm2)


ağırlığı(gram)


(Ω)

İletkençapı(mm)

İletkenkesiti(mm2)


ağırlığı(gram)


(Ω)



122

Emayeli bobin tellerinin kesitleri, ağırlıkları ve dirençleri

İletkençapı(mm)

İletkenkesiti(mm2)


ağırlığı(gram)


(Ω)

İletkençapı(mm)

İletkenkesiti(mm2)


ağırlığı(gram)


(Ω)



Ş. Emayeli bobin tellerinin emaye kalınlıkları

123

Bakır telin çapı(mm)

Emayeli telin çapı (mm)

Çift kaplamaTek kaplama



T. Üç fazlı asenkron motorların anma akımlarının yaklaşık değerleri

124

Motor gücü(kW)

3 fazlı, 380 V, 50 Hz’lik şebekede anma akımının (tam yükakımının) amper cinsinden yaklaşık değeri

Kutup sayısı



125

A. Transformatörün önemi, yapısı ve çalışma ilkesi1. Transformatörün önemi ve temel bilgilerElektrik 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 % 90-95’lik kısmıAC olarak üretilip dağıtılmaktadır.

AC'nin gerilim ve akımını transformatör (trafo) adı verilen aygıtlarla yükseltmek ya daalçaltmak 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 sorunuortadan kaldırmak için düşük değerli gerilim trafo ile yükseltilir. Elektrik enerjisinin gerilimiyükseltildiği zaman akım azalır. Örneğin 100 V, 100 A verebilen bir alternatörün gerilimi 1000V’a yükseltildiğinde akımı 10 A’e düşer.

AC'yi bir diyot ve bir filtre kondansatörüyle DC’ye çevirmek mümkündür. Bu kolaylıknedeniyle 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, birsemti beslemek için 40-100 kVA’lık trafoya gerek duyulur.

Uygulamada, zil trafosu, halojen lamba trafosu, empedans trafosu, hat trafosu, izolasyontrafosu, ototrafosu, akım trafosu, gerilim trafosu, kaynak makinesi trafosu vb. gibi trafolarkarşımıza çıkmaktadır.

4. BÖLÜM: TRANSFORMATÖR SARIMLARI

Transformatörün yapısı

primer sargı (N1)manyetik akı (φ)

sekonder sargı (N2)

Ry(yük)V1

V2V1V2

nüve

Transformatör Transformatörlerün primer ve sekonder sarımlarınınyerleştirildiği ince çelik saclardan yapılmış nüve örneği



126

Küçük boyutlu ve fiyatı ucuz olan trafolar bozulduğu zaman sargıları yeniden sarılmaz.Eleman yenisiyle değiştirilir. Küçük trafolarda çok ince kesitli teller kullanıldığından elle sarımyapmak da mümkün değildir.

Büyük boyutlu trafoların yeniden sarılmasına ilişkin işlemler çoğunlukla küçük işyerlerindeyapılmaktadır. O nedenle elektrikle ilgili mesleki ve teknik öğrenim almış olan kişilerin trafotasarımı ve sarımı hakkında bilgi sahibi olmasında fayda vardır.

2. Transformatörün yapısıPrimer (birincil) ve sekonder (ikincil) adı verilen iki sargısıyla ince celik saclardan yapılmış

nüvesi olan trafonun hareketli parçası yoktur. Bir aygıtın hareket eden parçası olmadığı zamansürtünme, ısınma, aşınma gibi olumsuzluklar ortaya çıkmaz. İşte bu nedenle trafoların verimi(randımanı) % 99’lara kadar yükselebilmektedir. Başka bir deyişle trafonun primer sargısınauygulanan enerji 100 W ise sekonder sargısından 99 W dolayında bir enerji alınabilmektedir.

Trafonun primer sarımında oluşan manyetik alanı az kayıplı olarak sekonder sarımına ulaştırannüve bir yüzeyi carlit adlı yalıtkanla kaplanmış ince çelik saclardan oluşur. Sacların ince ve biryüzlerinin yalıtkan olması fuko kayıplarını azaltır. Uygulamada çekirdek, mantel (manto),dağıtılmış, spiral göbekli olarak tanımlanan nüveler kullanılmaktadır.

3. Transformatörün çalışma ilkesiTrafolar elektromanyetik indüksiyon ilkesine göre çalışırlar. Primer sargıya uygulanan AC,

değişken bir manyetik alan oluşturur. Bu alan sac nüve üzerinden geçerek sekonder sarımınıniçindeki elektronları etkiler. Manyetik alana maruz kalan sekonder sargısında bir EMKindüklenir. Sekonderde oluşan gerilim ve akımın değeri, primerin oluşturduğu manyetik alanave sarımda kullanılan telin kesiti ile sarım sayısına bağlıdır.

a. Çekirdek tipi nüve b. Mantel (manto) tipi nüve c. Dağıtılmış tip nüve

ç. Spiral göbekli (spirakore) nüve d. Ototransformatörlerinde kullanılan silindirik nüve

sargılar

nüveler

Transformatörün nüvesi çeşitleri

sargı

nüve

gezici uç



127

4. Transformatörün nüvesini oluşturan sacların yapısıTrafo 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 nekadar düşükse trafonun veriminin o denli yüksek olduğu anlaşılır.

Spiral göbekli trafo nüveleri tek parça sacın bobin etrafına sarılmasıyla elde edilmektedir.Bu tip trafolar çok hassas ve yüksek verimlilik istenilen yerlerde kullanılır. Nüvenin montajıözel otomasyon makineleriyle yapılır. Bu tip trafo sarımları az kullanıldığı için okullardaöğretilmemektedir.

Küçük ve orta güçlü trafolarda nüvenin kesiti (üstten görünümü) "kare", "dikdörtgen", "artı"ve "çoklu artı" şeklinde olabilmektedir.

5. Transformatör sargılarıGerilimi düşüren trafolarda primer ince kesitli telden çok sipirli, sekonder ise kalın telden

az sipirlidir. Gerilimi yükselten trafolarda sargıların özellikleri düşürücünün tam tersidir. Başkabir deyişle bir trafo hem düşürücü hem de yükseltici olarak kullanılabilir. Örneğin 220 V'u 12V'a düşüren zil trafosunun sekonderinden AC 12 V uygulanırsa diğer uçlardan AC 220 Valınır.

Elektrik çarpmasını önlemek için kullanılan izolasyon trafosunda primer ve sekonder sarımlarıaynı özelliktedir. Özellikle bakım-onarım işlerinin yapıldığı teknik servislerde yaygın olarak

Transformatörün nüvesini oluşturan sacların biçimleri ve montajın yapılışına ilişkin örnekler

a. Çekirdek tipi nüveye sahip trafoların saclarının biçimleri ve montajın yapılışı

b. Mantel (manto) tipi nüveye sahip trafoların saclarının biçimleri ve montajın yapılışı

Trafo nüvesi kesiti çeşitleri



128

kullanılan izolasyon trafoları sayesinde tek uca dokunulduğunda çarpılma olmaz. İzolasyontrafosu 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 yerineçarpılmayı önlemek için kaçak akım koruma rölesi kullanılır. Ayrıca düzgün çalışan birtopraklama 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 yanyana ya da üst üste olmak üzere pirimer ve sekonder sargılarısıralanır. Bu tip sarımlar daha çok yüksek gerilimli trafolardakullanılır.

Silindirik sarımda primer, nüveye yakın olması için altkısma, onun üzerine ise sekonder sarımı sarılır. Bu tip sarımınişçiliği kolaydır. O nedenle küçük ve orta güçlü trafolarınsarımında çok kullanılır.

6. Transformatörde indüklenen gerilimin değeri ve dönüştürme oranıPrimere uygulanan AC gerilim bu sargıda zamana göre "yönü" ve "şiddeti" değişen bir

manyetik alan oluşturur. Sekonder sargısını kesen kuvvet çizgileri burada ikinci bir gerilim(EMK) indükler. Bu sırada Lenz Kanunu'yla da açıklandığıgibi primerin kuvvet çizgileri kendi kendini keserek busargıda da gerilim (zıt EMK) indüklenmesini sağlar.

Primere uygulanan AC'nin ürettiği manyetik alanın 1periyotluk süre içindeki değişimi yandaki şekilde verildiğigibidir.

Şekilde görüldüğü gibi manyetik alan en yüksek değerinebir periyodun 1/4'ü sürede ulaşmaktadır.

Bir sipirlik primer ya da sekonder sarımında indüklenenEMK'nın ortalama değeri,

Eort = 8maks 10.

4T

−φdenklemiyle hesaplanabilir. Bu denklem, Eort = 8104 −.

T.maksφ

şeklinde de

yazılabilir.

Periyot denklemi, T = f1

'dir. Bu denklem yukarıda verilen denklemdeki "T" ifadesinin yerine

konulursa,

Eort = 8104 −.T

.maksφ= 8101

4 −.

f

.maksφ = φmaks.4.f.10-8 [Volt] eşitliği elde edilir..

Trafo sargılarının nüve üzerineyerleştiriliş biçimleri

a. Dilimli sargı b. Silindirik sargı

φ φmaks

T/4

t

T

Primerde oluşan manyetikalanın değişimini gösteren eğri



129

Eort = φmaks.4.f.10-8 şeklindeki denklem tek sipirlik bobin içindir. Bu denklemi "N" sayıdabobin için yeniden yazacak olursak,

Eort = φmaks.4.N.f.10-8 [Volt]

Elektrik makineleriyle ilgili hesaplamalarda AC gerilimin etkin (efektif, RMS) değeri dahaçok tercih edilmektedir.

Ortalama değeri etkin değere çevirmek için "1,11" katsayısı kullanılmaktadır. Bu durumudenklemle gösterecek olursak,

Eetkin = 1,11.Eort ya da Vetkin = 1,11.Vort elde edilir.

Eort = φmaks.4.N.f.10-8 [Volt] şeklindeki ortalama değer denklemini etkin değer cinsindenyazarsak,

Eetkin = 1,11.Eort

Eetkin = 1,11.(φmaks.4.N.f.10-8)Eetkin = 4,44.φmaks.N.f.10-8 [Volt] elde edilir.

