Download pdf - T.C. ERC YES ÜN VERS TES MÜHEND SL K FAKÜLTES ELEKTR K ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Elektrik Makinaları Laboratuarı Deney Föyü 2 Ra: Armatür sargılarına

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ELEKTRİK MAKİNALARI LABORATUARI DERSİ DENEY FÖYÜ

KAYSERİ - 2008

Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Elektrik Makinaları Laboratuarı Deney Föyü

1

DENEY-1

DC SERİ JENERATÖR KARAKTERİSTİKLERİNİN İNCELENMESİ

Deneyin Amacı: Sabit hızda DC seri jeneratöre ait çıkış akımı ve gerilimi arasındaki ilişkinin gösterilmesi Kullanılan Alet ve Malzemeler:

a) FH2-MKIV Test Yatağı b) FH50 DC Kompound Makina c) DC Ampermetre d) DC Voltmetre e) Değişken Direnç f) Bağlantı Kabloları

Teorinin Özeti: DC seri jeneratörlerde alan sargıları ile armatür sargıları birbirlerine seri olarak bağlanmıştır. Herhangi bir etki ile rotor döndürülmeye başlandığında armatür sargılarında bir gerilim oluşur. Armatür sargılarında oluşan bu gerilim alan sargılarında bir uyarı akımı oluşturur ve bu da jeneratöre ait alan devresindeki mıknatıslığı artırarak indüklenen gerilimin artmasını sağlar. Ek Bilgiler ve Teorinin Açıklaması: Şekil 1.1’de gösterildiği üzere DC seri jeneratörlerde alan ve armatür sargıları birbirlerine seri bağlıdır.

Şekil 1.1 DC Seri Jeneratöre ait Eşdeğer Devre

Kirchoff Gerilim Kanuna göre Şekil 1.1’de gösterilen eşdeğer devrede bir çevre yazılacak olursa Eşitlik 1.1 ile gösterilen jeneratöre ait temel ifade elde edilmiş olur.

)( faata RRIVE ++= (1.1) Eşitlik 1.1’de, aE : Armatürde indüklenen gerilimi

aI : Armatürde akımını

tV : Yük terminallerine aktarılan gerilim değerini

1


2

aR : Armatür sargılarına ait direnci

fR : Alan sargılarına ait direnci göstermektedir. Seri makinalarda armatür ve alan akımları birbirine eşittir ( fa II = ). Dolayısı ile kendinden uyartımlı seri jeneratörlere ait yük karakteristikleri magnetizasyon eğrisine benzer bir şekilde oluşmaktadır. Deneyin Yapılışı: Deneye başlamadan önce ve deney esnasında yapılması gerekenler aşağıda sıralanmıştır: • FH50 Kompound DC makinaya ait bağlantı plakasını FH2-MKIV test yatağı üzerine

yerleştiriniz. • Hareket verici motoru ve test jeneratörünü test yatağı üzerine yerleştiriniz ve her iki

makinanın 10 yollu fiş bağlantılarını yapınız. • Tablo 1.1’de verilen başlangıç ayarlarını yapınız.

Tablo 1.1 Kullanılacak Teçhizat ve Yapılması Gereken Ayarlar

Ekipman Yapılması Gereken Başlangıç Ayarları

FH2-MKIV Test Yatağı Hız Göstergesi 1800 dev/dak

DC Kaynak 110 V

Alan Reosta 0 Ω

Armatür Reosta ∞ Ω

Çalıştır/Sonlandır Düğmesi Çalıştır Konumunda

FH50 DC Kompound Makina Test Makinası DC Jeneratör

FH50 DC Kompound Makina Hareket Sağlayıcı DC Motor

V2 DC Voltmetre Saha Düğmesi 15 V Konumunda

A2 DC Ampermetre Saha Düğmesi 1.5 A Konumunda

50 Ω Reosta ∞ Ω R1 Rezistif Yük

2000 Ω Reosta ∞ Ω

• Şekil 1.2’de gösterilen deneye ait devrenin test yatağı üzerinde yapılışını gösteren

Şekil 1.3’teki bağlantıları gerçekleştiriniz. • Test yatağı üzerindeki yeşil renkli anahtarı 1 konumuna getirerek kontaktörü çalıştırmak

için yeşil renkli ON anahtarına basınız. • Armatür direncini saat yönünde döndürerek ilk hareketi veriniz. Makinanın hızı 1500

dev/dak olacak şekilde armatür direncini ayarlayınız. • Makinanın ısınması için birkaç dakika bekleyiniz. • Tablo 2.2’de verilen çıkış akımlarını görecek şekilde 50 Ω’luk direnci sıfıra doğru yavaş

yavaş azaltınız ve gördüğünüz değişiklikleri Tablo 2.2’ye kaydediniz. • Çıkış akımına karşılık çıkış voltajı ve gücünün grafiklerini çizerek sonuçları

yorumlayınız.