Eetkin = 4,44.φmaks.N.f.10-8 [Volt] şeklindeki denklemi trafonun primer ve sekonder sarımlarınıngerilimleri için ayrı ayrı yazarsak,

V1 = 4,44.φmaks.N1.f.10-8 [Volt]V2 = 4,44.φmaks.N2.f.10-8 [Volt]

Primer ve sekonder gerilimlerini sipir sayılarıyla oranlayacak olursak,

82

81

2

1

10....44,410....44,4

−

−

=NfNf

VV

maks

maks

φφ

Denklemdeki sabit değerler "K" ile ifade edilecek olursa,

K = 2

1

2

1

NN

VV =

şeklinde yazılabilen dönüştürme oranı olarak tanımlanan denklem elde edilir.



130

B. Bir fazlı transformatörlerde sarım hesabı ve sarımın yapılışı

1. Transformatör hesaplamalarında kullanılan simgeler (kısaltmalar)S1: Trafonun girişinin (primerinin) görünür gücü [VA]S2: Trafonun çıkışının (sekonderinin) görünür gücü [VA]Sn: Sarımın yapıldığı sac nüvenin kesiti [cm2]V1: Primer gerilimi [V]V2: Sekonder gerilimi [V]f: Frekans [Hz]I1: Primer akımı [A]I2: Sekonder akımı [A]N1: Primer sipir sayısı [adet]N2: Sekonder sipir sayısı [adet]s1: Primer iletkeninin kesiti [mm2]s2: Sekonder iletkeninin kesiti [mm2]d1: Primer iletkeninin çapı [mm]d2: Sekonder iletkeninin çapı [mm]φ: Manyetik akı [Maxwell]η: Verime: Sargılardaki gerilim düşümü [V]a: Nüve eni [cm]b: Nüve derinliği [cm]h: Pencere yüksekliği [cm]h1: Makaranın içten içe yüksekliği [cm]Cp: Pencere genişliği [cm]

Manyetik akı yoğunluğu (B): Nüve olarak kullanılan sacın kalitesine göre 7000-18000Gauss arasında değişir. Hesaplamalarda bu değer ortalama 10 000 Gauss olarak alınır.

Transformatör gücüyle nüve kesiti arasındaki ilişkiyi veren katsayı (C): Nüveolarak kullanılacak silisyum katkılı, bir yüzeyi yalıtılmış, ince çelik sacın kalite seviyesinegöre 0,7 - 1,5 değerleri arasında değişim gösterir.

Sacın kalitesi yüksekse 0,7 - 0,8 değeri kabul edilebilir. Sac kötüyse bu 1,5'e yakın bir değerolarak kabul edilir. Kalitesiz bir sac kullanılmasına rağmen "C" değeri küçük alınırsa çalışmaanında yüksek ısı ortaya çıkar.

Akım yoğunluğu (J): Sarımda kullanılan iletkenin birim kesitinden geçebilen akımmiktarını belirtir. Birimi A/mm2'dir.

Havayla soğutulan küçük güçlü trafolarda J değeri "1,8 - 2,6", yağ ile soğutulan trafolardaise "2,5 - 4" arasında alınabilir.



131

2. Transformatör hesaplamalarında kullanılan denklemlerManyetik nüvenin kesiti : Sn = C. 2S [cm2] ve Sn = a.b [cm2]

Primerin gücü : S1 = η2S

[VA]

Manyetik akı değeri : φ = B.Sn [Maxwell]

Primerin sipir sayısı : N1 = 81

10...44,4 −fV

φ [sipir] ya da N1 = fV

..44,410. 8

1

φ [sipir]

Sekonderin sipir sayısı : N1 = 82

10...44,4 −fVφ [sipir] ya da N1 = f

V..44,4

10. 82

φ [sipir]

Primer iletkeninin akımı : I1 = 1

1

VS

[A]

Sekonder iletkeninin akımı : I2 = 2

2

VS

[A]

Primer iletkeninin kesiti : s1 = JI1 [mm2]

Sekonder iletkeninin kesiti : s2 = JI2 [mm2]

Primer iletkeninin çapı : d1 = π

1.4 s [mm]

Sekonder iletkeninin çapı : d2 = π

2.4 s [mm]

Makaranın içten içe yüksekliği : h1 = h - 2.(hava aralığı + presbant kalınlığı) [cm]

3. Transformatörlerin güçlerine göre ortalama verim (η) değerleri

4. Transformatörün güç değerinin volt-amper (VA) cinsinden verilmesininnedeni

Elektrik enerjisini tüketen alıcılar üç ayrı özelliktedir: Bunlar, omik, indüktif ve kapasitifşeklindedir.

Omik alıcılar (akkor flamanlı lamba, ütü, fırın) şebekeden çektikleri akımın tamamınıharcarlar. Omik alıcıların harcadığı güce aktif güç denir.

İndüktif alıcılar (balast, bobin, röle, motor) şebekeden çektikleri akımın bir kısmını manyetikalana dönüştürürler. Manyetik alan kuvvet çizgileri ise indüktif alıcının sargılarını keserek(etkileyerek) şebeke gerilimine zıt yönde bir gerilim oluştururlar. Zıt EMK adı verilen bu gerilimise alıcıdan şebekeye doğru ikinci bir akım akışına neden olur. Üreteç ve indüktif alıcı arasındagidip gelen akımdan dolayı harcanan güce reaktif güç (Q) denir.



132

Kapasitif alıcılar (kondansatör) şebekeden çektikleri akımla şarj olurlar. Daha sonra çektikleriakımı şebekeye geri verirler.

Bu bilgilerden sonra şu örneği verelim: Üzerinde 100 VA yazan bir trafo eğer omik özelliklibir alıcıyı besleyecekse yük, trafodan 100 W güç alabilir. Eğer adı geçen trafoyla indüktifözellikli bir alıcı beslenecekse, sisteme reaktif güç de gerekeceğinden 100 VA'lik gücün birkısmı manyetik alan oluşturmada harcanır. Sonuçta 100 VA gücündeki trafodan 100 W'tandaha az bir aktif güç alınır.

Örnek: Etiketinde Cos ϕ = 0,6 yazan bir motorun aktif gücü 1000 W'tır. Bu motorunbeslenmesinde kullanılacak trafonun görünür gücü kaç VA olmalıdır?

Çözüm: Cos ϕ = P/S S = P/Cosϕ = 1000/0,6 = 1666,66 VASonuç olarak, alıcıların enerjiyi harcama biçimleri farklı olduğundan trafoların bazılarında

güç değeri aktif güç cinsinden değil, görünür güç (S) cinsinden verilir.

5. Transformatör seçimiUygulamada çeşitli gerilim ve akım değerlerinde trafolar kullanılır. Kimi trafoların çıkış

gerilimi tek kademeli olurken bazıları ise çok çeşitli değerlerde gerilim verebilecek şekildeüretilmektedir.

Eğer, 12 V/1 A çıkış verebilecek bir DC güç kaynağı yapılmak isteniyorsa, bu iş için 10-15W'lık güce sahip bir trafo seçmek gerekir. Üzerinde 12 V/50 W yazan bir trafonun verebileceğimaksimum akım ise, P = V.I olduğuna göre,

I = P/V = 50/12 = 4,16 = 4 A'dir.

6. Transformatörün sağlamlık testinin yapılışıTrafo 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 çıkışauygulanırsa trafo çok yüksek gerilim üretmeye başlar ve tehlike arz eder. O nedenle bağlantılartitizlikle yapılmalıdır.

Transformatörün yüksek gerilim ve alçak gerilim sargıları şu yöntemlerle belirlenebilir:I. Sargıların 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 onarımıTrafo, aşırı akım çekildiğinde, sargılar kısa devre olduğunda, fiziksel darbelere maruz

kaldığında arızalanabilir. Bozulan bir trafonun yeniden sarılması mümkündür. Elektroniksistemlerde kullanılan trafoların çoğunluğu küçük güçlü olduğundan fiyatları ucuzdur. O nedenleküçük boyutlu trafoların sarımı yapılmayıp yenisiyle değiştirme yoluna gidilir.

8. Transformatörde manyetik kaçaklarTrafonun nüvesi yetersiz, saclar küflü, bir yüzeyleri yalıtkansız, sarım işçiliği kötü ise primerde

oluşan manyetik alanların bir bölümü devresini hava üzerinden tamamlar. Buna manyetik kaçak



133

denir. İyi kalite trafolarda manyetik kaçak oranı çok az olup,verim yüksektir. Manyetik kaçağın çok olması trafonunyüksüz hâlde (boşta) çalışırken aşırı akım çekmesinden, fazlaısınmasından anlaşılabilir. Hassas yapılı devrelerinbeslenmesinde manyetik kaçağı çok olan trafolar tercihedilmez. Bu tip işler için, tanınmış ve TSE belgeli markalarkullanılmalıdır. Yandaki şekilde trafoların primersarımlarında ortaya çıkan manyetik kaçaklar gösterilmiştir.

9. Transformatörde kayıplarTransformatör çektiği enerjinin bir kısmını kendisi harcar.

Harcanan enerjiye kayıp denir. Kaliteli bir transformatördekayıp azdır. Kayıpları dört bölümde inceleyebiliriz:

a. Bakır kayıplarıTransformatörün sargılarında kullanılan iletkenlerin omik direncinden dolayı ortaya çıkar.

Bu kayıplar, Piletken = Pcu = I2.R [W] denklemiyle bulunur. Bakır kayıpları ısı şeklinde ortayaçıkar.

b. Histerisiz kayıplarıAC'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 koyarakgüç kaybına neden olur. Bu duruma histerisiz kaybı denir.

c. Eddy (fuko) kayıplarıDemir nüveyi kesen manyetik akılar nüve üzerinde akım dolaşmasına neden olur. Dolaşan

iç akımlar ana manyetik alanın dolaşımını olumsuz etkiler. Fuko kayıplarını en aza indirmekiçin kullanılan nüveler ince (0,35-0,5 mm) ve birbirinden yalıtılmış çelik saclardan yapılır.

ç. Manyetik kaçak kayıplarıKuplaj katsayısının 1'den küçük olması yani primerde oluşan manyetik alanın bir kısmının

sekonderi kesememesi nedeniyle ortaya çıkan kayıplardır. Geçirgenliği yüksek olan silisyumkatkılı saclar kullanılarak manyetik kaçaklar azaltılabilmektedir.

10. Bir fazlı, tek çıkışlı transformatörün hesabının yapılışıÖrnekTrafonun nüvesinin şekli : Çekirdek tipiNüve oluşturmada kullanılacak sacın kalınlığı : 0,5 mmTrafonun çıkışının görünür gücü : S2 = 50 VAPrimere uygulanacak gerilim : V1 = 220 VSekonderden alınacak gerilim : V2 = 24 VManyetik akı yoğunluğu : B = 10 000 GaussŞebeke frekansı : f = 50 HzTrafonun verimi : η = % 98Sargılardaki gerilim düşümü : e = % 5Trafo gücüyle nüve kesiti arasındaki ilişkiyi veren katsayı : C = 1Akım yoğunluğu katsayısı : J = 2,3 A/mm2

Trafolarda manyetik alankaçaklarının gösterilişi

faydalı akılar

kaçakakılar

φ

AC



134

Çözüma. Manyetik nüvenin kesitinin hesaplanmasıSn = C. 2S = 1. 50 = 7,07 cm2

Manyetik nüvesinin "a" ve "b" kenarlarınınoluşturduğu şekil kare ya da dikdörtgengörünümünde olabilir.

Bu örnekte nüveyi dikdörtgen olarak kabuledelim.

Sn = a.bşeklindeki denklemde "a" kenarının 2,5 cm

olduğunu kabul edersek,Sn = a.b

eşitliğinden "b" çekilerek, b = aSn yazılabilir..

b = aSn = 5,2

07,7 = 2,82 cm

Yandaki şekilde görüldüğü gibi nüvenin "b" kenarı ince sacların üst üste konulmasıylaoluşmaktadır. Bu bakımdan "b" değerine % 5 - 10 oranında bir kabarma payı eklenerek gerçekdeğer 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 hesaplanmasıManyetik akı değeri : φ = B.Sn = 10 000.7,07 = 70 700 Maxwell

Primerin sipir sayısı : N1 = fV

..44,410. 8

1

φ = 50.70700.44,410.220 8

= 1400 sipir bulunur..

Trafoda e = % 5'lik gerilim düşümü olduğu kabul edilerek çıkış geriliminin (V2) değeri 24volt yerine, V2 = 24 + (24.0,05) = 25,2 V alınır. Bu değere göre,

Sekonderin sipir sayısı : N2 = fV

..44,410. 8

2

φ = 50.70700.44,410.2,25 8


c. Primer ve sekonder akımlarının değerinin hesaplanmasıTrafonun verimi % 98 (0,98) olarak olarak kabul edildiğine göre şebekeden çekilen görünür

güç,

S1 = 50. )98

100( = 51,02 VA olur..

Burada, 51,02 - 50 = 1,02 VA'lik değer trafo tarafından harcanan güçtür.

Trafoda sargıların yerleştirildiği nüvenin kesiti

a

b

h

pencere yüksekliği



135


1

VS

= 220

02,51 = 0,23 A


2

VS

= 2450 = 2,08 A

ç. Primer ve sekonder iletkenlerinin kesit değerlerinin hesaplanması

Primer iletkeninin kesiti : s1 = JI1 = 3,2

23,0 = 0,1 mm2

Sekonder iletkeninin kesiti : s2 = JI2 = 3,2

08,2 = 0,9 mm2

d. Primer ve sekonder iletkenlerinin çap değerlerinin hesaplanması


1.4 s = 14,3

1,0.4 = 0,35 mm


2.4 s = 14,39,0.4 = 1,07 mm

Bulunan çap değerleri çıplak bakır içindir. Sarımda kullanılan tellerin üzerinde ince birkatman halinde yalıtımı sağlayan emaye vardır. Emayenin kalınlık değeri olan 0,05 mm'yi deeklediğimizde ihtiyacımız olan sarım telinin çapını tespit etmiş oluruz.

Primer iletkeninin çapı : d1 = 0,35 + 0,05 = 0,40 mmSekonder iletkeninin çapı : d2 = 1,07 + 0,05 = 1,12 mmNot: 1,12 mm çapında bobinaj teli üretilmediği için d2 değerini 1,1 ya da 1,2 mm olarak

alabiliriz. Biz 1,2 olarak alalım.

e. Primer ve sekonder sargılarının kalınlıklarının hesaplanmasıKullanılacak nüve çekirdek tipi olduğu için primer sargı

bir ayağa, sekonder sargı diğer ayağa sarılır. Bu nedenle sargıyükseklikleri ayrı ayrı hesaplanır.

Trafonun nüve kesitinin ölçüleri a = 2,5 cm, b = 3 cmolarak hesaplanmıştı. Pencere yüksekliği (h) "a"değerinin2,5 - 3,5 katı kadar alınır.

Örnekte katsayıyı "2,5" kabul edelim. Buna göre pencereyüksekliği,

h = a.2,5 = 2,5.2,5 = 6,25 cm = 62,5 mm olarak bulunur.

Makaranın yapımında kullanılacak presbantın kalınlığını1 mm, makaranın yan kapağıyla nüve arasındaki havaaralığını 1 mm olarak kabul edersek,

Makaranın içten içe yüksekliğini,h1 = h - 2.(hava aralığı + presbant kalınlığı) = 62,5 - 2.(1+1) = 62,5 - 4 = 58,5 mmolarak buluruz.

Çekirdek tipi nüve

penc

ere

yüks

ekliğ

i

Üzerine sarımın yapılacağı makara

h 1

yan kapak



136

I. Bir katta yan yana duran primer iletkenisayısının hesaplanması

= 4,05,58

= 146,25 adet

Çıkan sonuca göre primer sargısının makarasının birkatında yan yana sarılan tel sayısı 146 adetttir.

II. Primer sargısının kat (katman) sayısınınhesaplanması

Primerin sipir sayısı 1400 olarak bulunmuştu. Her birkatta 146 sipir olduğuna göre,

1400 / 146 = 9,59 sayısı bulunur. Küsûratlı değer tamhâline getirilir ve 10 olarak kabul edilir.

III. Primer sargısının kalınlığının (yüksekliğinin) hesaplanmasıTrafonun 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 gerçekyüksekliğini 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,0,40 . 10 = 4 mm

Toplam yükseklik = Katlar arasına konulan presbantların yüksekliği + en üste konulan presbantın yüksekliği + tellerin yüksekliği = 0,9 + 0,3 + 4 = 5,1 mm

Bu değer sargıların kabarma payı da dikkate alınarak 6 mm olarak alınabilir.

IV. Bir katta yan yana duran sekonder iletkeni sayısının hesaplanması

= 2,15,58

= 48,75

Çıkan sonuca göre sekonder sargısının makarasının bir katında yan yana sarılan tel sayısı48'dir.

V. Sekonder sargısının kat (katman) sayısının hesaplanmasıSekonderin 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.

mak

aray

a sa

rılımış

ola

n 10

kat

lıpr

imer

sar

gısı

nın

görü

nüm

ü

Primer sarımının yandan görünümü



137

VI. Sekonder sargısının kalınlığının (yüksekliğinin) hesaplanmasıTrafonun 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 gerçekyüksekliğini tespit edebiliriz.

4 katlı sarımda her kat arasına konulan 3 adet 0,10 mm'lik presbantın toplam yüksekliği,3.0,1 = 0,3 mmEn üste konulan presbantın kalınlığı 0,20 mm


Sekonder 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


f. Sac nüvenin pencere genişliğinin hesaplanmasıMakaranın 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 (Cp) = Makara ile nüve arasındaki hava boşluğu + Primer sargısının makarasının kalınlığı + Primer sargısının kalınlığı + İki sargı arasındaki boşluk + Sekonder sargısının makarasının kalınlığı + Sekonder sargısının kalınlığı + Makarayla nüve arasındaki hava boşluğu

değerleri hesaba katılarak tespit edilebilir. Bu değerleregöre,

Nüvenin pencere genişliği (Cp) = 1+1+6+6+6+1+1 = 22 mm

g. Manyetik nüvenin ve sac ölçülerininhesaplanmasıBulunan değerlere göre trafo nüvesi yandaki şekilde

görüldüğü gibi çizilir.Kullanılan sacın kalınlığı: 0,5 mm olduğuna göre,

5,0b

= 5,030

= 60 adet saca gerek vardır..

Yandaki şekilde 1 numaralı sacın ölçüleri şöyledir:Boyu = h + a = 62,5 + 25 = 87,5 mm Eni: a = 25 mm Sac sayısı: 2 . 60 = 120 adet

Sac nüvenin ölçüleri

a

a

h

a

Cp ab

1

2

1

2



138

2 numaralı sacın ölçüleri:Boyu = Cp + a = 22 + 25 = 47 mm Eni: a = 25 mm Sac sayısı: 2 . 60 = 120 adet

ğ. Makaranın ölçülerinin hesaplanmasıYapılan hesaplamalara göre primerin ve sekonderin sargı kalınlığı aynı olduğundan her iki

sarım için aynı özellikte iki adet makara hazırlanır. Bu işlem için kullanılacak presbantınkalınlığının 1 mm olması yeterli olacaktır.