3

NOT: • Deney sırasında Motor hızı 1500 dev/dak’da sabit tutulmak durumundadır. Bunun

sağlanabilmesi için armatür ve alan reosta dirençlerinin her ikisinin de ayarlanması gerekebilir.

• Deney sırasında R1 direnci sadece tek bir yönde hareket ettirilmelidir. Aksi takdirde tüm işlemler tekrar edilmelidir.

Şekil 1.2 Yapılacak Deneye ait Eşdeğer Devre

Şekil 1.3 Yapılması Gereken Bağlantılar


4

Tablo 1.2 Deney Sonunda Elde Edilen Sonuçlar

Çıkış Akımı (mA) Çıkış Gerilimi (V) Çıkış Gücü (W) 0

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950

1000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Çıkış Akımı (mA)

Çıkış

Ger

ilim

i (V

)


5

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10


Çıkış

Güc

ü (W

)


6

DENEY-2

KENDİNDEN UYARTIMLI DC ŞÖNT JENERATÖR KARAKTERİSTİKLERİNİN İNCELENMESİ

Deneyin Amacı: Sabit hızda kendinden uyartımlı DC şönt jeneratöre ait çıkış akımı ve gerilimi arasındaki ilişkinin gösterilmesi Kullanılan Alet ve Malzemeler:


Teorinin Özeti: DC şönt jeneratörlerde alan sargıları ile armatür sargıları birbirlerine paralel olarak bağlanmıştır. Kendinden uyartımlı şönt jeneratörlerde armatür gerilimi aynı zamanda alan akımını da sağlamaktadır. Ek Bilgiler ve Teorinin Açıklaması: Şekil 2.1’de gösterildiği üzere DC şönt jeneratörlerde alan ve armatür sargıları birbirlerine paralel bağlıdır.

Şekil 2.1 DC Şönt Jeneratöre ait Eşdeğer Devre

Kirchoff Gerilim Kanuna göre Şekil 2.1’de gösterilen eşdeğer devrede bir çevre yazılacak olursa Eşitlik 2.1 ile gösterilen jeneratöre ait temel ifade elde edilmiş olur.

aata RIVE += (2.1) DC şönt jeneratörde armatür akımı, alan ve yük (çıkış) akımlarını sağlayan ana akımdır ve bu iki akımın toplamı Eşitlik 2.2’de verildiği üzere armatür akımını verir.

Lfa III += (2.2)

2


7

Şekil 2.1’den açıkça görüleceği üzere kendinden uyartımlı DC şönt jeneratörde alan akımı Eşitlik 2.3’te verildiği gibi ifade edilebilir.

f

tf R

VI = (2.3)

Eşitlik 2.1 ve 2.3’ten de görülebileceği üzere DC şönt jeneratörde armatür sargıları üzerindeki gerilim düşümünün )( aaRI artması terminal geriliminin düşmesine neden olacağı gibi aynı zamanda bu olay azalan alan akımı nedeniyle jeneratörde indüklenen gerilimin de düşmesi manasına gelecektir. Bununla birlikte yük akımının yük direncinin azaltılması suretiyle artırılması esnasında geri dönüş noktası olarak tabir edilen bir seviyeye gelindiğinde, armatürde indüklenen gerilimin azalması yük akımı üzerinde direncin düşüşüne göre daha etkili olacak ve bu andan itibaren yük akımı düşmeye başlayacaktır. Dolayısı ile DC şönt jeneratöre ait çıkış akımına karşılık çıkış geriliminin değişimi Şekil 2.2’de gösterildiği gibi olmaktadır.

Şekil 2.2 DC Şönt Jeneratörde Çıkış Akımına Karşılık Çıkış Geriliminin Değişimi. Deneyin Yapılışı: Deneye başlamadan önce ve deney esnasında yapılması gerekenler aşağıda sıralanmıştır: • FH50 Kompound DC makinaya ait bağlantı plakasını FH2-MKIV test yatağı üzerine




8




DC Kaynak 110 V

Alan Reosta 0 Ω






A2 DC Ampermetre (1) Saha Düğmesi 250 mA Konumunda

A2 DC Ampermetre (2) Saha Düğmesi 1.5 A Konumunda

50 Ω Reosta 0 Ω R1 Rezistif Yük


• Şekil 2.3’te gösterilen deneye ait devrenin test yatağı üzerinde yapılışını gösteren



dev/dak olacak şekilde armatür direncini ayarlayınız. • Makinanın ısınması için birkaç dakika bekleyiniz. • Tablo 2.2’de verilen çıkış akımlarını görecek şekilde R1 direncini sıfıra doğru yavaş

yavaş azaltınız ve gördüğünüz değişiklikleri Tablo 2.2’ye kaydediniz. • Çıkış akımına karşılık alan akımı ve çıkış gerilimine ait grafikleri çizerek sonuçları

yorumlayınız. NOT:

• Deney sırasında Motor hızı 1500 dev/dak’da sabit tutulmak durumundadır. Bunun sağlanabilmesi için armatür ve alan reosta dirençlerinin her ikisinin de ayarlanması gerekebilir.