Makara ölçüleri

4529

27 32 27 32 27

58,5

55

88

50 34

a a ab b



11. Bir fazlı, kademeli çıkışlı (farklı gerilimler verebilen) transformatörünhesabının yapılışı

ÖrnekTrafonun nüvesinin şekli : Mantel (manto) tipiNüve oluşturmada kullanılacak sacın kalınlığı : 0,5 mmTrafonun çıkışının görünür gücü : S2 = 40 VAPrimere uygulanacak gerilim : V1 = 220 VÜç kademeli sarılacak sekonderden alınacak gerilim : V2a = 6 V, V2b = 9 V, V2c = 12 VManyetik akı yoğunluğu : B = 11 000 GaussŞebeke frekansı : f = 50 HzTrafonun verimi : η = % 97Sargılardaki gerilim düşümü (e) : % 4Trafo gücüyle nüve kesiti arasındaki ilişkiyi veren katsayı (C) : 1,1Akım yoğunluğu katsayısı (J) : 2,5 A/mm2

Çözüma. Manyetik nüvenin kesitinin hesaplanmasıSn = C. 2S = 1,1. 40 = 6,95 cm2

Manyetik nüvesinin "a" ve "b" kenarlarının oluşturduğu şekil kare ya da dikdörtgengörünümünde olabilir.

Bu örnekte nüveyi dikdörtgen olarak kabul edelim.

Sn = a.bşeklindeki denklemde "a" kenarının 2,5 cm olduğunu kabul edersek,Sn = a.b

eşitliğinden "b" çekilerek, b = aSn yazılabilir..

b = aSn = 5,2

95,6 = 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 hesaplanmasıManyetik akı değeri : φ = B.Sn = 11 000.6,95 = 76 450 Maxwell


..44,410. 8

1

φ = 50.76450.44,410.220 8


Trafoda e = % 4'lük gerilim düşümü olduğu kabul edilerek çıkış geriliminin (V2a) değeri 6volt yerine, V2a = 6 + (6.0,04) = 6,24 V alınır. Bu değere göre,

139



Sekonderin birinci kademesinin sipir sayısı: N2a = fV a

..44,410. 8

2

φ = 50.76450.44,410.24,6 8

= 36,76 = 37 sipir

Trafoda e = % 4'lük gerilim düşümü olduğu kabul edilerek çıkış geriliminin (V2b) değeri 9 voltyerine, V2b = 9 + (9.0,04) = 9,36 V alınır. Bu değere göre,

Sekonderin ikinci kademesinin sipir sayısı: N2b = fV b

..44,410. 8

2

φ = 50.76450.44,410.36,9 8

= 55,14 = 55 sipir

Trafoda e = % 4'lük gerilim düşümü olduğu kabul edilerek çıkış geriliminin (V2c) değeri 12 voltyerine, V2c = 12 + (12.0,04) = 12,48 V alınır. Bu değere göre,

Sekonderin üçüncü kademesinin sipir sayısı: N2c = fV c

..44,410. 8

2

φ = 50.76450.44,410.48,12 8

= 73,53 = 73 sipir

bulunur.

c. Primer ve sekonder akımlarının değerinin hesaplanmasıTrafonun verimi % 97 (0,97) olarak olarak kabul edildiğine göre şebekeden çekilen görünür

güç,

S1 = 40. )97

100( = 41,23 VA olur..

Burada, 41,23 - 40 = 1,23 VA'lik değer trafo tarafından harcanan güçtür.

Primer iletkeninin akımı: I1 = 1

1

VS

= 220

23,41 = 0,1874 A

Sekonder kademelerinin akımları:

I2a = aV

S

2

2 = 640 = 6,66 A I2b =

bVS

2

2 = 940 = 4,44 A I2c =

cVS

2

2 = 1240 = 3,33 A


Primer iletkeninin kesiti: s1 = JI1 = 5,2

1874,0 = 0,07496 mm2

Sekonder iletkenlerinin kesitleri:

s2a = J

I a2 = 5,266,6 = 2,664 mm2 s2b =

JI b2 = 5,2

44,4 = 1,776 mm2 s2c = J

I c2 = 5,233,3 = 1,332 mm2



1.4 s = 14,3

07496,0.4 = 0,30 mm

Sekonderin birinci kademesinin iletkeninin çapı : d2a = π

as2.4 = 14,3664,2.4 = 1,84 = 1,85 mm

Sekonderin ikinci kademesinin iletkeninin çapı : d2b = π

bs2.4 = 14,3776,1.4 = 1,50 mm

140



Sekonderin üçüncü kademesinin iletkeninin çapı : d2c = π

cs2.4 = 14,3332,1.4 = 1,30 mm


Primer iletkeninin çapı : d1 = 0,30 + 0,05 = 0,35 mmSekonderin birinci kademesinin iletkeninin çapı : d2a = 1,85 + 0,05 = 1,90 mmSekonderin ikinci kademesinin iletkeninin çapı : d2b = 1,50 + 0,05 = 1,55 = 1,60 mmSekonderin üçüncü kademesinin iletkeninin çapı : d2c = 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 edilemezse1,40 mm'lik tel tercih edilebilir.

e. Primer ve sekonder sargılarının kalınlıklarının hesaplanmasıKullanılacak nüve mantel tipi olduğu için primer ve

sekonder sargıları orta bacağa sarılır.

Trafonun nüvesi olan orta bacağın kesitinin ölçüleria = 2,5 cm, b = 3 cmolarak 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.

Makaranın yapımında kullanılacak presbantın kalınlığını 1 mm, makaranın yan kapağıylanüve arasındaki hava aralığını 1 mm olarak kabul edersek,

Makaranın içten içe yüksekliğini,h1 = h - (hava aralığı + presbant kalınlığı) = 62,5 - 2.(1+1) = 62,5 - 4 = 58,5 mmolarak buluruz.

I. Bir katta yan yana duran primer iletkeni sayısının hesaplanması

= 35,05,58

= 167 adet

Çıkan sonuca göre primer sargısının makarasının bir katında yan yana sarılan tel sayısı 167adetttir.

II. Primer sargısının kat (katman) sayısının hesaplanmasıPrimerin 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.

Mantel (manto) tipi nüve

141




üste de 0,20 mm kalınlığında presbant koyduğumuzu kabul edersek primer sargının gerçekyükseklğini tespit edebiliriz.

8 katlı sarımda her kat arasına konulan 7 adet 0,10 mm'lik presbantın toplam yüksekliği,7.0,1 = 0,7 mmEn üste konulan presbantın kalınlığı 0,20 mmToplam presbant kalınlığı, 0,7 + 0,2 = 0,9 mm

Primer iletkeninin çapı 0,35 mm. 8 katlı telin yüksekliği,0,35 . 8 = 2,8 mm


Bu değer sargıların ve presbantların kabarma payı da dikkate alınarak 5 mm olarak alınabilir.

Not: Yukarıda yapılan hesaplamalar sonucunda sekonderin iletkenlerinin kesitleri d2a = 1,90mm, d2b = 1,60 mm, d2c = 1,40 mm olarak bulunmuştu. Üç farklı çapta iletken kullanma işçiliksüresini uzattığı için uygulamada en büyük çaplı tek bir tel ile sarım yöntemi tercih edilir. Buyaklaşıma 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.


= 90,15,58

= 30,78 = 30 adet

Çıkan sonuca göre sekonder sargısının makarasının bir katında yan yana sarılan tel sayısı30'dur.

V. Sekonder sargısının kat (katman) sayısınınhesaplanması

Sekonderden alınan üç farklı gerilim için gereken sipirsayıları,

N2a = 37 sipir, N2b = 55 sipir, N2c = 73 sipir olarakbulunmuştu. Buna göre toplam sipir sayısı,

N2t = 37 + 55 + 73 = 165 sipir olarak bulunur.

Her bir gerilim için ayrı ayrı sarım yapmak maliyeti vetrafo boyutlarını büyütmekten başka bir işe yaramaz.

Oysaki en yüksek voltajı üreten N2c = 73 sipir değerikadar bir sarım yapılıp uygun noktalardan iki uç dahaçıkarılarak kademeli çıkışlı trafo üretmek mümkündür.

O halde trafonun sekonder sarımının toplam 165 sipirdeğil 73 sipir olması yeterli olacaktır.

a. Hesaplama sonucubulunan sipir sayıları

b. Tek sipirden farklıgerilimlerin alınışı

Sekonderin sipir sayıları

37 sipir 55 sipir 73 sipir

6 V 9 V 12 V

6 V

9 V12 V

37 sipir 18 sipir18 sipir

55 sipir

142



73 sipir 12 V verdiğine göre 1 V elde etmek için gereken sipir sayısı 73/12 = 6,08 sipirolarak 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 = 37 + 18 = 55 sipir

* 12 V (6 V + 3 V + 3 V) elde edebilmek için gereken sipir sayısı = 37 + 18 + 18 = 73 sipirşeklinde belirlenmiş olur.

Sekonderin 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.






Sekonder iletkeninin çapı 1,90 mm. 3 katlı telin yüksekliği,1,9 . 3 = 5,7 mm


Bu değer sargıların kabarma payı dadikkate alınarak 7 mm olarak alınabilir.

f. Sac nüvenin penceregenişliğinin hesaplanması

Primer ve sekonder sargılarınyerleştirileceği mantel (manto) tipi nüveninpencere genişliği,

143

Mantel (manto) tipi nüveninölçülerinin adlandırılışı

a/2

ha/

2

a/2 a/2aCp Cp

1

2

31

44



Cp = Makara ile nüve arasındaki hava boşluğu + Makaranın kalınlığı + Primer sargısının kalınlığı + Sekonder sargısının makarasının kalınlığı + Sekonder

sargısının kalınlığı + Makarayla nüve arasındaki hava boşluğu

değerleri hesaba katılarak tespit edilebilir. Bu değerlere göre,

Nüvenin pencere genişliği (Cp) = 1+1+5+7+3 = 17 mm

g. Manyetik nüvenin ve sac ölçülerinin hesaplanmasıBulunan değerlere göre trafo nüvesi yandaki şekilde görüldüğü gibi çizilir.

1 numaralı sacın ölçüleri şöyledir:Sacın eni:

2a = 25/2 = 12,5 mm

Sacın boyu:h + 2

a = 62,5 + 12,5 = 75 mm

Sacın sayısı:

2.5,0

b = 2.5,0

30 = 120 adet


2a

= 25/2 = 12,5 mm

Sacın boyu:Cp + a + Cp + = 17 + 25 + 17 = 59 mm

Sacın sayısı:

5,0b =

5,030 = 60 adet

3 numaralı sacın ölçüleri şöyledir:Sacın eni:a = 25 mm

Sacın boyu:

h + 2a

= 62,5 + 12,5 = 75 mm

Sacın sayısı:

5,0b =

5,030 60 adet

144

Mantel (manto) tipi nüveninölçülerinin adlandırılışı

1

2

31

44




2a

= 25/2 = 12,5 mm

Sacın boyu:

Cp + 2a

= 17 + 12,5 = 29,5 mm

Sacın sayısı:

2.5,0

b = 2.5,0

30 = 120 adet

ğ. Makaranın ölçülerinin hesaplanmasıBu işlem için kullanılacak presbantın kalınlığının 1 mm olması yeterli olacaktır.

145

Makara ölçüleri

5929

27 32 27 32 27

56,5

55

1515

64 34

a a ab b



146

12. Hazır nüve üzerine sarılacak bir fazlı transformatörün hesabının yapılışıTrafo sacları tabaka hâlinde satılır. Üretici firmalar yaptıkları hesaplamalara göre sacları

preste keserek nüve üretimi yaparlar. Az sayıda üretim yapan firmalar için kesilmiş olaraksatılan nüveler de mevcuttur.

İşe yaramayan ya da sargıları yanmış bir tarafonun ölçüleri alınarak yeni trafo sarımıyapılabilir. Mesleki okullarda genellikle ölçüleri belli olan nüve üzerine sarım yapılarak öğretimyapılmaktadır.

ÖrnekTrafonun nüvesinin şekli : Mantel (manto) tipiPrimere uygulanacak gerilim : V1 = 220 VSekonderden alınacak gerilim : V2 = 12 VŞebeke frekansı : f = 50 HzManyetik akı yoğunluğu : B = 11 000 GaussAkım yoğunluğu katsayısı : J = 2,5 A/mm2

Trafo gücüyle nüve kesiti arasındaki ilişkiyi veren katsayı : C = 1,1Trafonun verimi : η = % 94Nüve ölçüleri : a = 28 mm, b = 25 mm,

h = 40 mm, Cp = 14 mmSargılardaki gerilim düşümü : e = % 4 = 0,04Makara yapımında kullanılan presbantın kalınlığı : 0,5 mmTel katlarının arasına konulan presbantın kalınlığı : 0,10 mmSargıların üzerine konulan presbantın kalınlığı : 0,20 mm

Çözüma. Manyetik nüvenin kesitinin hesaplanmasıa = 28 mm (2,8 cm), b = 25 mm (2,5 cm) olduğuna göre,Sn = a.b = 2,8.2,5 = 7 cm2

b. Primer sargısının görünür gücünün hesaplanmasıSn = C. 2S şeklindeki denklemden S2'yi çekersek,

2S = CSn

Denklemde her iki tarafın karesini alırsak, sol taraftaki ifadede bulunan karekök ortadankalkar.

( 2S )2 = ( CSn )2

S2 = ( CSn )2 = ( 1,1

7)2 = 40,49 VA = 40 VAVA

Sekonderden alınabilecek güç değeri tespit edildikten sonra verim denkleminden S1 değeriçekilerek primer sargının şebekeden çektiği görünür güç belirlenebilir.

η = 1

2

SS

⇒ S1 = η2S = 94,0

40 = 42,55 VAVA



147

b. Primer ve sekonder sarımlarının sipir sayılarının hesaplanmasıManyetik akı değeri : φ = B.Sn = 11 000.7 = 77 000 Maxwell


..44,410. 8

1

φ = 50.77000.44,410.220 8


Trafoda e = % 4'lük gerilim düşümü olduğu kabul edilerek çıkış geriliminin (V2) değeri 12volt yerine, V2 = 12 + (12.0,04) = 12,48 V alınır. Bu değere göre,


..44,410. 8

2

φ = 50.77000.44,410.48,12 8


c. Primer ve sekonder akımlarının değerinin hesaplanması


1

VS

= 220

55,42 = 0,193 A


2

VS

= 1240 = 3,33 A



193,0 = 0,0772 mm2


33,3 = 1,332 mm2



1.4 s = 14,30772,0.4 = 0,31 mm = 0,30 mm


2.4 s = 14,3332,1.4 = 1,30 mm

Bulunan çap değerleri çıplak bakır içindir. Sarımda kullanılan tellerin üzerinde ince birkatman hâlinde yalıtımı sağlayan emaye vardır. Emayenin kalınlık değeri olan 0,05 mm'yi deeklediğimizde ihtiyacımız olan sarım telinin çapını tespit etmiş oluruz.

Primer iletkeninin çapı : d1 = 0,30 + 0,05 = 0,35 mmSekonder iletkeninin çapı : d2 = 1,30 + 0,05 = 1,35 mm ya da 1,40 mm

e. Primer ve sekonder sargılarının kalınlıklarının hesaplanmasıKullanılacak 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,h1 = h - (hava aralığı + presbant kalınlığı) = 40 - 2.(0,5+0,5) = 40 - 2 = 38 mmolarak buluruz.



148


= 35,038

= 108,5 = 108 adet


II. Primer sargısının kat (katman) sayısının hesaplanmasıPrimerin sipir sayısı 1287 olarak bulunmuştu. Her bir katta 108 sipir olduğuna göre,1287 / 108 = 11,9 sayısı bulunur. Küsuratlı değer tam haline getirilir ve 12 olarak kabul

edilir.


üste de 0,20 mm kalınlığında presbant koyduğumuzu kabul edersek primer sargının gerçekyükseklğini 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,0,35 . 12 = 4,2 mm




= 40,138

= 27, 14 = 27 adet

Çıkan sonuca göre sekonder sargısının makarasının bir katında yan yana sarılan tel sayısı27'dir.

V. Sekonder sargısının kat (katman) sayısının hesaplanmasıSekonderin 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.



* 3 katlı sarımda her kat arasına konulan 2 adet 0,10 mm'lik presbantın toplam yüksekliği, 2.0,1 = 0,2 mm



149

* En üste konulan presbantın kalınlığı 0,20 mm Toplam presbant kalınlığı, 0,3 + 0,2 = 0,5 mm

* Sekonder iletkeninin çapı 1,40 mm. 3 katlı telin yüksekliği, 1,4 . 3 = 4,4 mm



f. Sac nüvenin pencere genişliğinin hesaplanmasıPrimer ve sekonder sargıların yerleştirileceği mantel (manto) tipi nüvenin pencere genişliği,

Cp = Makara ile nüve arasındaki hava boşluğu + Makaranın kalınlığı + Primer sargısının kalınlığı + Sekonder sargısının kalınlığı + Makarayla nüve arasındaki

hava boşluğu


Nüvenin pencere genişliği, Cp = 0,5 + 0,5 + 6 + 6 + 1 = 14 mm

ğ. Makaranın ölçülerinin hesaplanmasıBu işlem için kullanılacak presbantın kalınlığının 0,5 mm olması yeterli olacaktır.

Makara ölçüleri

5831

30 27 30 27 30

365

5

13,5

55 28

a a ab b

13,5

13,513,5



150

13. Sargılar için makara yapımıMakara ölçülerine uygun olarak presbanttan kesilirken a - b - c - d şeklinde dört kenar

çizilir. Son 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 - 1,5 - 2 ... mm

kalınlığında presbantlardan da makara yapılmaktadır.) Makara nüvenin üzerine geçirileceğiiçin kenar ölçüleri nüve ölçülerinden presbant kalınlığı kadar fazla olmalıdır. Bu nedenle "a"ve "b" kenarlarının ölçüleri verilirken 2 mm ekleme yapılmıştır. Trafonun makarasının h1değerinin ölçüsü ise presbant kalınlıkları ve hava boşlukları dikkate alınarak 4 mm daha küçükverilmiştir.

Makaranın yanlarına geçirilecek olan, iki presbantın orta kısmının ölçüleri alınırken nüveve presbant kalınlığı ölçülerine bakılarak tespit yapılır.

Ölçüler alındıktan sonra presbant bükülür. Fazla olarak çizilen "a" kenarının kâğıdının tekkatı ayrılır. Diğer uçtaki "a" kenarının kâğıdının da bir katı ayrılır. İki baştaki "a" kenarlarınınkâğıtlarının bir katının ayırılmasının sebebi nüvenin kalınlaşmasını önlemektir. Eğitim amaçlıolarak yapılan çalışmalarda "a" kenarlarının birer katlarının ayrılmasına gerek yoktur.

Ölçülere uygun olarak kesilen ve katlananmakara kaliteli bir tutkal ile yapıştırılır.

14. Bobinlerin makara üzerine sarılmasıSarım çıkrığına geçirilecek olan makaranın iç

alanına uygun olarak ortası delik bir tahta ya dametal takoz hazırlanır. Ayrıca makara kenarlarınınesnememesi için tahtadan ya da metaldenyapılmış yan destekler kullanılır.

Presbantın ezilmesini ya da açılmasını önlemekiçin kullanılan desteklerin düzgün olması ve iyi sıkıştırılması şarttır. Bobin hatalı sarılırsa nüveüzerine geçirilmesi mümkün olmaz.

Makara ve destekler çıkrığa monte edildikten sonra ilk önce primerin sarımı yapılır. İncetelden sarılan primerin uçları yan presbantlara açılmış küçük deliklerden dışarıya çıkarılır.

Bir kat tel sarıldıktan sonra üzerine bir kat ince presbant sarılır. Presbant hem sargıların sıkıdırmasını hem de teller arasında kısa devre oluşmasını önler. Sargı katları üzerine sarılanpresbantların sabitlenmesi için seloteyp bant kullanılabilir.

Primerin sarımı tamamlandıktan sonra en üste yine ince bir presbant sarılır. Daha sonrasekonderin sarımı aynı şekilde yapılır.

Sarımlar tamamlandıktan sonra tahta ya da kauçuk tokmakla sargıların üzerine vurularakdüzgün bir yerleşim sağlanır. Sargıların gevşemesini önlemek için bant ya da tiret kullanılaraksabitleme işlemi yapılır.

Primer ve sekonder sargılarının uçları dışarıya çıkarılırken emayeli telin üzerine makarongeçirilirse kısa devrelere karşı daha güvenli bir trafo yapılmış olur.

Tamamlanan sarım çıkrıktan söküldükten sonra AVOmetrenin ohm kademesiyle sağlamlıkdenetimi yapılır. Arıza yoksa vernik sürülerek (dökülerek) sargıların sabitlenmesi sağlanır.

Makaranın dayanımını artırmak için kullanılantakoz ve yan kapağın görünümü



15. Sacların makaraya geçirilmesiSac yerleştirme işlemi çok özenli yapılmalıdır. Sacların

zorlanması, çekiçle sıkıştırılması sargılara zarar verebilir.Sacların bir yüzeyinin yalıtkanı bozulmuş ise aralara ince kağıt

konabilir. Ancak bu nüvenin boyutlarını büyüttüğü için tercihedilmez.

Nüveye geçirilen sac sayısı hesaplamayla çıkan ölçülere uygunolmalıdır. Gereğinden az sac kullanılırsa nüve çok ısınır ve verimdüşer.

Sacların hepsi uygun olarak takıldıktan iki tarafı sonra somunlucivatalar kullanılarak sıkıştırma yapılır. Aralarda boşluk kalmasıdurumunda saclar titreşerek zırıltı şeklinde kötü bir ses oluşur.

Saclar sıkıştırıldıktan sonra klemens bağlantıları yapılır. Son olarak trafoya uygun değerlibir yük bağlanarak çalışması gözlenir. Aşırı ses, aşırı ısı varsa hesaplamalar, montaj işlemlerigözden geçirilir.

Trafonun çalışması normal ise elektriksel değerleri (gerilim, akım, güç, frekans, verim, serinumarası vb.) içeren bir etiket yapıştırılarak kullanıma sunulur.

Sacların nüveye geçiril-mesine ilişkin bir örnek

151



152

C. Ototransformatörlerin yapısı, çalışması ve sarım hesaplamaları1. Ototransformatörlerin özellikleriBir tek sargısı olan ancak gerilimi düşürüp yükseltebilen makinelere ototrafosu denir.

Not: Teknik bilgi kitaplarının bir çoğunda ototrafosu sözcüğü "oto trafosu" olarakyazılmaktadır. Bu son derece yanlışbir isimlendirmedir. "Oto trafosu"şeklinde yazım yapıldığı zamankişilerin aklında taşıtlarda kullanılantrafo şeklinde çağrışım oluşmaktadır.Oto sözcüğü İngilizce'deki "auto"sözcüğünün karşılığıdır. Auto, kendikendine çalışan anlamı taşımaktadır.O nedenle "ototrafosu" biçimindeyazmak daha doğrudur.

Ototrafolarının çıkışı "tekkademeli", "çok kademeli" ya da"ayarlı" olabilmektedir. Uygulamadaen çok ayarlı tipler tercihedilmektedir.

Yandaki "a" şeklinde görülen ikisargılı trafonun primeri sarılırken 1numaralı uçtan itibaren N2'ye eşit sipirsayısı bulunarak 2 noktası tespitedilir. Aynı biçimde primer vesekonderde sipir başına indüklenengerilim aynı olduğundan primer sargı üzerinde V2'ye eşit değerde gerilim indüklenen sipir sayısıve dolayısıyla 1 noktası tespit edilebilir. Buna göre, primer sargısının 1-2 noktaları arasındakigerilimle 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 akımdolaşımı olmaz. İşte bu elektriksel özellik nedeniyle N2 sargısının kaldırılması mümkündür.

Sonuç 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 durumdasargının birinci sipirinden uç çıkarılırsa V2 gerilimi "1 V" olur. Ototrafosunda2 numaralı uç gezici tipte yapılırsa 0-220 V arası ayarlı AC gerilim alınabilir.

Tek sargıyla elde edilen ototrafolarında verim yüksek olduğundan nüveolarak kullanılan sac daha azdır.

Böylesine iyi yönleri olan bir makine uygulamada neden yaygın olarakkullanılmıyor sorusu akla gelebilir. Bunun yanıtını şu şekilde verebiliriz: Trafoçalışırken yandaki şekilde gösterildiği gibi bir kopukluk olursa alıcıya girişgerilimi kadar bir gerilim ulaşır. Bu ise can ve mal kaybına yol açabilir. İştebu nedenle ototrafoları kanatlı hayvan kümeslerindeki havalandırmapervanelerinin devir ayarının yapılmasında, 4 kW'tan büyük güçlü asenkronmotorlarının düşük yol alma akımıyla kalkış yapmasında, deney yapılanlaboratuvarlarda vb. kullanılmaktadır.

sargı

nüve

gezici uç

Silindirik nüveli ototrafosunun yapısı

İki sargılı trafonun ototrafosuna dönüştürülmesi

V1

V2

V1

V2

V1

V2

N1 N2 N1 N2

2 2' 2 2' 2

1 1' 1 1' 1

a b c

3 3

Ototrafosununsargısı şekildegösterilenyerden koparsaçıkış gerilimigiriş gerilimineeşit olur.

V1

V2

kopu

kluk



153

2. Bir fazlı ototransformatörün üretimiyle ilgili hesaplamalarAşağıda özellikleri verilen ototrafosunun hesaplamalarını basamak basamak yapalım.Çıkıştan alınmak istenen görünür güç : S2 = 400 VAGiriş gerilimi : V1 = 220 VÇıkış gerilimi : V2 = 110 VSacın manyetik akı yoğunluğu : B = 10 000 Gaussİletkenin akım yoğunluğu : 2,5 A/mm2

Ototrafosunun verimi : η = % 98Şebeke frekansı : f = 50 HzSargılardaki gerilim düşümü : e = % 3 = 0,03Sac kalınlığı : 0,5 mmNüvenin şekli : Çekirdek tipiTrafo gücüyle nüve kesiti arasındaki ilişkiyi veren katsayı : C = 0,97Nüve yapımında kullanılan presbantın kalınlığı : 1 mm

a. Primerden çekilen görünür gücün hesaplanması

η = 1

2

SS

⇒ S1 = η2S = 98,0

400 = 408,16 VAVA

b. Primer ve sekonderden geçen akımların hesaplanmasıÖn bilgi: Yanda yapısı verilen ototrafosunun N1

sargısından I1 akımı, yükten (Ry) ise I2 akımı geçer. BuradaA-B noktaları arasında kalan sargıdan birbirine zıt yönlüolan I1 ve I2 akımları geçmektedir.

A-B noktaları arasındaki ortak sargıdan geçen akımındeğeri, I = I2 - I1 eşitliğiyle bulunabilir.

Diğer trafolarda olduğu gibi ototrafolarında da "anmagücü" dendiğinde sekonderden alınan görünür güç anlaşılır.Gerilimi düşüren tipteki ototrafolarında sekonderin görünürgücü,

S2 = V2.I2

eşitliğiyle hesaplanır.A-B noktaları arasındaki ortak sargının gücüne ise tip gücü (ST) denir. Bir ototrafosunun tip

gücü,ST = V2.I [VA] ya da ST = V2.(I2 - I1) [VA]denklemleriyle hesaplanır.

AC gerilimi yükseltmek üzere üretilmiş olan ototrafolarında akım yönleri değiştiği içinI = I1 - I2

şeklinde yazılır.Yükseltici ototrafosunun tip gücü iseST = V2.I [VA] ya da ST = V2.(I1 - I2) [VA]denklemleriyle hesaplanır.

Ototrafosunda güç aktarma işlemi "transformasyon yoluyla" ve "iletim yoluyla" olmaktadır.Ototrafosunun verimini % 100 olarak kabul edersek transformasyon yoluyla aktarılan güç tipgüce eşit olur.

Ototrafosunda dolaşanakımların yönleri

V1

V2

N1

N2

I2

Ry

B

A

I1

I1

I



154

Tranformasyon ve iletim yoluyla aktarılan güçlerin hesaplanması için aşağıda verilendenklemler kullanılır.

Transformasyon yoluyla aktarılan güç: Str = I1.(V1 - V2) [VA]İletim yoluyla aktarılan güç: Sil = I1.V2 [VA]

Ototrafolarında V1 ile V2 gerilimi arasındaki fark azaldıkça tip gücü (ST) azalmaktadır. Nüveölçüleri tip güce göre hesaplandığından ST'nin azalması kullanılan sac miktarını da azaltır.

Ek olarak, V1 ile V2 gerilimleri arasındaki farkın azalması ototrafosunun verimini de yükseltir.


1

VS

= 220

16,408 = 1,855 A


2

VS

= 110400 = 3,636 A

A-B noktaları arasındaki ortak sargıdan geçen akımın değeri : I = I2 - I1 = 3,636 - 1,855 = 1,781 A

c. Ototrafosunun tip gücünün hesaplanmasıTip gücü: ST = V2.I = 110.1,781 = 195,91 = 196 [VA]

ç. Manyetik nüve kesitinin hesaplanmasıSn = C. TS = 0,97. 196 = 0,97.14 = 13,58 cm2

Sn = a.b'dir.a = 4 cm alınırsa,

b = aSn = 4

58,13 = 3,39 cm olarak bulunur. Bu değer % 4-10'luk kabarma payı göz önüne

alınarak 3,5 cm olarak kabul edilebilir.

d. Primer ve sekonder sipir sayısının hesaplanmasıManyetik akı değeri : φ = B.Sn = 10 000.13,58 = 135 800 Maxwell


..44,410. 8

1

φ = 50.135800.44,410.220 8

= 729,74 = 730 sipir


..44,410. 8

2

φ = 50.135800.44,410.110 8

= 364,87 = 365 sipir

Ototrafosunda % 3'lük gerilim düşümü olduğuna göre,N2 = 365 . (365.0,03) = 375,95 = 376 sipir olarak sarılır.

e. Primer ve sekonder iletkenlerinin kesitlerinin hesaplanması


855,1 = 0,742 mm2


636,3 = 1,454 mm2



155

f. Primer ve sekonder iletkenlerinin çap değerlerinin hesaplanması


1.4 s = 14,3742,0.4 = 0,972 mm


2.4 s = 14,3454,1.4 = 1,36 mm


Primer iletkeninin çapı : d1 = 0,972 + 0,05 = 1,022 mm = 1,0 mmSekonder iletkeninin çapı : d2 = 1,36 + 0,05 = 1,41 mm = 1,40 mm

Yapılan hesaplamada d1 ve d2 çapları farklı çıkmıştır. Sarım farklı çaplı teller kullanılarakyapılabilir. Ancak uygulamada işçiliğin hızlı olması için büyük çaplı tel ile sarım yapma yöntemidaha çok tercih edilir. Biz de bu yöntemi seçiyoruz ve ototrafosunun tüm sarımını 1,40 mmçaplı telle yapıyoruz.

e. Ototrafosunun sargısının kalınlığının hesaplanmasıOtotrafosunun 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 = 2,5 . 4 = 10 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,h1 = h - 2.(hava aralığı + presbant kalınlığı) = 100 - 2.(1+1) = 100 - 4 = 96 mmolarak buluruz.

f. Bir katta yan yan duran iletken sayısının hesaplanmasıSarımda kullanılacak iletkenin çapı, d = 1,40 mmNüvenin üzerine geçirilen makaranın içten içe yüksekliği, h1 = 96 mm

= 40,196

= 68,5 = 68 adet

Çıkan sonuca göre primer sargısının makarasının bir katında yan yana sarılan tel sayısı 68adettir.

g. Sargının kat (katman) sayısının hesaplanmasıSarımın 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.



156

ğ. Sargının kalınlığının (yüksekliğinin) hesaplanmasıOtotrafosunun 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 gerçekyüksekliğini 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

* Sarımda kullanılan iletkenin çapı 1,40 mm. 11 katlı telin yüksekliği,1,40 . 11 = 15,4 mm

Toplam yükseklik = Katlar arasına konulan presbantların yüksekliği + en üste konulan presbantın yüksekliği + tellerin yüksekliği = 1 + 0,2 + 15,4 = 16,6 mm


Ototrafosunun sargısının toplam sipir sayısı 730'dur. Sarım yapılırken 376. sipirden bir uççıkarılarak sekonder ucu elde edilir.

h. Sac nüvenin pencere genişliğinin hesaplanmasıOtotrafosunun sarımı çekirdek tipi nüvenin bir bacağı üzerine geçirilen makara üzerine

sarılacaktır. Buna göre hesaplama şu denklem ile yapılır:

Pencere genişliği, Cp = Makarayla nüve arasındaki hava boşluğu + Makaranın presbantının kalınlığı + Sargının kalınlığı + Hava boşluğu

Cp = 1 + 1 + 18 + 3 = 23 mm

ı. Manyetik nüve ve sac ölçülerinin hesaplanmasıa = 40 mm, b = 35 mm, Cp = 23 mm, h = 100 mm

1 numaralı sacın ölçüleri:Sacın eni = 40 mmSacın boyu = h + a = 100 + 40 = 140 mmSacın sayısı = b/0,5 = 35 / 0,5 = 70 adet

2 numaralı sacın ölçüleriSacın eni = 40 mmSacın boyu = Cp + a = 40 + 40 = 80 mmSacın sayısı = b/0,5 = 35 / 0,5 = 70 adet

i. Makaranın ölçülerinin hesaplanmasıBu işlem için kullanılacak presbantın kalınlığı 1 mm olacaktır.

Sac nüvenin ölçüleri

a

a

h

a

Cp ab

1

2

1

2



157

j. Makara üzerine sarımın yapılmasıSarımın yapılışı sayfa önceki sayfalarda açıklandığı gibidir.

Makara ölçüleri

9444

42 37 42 37 42

100

55

2589 39

a a ab b

25

2525

Üç fazlı ototrafosu örneği



158

Ç. Üç fazlı transformatörler1. Üç fazlı transformatörlerin özellikleriÜç fazlı trafolar yapı ve çalışma ilkesi

bakımından bir fazlı trafolara benzer. Üç adetbir fazlı trafoyla üç fazlı trafo yapılabilir.Kullanılan nüvenin hacmini azaltmak için üçayaklı bir nüve üzerine primer ve sekondersarımları döşenerek de üç fazlı trafoüretilebilir.

Üç fazlı trafoların sac nüveleri çoğunluklayandaki "c" şeklinde verildiği gibidir.

Üç sargı da aynı nüve üzerine sarılaraküretilen üç fazlı trafolarda kullanılan sacmiktarı az olmasına rağmen bu yöntem tercihedilmez. Çünkü bu tip makinelerde bir sargıdaarıza oluşunca tüm nüvenin sökülmesi gerekir.Bu da işçilik süresini ve maliyeti artırır.

2. Üç fazlı transformatörlerin yapısıBu tip trafoların nüveleri 0,35 mm

kalınlığında, bir yüzeyi yalıtılmış ince çeliksaclardan yapılır. Nüveler çekirdek ve mantel(manto) tipi olabilir. Mantel tipi nüvelerdeortadaki ayaklar yandaki ayakların iki katıkalınlığında yapılarak her fazın manyetikalanlarının dengeli olarak dolaşması sağlanmışolur.

Yandaki şekilde üç fazlı trafolarınnüvelerini oluşturmada kullanılan saclarınyapılarına ilişkin şekiller verilmiştir.

Küçük güçlü üç fazlı trafolarda silindirikkesitli, emaye ile yalıtılmış bobinaj tellerikullanılır. Büyük güçlü trafolarda kullanılankalın kesitli tellerin dış yüzeyinde ise pamuk ipliğinden yapılmış yalıtkan kılıf bulunur. Bazıbüyük güçlü trafolarda alüminyumdan yapılmış iletkenlere de rastlanır.

3. Üç fazlı transformatörlerin soğutulmasıYüksek 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 normalseviyenin üzerinde ısındığında ısı algılayıcı röleyi çalıştırmakta, röle ise pervaneyi döndürenmotoru beslemektedir.

a b c

Üç fazlı trafo nüvesi çeşitleri

Üç fazlı trafonun primer ve sekonder sarımlarınınnüve üzerine sarılışına ilişkin örnekler

nüve

makara

primer vesekonder

Üç fazlı trafolarda kullanılansacların biçimlerine ilişkin örnekler



4. Üç fazlı transformatörlerin sargılarının bağlanış şekilleriÜç 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 grupkendi 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 farkıyoktur.

B grubu bağlantıda primer ve sekonder sarımları arasındaki faz farkı 30.6 = 180°'dir.C grubu bağlantıda primer ve sekonder sarımları arasındaki faz farkı 30.5 = 150°'dir. Yani

sekonder gerilimi primer geriliminden 150° geridedir.D grubu bağlantıda primer ve sekonder sarımları arasındaki faz farkı 30.11 = 330°'dir. Yani

sekonder gerilimi primer geriliminden 330° geridedir.Bu açıklamalara göre A ile B ve C ile D grupları birbirinin tersi özelliktedir.

159

Üç fazlı trafoların sargılarının a. yıldız, b. üçgen, c. zikzak olarak bağlanış şekilleri

R S T Mp R S T R S T

ya da

a b c

U V W

X Y Z

U V W

X Y Z

R S T Mp

U V W

X Y Z

U V W

X Y Z

1

2

bağlantıgrubu

bağlantıgrubualt

gerilimüst

gerilim

vektör bağlantı şeklialt

gerilimüst

gerilimsembol

A

B

C

D

Dd 0

Yy 0

Dz 0

Dd 6

Yy 6

Dz 6

altgerilim

üstgerilim

vektör bağlantı şeklialt

gerilimüst

gerilimsembol

Dy 5

Yd 5

Yz 5

Dy 11

Yd 11

Yz 11

A1

A2

A3

B1

B2

B3

C1

C2

C3

D1

D2

D3

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

U

U

V

V

V

V

V

V

W

W

W

W

W

W

W

W

W

W

W

W

W

W

W

W

W

W

W

W

W

W

W

W u

v

w

u

v

w

u

v

w

u

v

w

u

v

w

u

v

w

u

v

w

u

v

w

u

v

w

u

v

w

u

v

w

u

vw

u v w

u v w

u v w

u v w

u v w

u v w

u v w

u v w

u v wu v w

u v w

u v w

Üç fazlı trafoların bağlantı grubu çeşitleri



Üç fazlı trafoların sargılarının bağlanışşekillerine ilişkin yaygın olarak kullanılanörnekler yanda verilmiştir.

"a" şeklinde Dy 5 adlı bağlantı verilmiştir.Burada "D" harfi delta (üçgen) sözcüğününkısaltması olup sargının üçgen, "y" harfi isesekonder sargının yıldız bağlı olduğunu ifadeeder. "5" rakamı ise primer ve sekondersarımları arasında 5.30° = 150°'lik faz farkıolduğunu belirtir.

"b" şeklinde Yy 0 adlı bağlantı verilmiştir.Burada "Y" harfi primer sargının yıldız, "y"harfi sekonder sargının yıldız bağlı olduğunugösterir. "0" rakamı ise primer ve sekondersarımları arasında 0.30° = 0°'lik faz farkıolduğunu belirtir.

"c" şeklinde Yz 5 adlı bağlantı verilmiştir.Burada "Y" harfi primer sargının yıldız, "z"harfi sekonder sargının zikzak bağlı olduğunugösterir. "5" rakamı ise primer ve sekondersarımları arasında 5.30° = 150°'lik faz farkı olduğunu belirtir.

5. Üç fazlı transformatörlerde sarım hesapları ve bobinlerin sarılışıÜç 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.

ÖrnekTrafonun görünür gücü : S2 = 2,5 kVA = 2500 VAGirişin hat gerilimi : V1h = 380 V

Girişin faz gerilimi : V1 = 3380

= 220 VV

Çıkışın hat gerilimi : V2h = 220 V

Çıkışın faz gerilimi : V2 = 3220

= 127 VV

Şebeke frekansı : f = 50 HzTrafonun verimi : % 95Sacın manyetik akı yoğunluğu : B = 11 000 GaussTelin akım yoğunluğu : J = 2,3 A/mm2

Sargılardaki gerilim düşümü : e = % 5 = 0,05 VTrafo gücüyle nüve kesiti arasındaki ilişkiyi veren katsayı : C = 0,9Sargıların bağlantı şekli : yıldız/yıldızSacın kalınlığı : 0,4 mm

160

Üç fazlı trafoların sargılarınınbağlanış şekillerine ilişkin örnekler

R

S

T

R

S

T

R

S

T

R

S

T

R

S

T

R

S

T

Mp

Mp

Mp

U

V

W

U

V

W

U

V

W

X

Y

Z

X

Y

Z

X

Y

Z

x

y

z

x

y

z

x

y

z

u

v

w

u

v

w

u

v

w

b. Yıldız/yıldız (Yy 0) bağlantı

a. Üçgen/yıldız (Dy 5) bağlantı

c. Yıldız/zikzak (Yz 5) bağlantı



Çözüma. Manyetik nüvenin kesitinin hesaplanması

Sn = C.32

2S = 0,9. 322500 = 36,74 cm2

Manyetik nüvesinin "a" ve "b" kenarlarının oluşturduğu şekil kare ya da dikdörtgengörünümünde olabilir. Bu örnekte nüveyi dikdörtgen olarak kabul edelim.

Sn = a.bşeklindeki denklemde "a" kenarının 8 cm olduğunu kabul edersek,

Sn = a.b eşitliğinden "b" çekilerek, b = aSn yazılabilir..

b = aSn =

874,36 = 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 mmolduğu anlaşılır.

b. Primer sargının gücünün hesaplanması

S1 = η

2S = 95,0

2500 = 2631,57 VAVA

c. Primer ve sekonder sarımlarının sipir sayılarının hesaplanmasıManyetik akı değeri : φ = B.Sn = 11 000.36,74 = 404 140 Maxwell


..44,410. 8

1

φ = 50.404140.44,410.220 8


Trafoda e = % 5'lik gerilim düşümü olduğu kabul edilerek çıkış geriliminin (V2) değeri 127volt yerine, V2 = 127 + (127.0,05) = 133,35 V alınır. Bu değere göre,


..44,410. 8

2

φ = 50.404140.44,410.35,133 8


ç. Primer ve sekonder akımlarının değerinin hesaplanması

Primer iletkeninin akımı : I1 = hV

S

1

1

.3 = 380.73,157,2631 = 4 A

Sekonder iletkeninin akımı : I2 = hV

S

2

2

.3 = 220.73,12500 = 6,568 A

161



d. Primer ve sekonder iletkenlerinin kesit değerlerinin hesaplanması


4 = 1,739 mm2


568,6 = 2,855 mm2

e. Primer ve sekonder iletkenlerinin çap değerlerinin hesaplanması


1.4 s = 14,3789,1.4 = 1,50 mm


2.4 s = 14,3855,2.4 = 1,90 mm

Bulunan çap değerleri çıplak bakır içindir. Sarımda kullanılan tellerin üzerinde ince birkatman hâlinde yalıtımı sağlayan emaye (ya da pamuk) vardır. Emayenin kalınlık değeri olan0,10 mm'yi de eklediğimizde ihtiyacımız olan sarım telinin çapını tespit etmiş oluruz.

Primer iletkeninin çapı : d1 = 1,50 + 0,10 = 1,60 mmSekonder iletkeninin çapı : d2 = 1,90 + 0,10 = 2,0 mm

f. Primer ve sekonder sargılarının kalınlıklarının hesaplanmasıTrafonun 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 kapağıylanüve arasındaki hava aralığını 2 mm olarak kabul edersek,

Makaranın içten içe yüksekliğini,h1 = h - 2.(hava aralığı + presbant kalınlığı) = 200 - 2.(2+2) = 200 - 8 = 192 mmolarak buluruz.


= 60,1192

= 116,36 sipir= 116 sipir


II. Primer sargısının kat (katman) sayısının hesaplanmasıPrimerin 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.


162



üste de 0,50 mm kalınlığında presbant koyduğumuzu kabul edersek primer sargının gerçekyüksekliğini tespit edebiliriz.




Primer iletkeninin çapı 1,60 mm. 3 katlı telin yüksekliği,1,60 . 3 = 4,8 mm

Toplam yükseklik = Katlar arasına konulan presbantların yüksekliği + en üste konulan presbantın yüksekliği + tellerin yüksekliği

= 0,60 + 0,5 + 4,8 = 5,9 mmBu değer sargıların kabarma payı da dikkate alınarak 7 mm olarak alınabilir.


= 2

192 = 96 sipir

Çıkan sonuca göre sekonder sargısının makarasının bir katında yan yana sarılan tel sayısı96'dır.

V. Sekonder sargısının kat (katman) sayısının hesaplanmasıSekonderin 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.



2 katlı sarımda her kat arasına konulan 1 adet 0,30 mm'lik presbantın toplam yüksekliği,1.0,30 = 0,30 mmEn üste konulan presbantın kalınlığı 0,50 mmToplam presbant kalınlığı, 0,30 + 0,50 = 0,80 mm

Sekonder iletkeninin çapı 2 mm. 2 katlı telin yüksekliği,2 .24 = 4 mm

Toplam yükseklik = Katlar arasına konulan presbantların yüksekliği + en üste konulan presbantın yüksekliği + tellerin yüksekliği = 0,3 + 0,5 + 4 = 4,8 mm


163



g. Sac nüvenin pencere genişliğinin hesaplanmasıMakaranın yan kapaklarının yüksekliği, içerisine sarılan sargının kalınlığından 2 mm daha

büyük alınır.

Nüvenin pencere genişliği (Cp) = 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


Nüvenin pencere genişliği (Cp) = 2 + 2 +7 + 7 + 8 + 7 + 7 + 2 + 2 = 44 mm

ğ. Manyetik nüvenin ve sac ölçülerinin hesaplanmasıa = 80 mmb = 50 mmCp = 44 mmh = 200 mm

1 numaralı sacın ölçüleriSacın eni: a = 80 mmSacın boyu: h + a = 200 + 80 = 280 mm

Sacın sayısı: 2. 4,0b = 2. 4,0

50 = 250 adet

2 numaralı sacın ölçüleriSacın eni: a = 80 mmSacın boyu: Cp + a + Cp = 44 + 80 + 44 = 168 mm

Sacın sayısı: 4,0b = 4,0

50 = 125 adet

164

Nüve ölçüleri

a/2

ha/

2

a/2 a/2aCp Cp

1

2

31

44

Sac ölçüleri

1

2

31

44



3 numaralı sacın ölçüleriSacın eni: a = 80 mmSacın boyu: h + a = 200 + 80 = 280 mm

Sacın sayısı: 4,0b = 4,0

50 = 125 adet

4 numaralı sacın ölçüleriSacın eni: a = 80 mmSacın boyu: Cp + a = 44 + 80 = 124

Sacın sayısı: 2. 4,0b = 2. 4,0

50 = 250 adet

h. Makaranın ölçülerinin hesaplanması2 mm kalınlığında presbant kullanılarak aynı ölçülere sahip 3 adet makara hazırlanır.

ı. Bobinlerin sarılması ve sacların montajıBobinlerin sarılışı vesacların montajı önceki sayfalarda açıklandığı gibidir.

165

Makara ölçüleri

9444

42 37 42 37 42

100

55

2589 39

a a ab b

25

2525



166

D. Transformatör sarımlarıyla ilgili uygulamalar (temrinler)Uygulama 1: Bir fazlı transformatör sarımıAmaç: Transformatör sarımlarıyla ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. Trafonun çıkışından alınmak istenen görünür güç (S) değerini (örneğin 20, 30, 40, 50 VA

vb.), giriş gerilimi (V1) değerini (220 V), çıkış gerilimi (V2) değerini (12 V, 24 V, 30 V vb.),frekansı (f), manyetik akı yoğunluğunu (B = 10 000 ila 13 000 Gauss arası), akım yoğunluğudeğerini (J = 2 ila 2,5 A/mm2), verimi (h = % 90 ila % 96), nüve sacının ölçüleri (a, b, h, Cp),sargılardaki gerilim düşümünü (e = % 2-4), nüvenin tipini (mantel ya da çekirdek), presbantkalınlıklarını 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. Sekonder sargısını kurallara uygun olarak sarınız. Her sargı katını presbant ile yalıtınız.6. Sacları makaraya takınız.7. Sargıların 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.

Sorular1. Trafonun çalışma ilkesini açıklayınız.2. Trafonun nüvesi gereğinden küçük yapılırsa ne olur? Açıklayınız.3. Trafolarda demir ve bakır kayıpları nedir? Açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 2: Ototransformatörü sarımıAmaç: Transformatör sarımlarıyla ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. 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. Sekonder sargısını kurallara uygun olarak sarınız. Her sargı katını presbant ile yalıtınız.6. Sacları makaraya takınız.7. Sargıların 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.

Sorular1. Ototrafosunun iyi ve kötü yanlarını açıklayınız.

_____________________________________________________________________Uygulama 3: Üç fazlı transformatör sarımıAmaç: Transformatör sarımlarıyla ilgili bilgi ve beceri kazanmak.İşlem basamakları1. 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.



167

4. Primer sargısını kurallara uygun olarak sarınız. Her sargı katını presbant ile yalıtınız.5. Sekonder sargısını kurallara uygun olarak sarınız. Her sargı katını presbant ile yalıtınız.6. Sacları makaraya takınız.7. Sargıların 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 sarımıçok uzun süre alan ve maliyeti yüksek bir uygulamadır._____________________________________________________________________

Yüksek güçlü üç fazlı trafo örneği

Büyük güçlü trafo örneği



Documents

bobinaj motoare