9




10


Çıkış Akımı (mA) Alan Akımı (mA) Çıkış Gerilimi (V) 0

20 40 60 80

100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400

0 100 200 300 4000

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200


Alan

Akı

mı (

A)


11

0 100 200 300 4000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100


Çıkış

Ger

ilimi (

V)


12

DENEY-3

KENDİNDEN UYARTIMLI DC ŞÖNT JENERATÖRÜN

VERİMİNİN İNCELENMESİ

Deneyin Amacı: Kendinden uyartımlı DC şönt jeneratöre ait çıkış akımı ve verim arasındaki ilişkinin gösterilmesi Kullanılan Alet ve Malzemeler:


Teorinin Özeti: DC jeneratörlerde çıkış geriliminin büyüklüğü rotorun devir sayısına ve alan akımının değerine bağlıdır. Devir sayısı ve alan akımının değeri artığında armatür sargılarında indüklenen gerilimin değeri de artacaktır. Ek Bilgiler ve Teorinin Açıklaması: Bir makinaya ait şaft gücü hesaplanırken makinanın o andaki açısal hız değeri ile sahip olduğu tork değerinin çarpılması yeterlidir. Dolayısı ile şaft gücü için Eşitlik 3.1’deki ifade yazılabilir.

TwP mşaft = (3.1)

Eşitlik 3.1’de mw makinanın açısal olarak hız değerini göstermekte olup Eşitlik 3.2’de gösterildiği gibi hesaplanabilir.

602π

mm nw = (3.2)

Eşitlik 3.2’de mn makinanın dev/dak cinsinden hız değerini ifade etmektedir. Jeneratörler için çıkış gücü, Eşitlik 3.3’te verildiği üzere çıkış gerilimi ve çıkış akımının çarpımına eşit olacaktır.

ÇikişÇikişÇikiş IVP = (3.3)

Verim değeri, Eşitlik 3.4’te verildiği üzere çıkış gücünün giriş gücüne oranıdır ve jeneratörler için giriş gücü şaft gücü olarak alınabilir.

100100%Şaft

Çikiş

Giriş

Çikiş

PP

PP

==η (3.4)

3


13

Deneyin Yapılışı: Deneye başlamadan önce ve deney esnasında yapılması gerekenler aşağıda sıralanmıştır: • FH50 Kompound DC makinaya ait bağlantı plakasını FH2-MKIV test yatağı üzerine






DC Kaynak 110 V

Alan Reosta 0 Ω






A2 DC Ampermetre (1) Saha Düğmesi 250 mA Konumunda


50 Ω Reosta 0 Ω R1 Rezistif Yük


• Şekil 3.1’de gösterilen deneye ait devrenin test yatağı üzerinde yapılışını gösteren



dev/dak olacak şekilde armatür direncini ayarlayınız. • Makinanın ısınması için birkaç dakika bekleyiniz. • Tablo 3.2’de verilen çıkış akımlarını görecek şekilde R1 direncini sıfıra doğru yavaş

yavaş azaltınız ve gördüğünüz değişiklikleri Tablo 3.2’ye kaydediniz. • Tablo 3.2’de cebirsel olarak hesaplanması gereken değerleri hesaplayarak çıkış akımına

karşılık çıkış gücü ve verim grafiklerini çizerek sonuçları yorumlayınız. NOT:



14




15


)(mAIÇikis )(VVÇikis )/( ddnm )(VEa )(mAIa )(WPÇikiş )(WPGiriş )(NmT %η

0 20 40 60 80

100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400

0 100 200 300 4000

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20


Çıkış

Güc

ü (W

)


16

0 100 200 300 4000

10

20

30

40

50

60

70

80


% V

erim


17

DENEY-4

DC SERİ MOTOR KARAKTERİSTİKLERİNİN İNCELENMESİ

Deneyin Amacı: DC seri motorlara ait çıkış gücü, tork, hız ve verim arasındaki ilişkinin incelenmesi Kullanılan Alet ve Malzemeler:

a) FH2-MKIV Test Yatağı b) FH50 DC Kompound Makina c) DC Ampermetre d) DC Voltmetre e) Bağlantı Kabloları

Teorinin Özeti: DC seri jeneratörlerde söz edildiği üzere seri motorlarda alan sargıları ile armatür sargıları birbirlerine seri olarak bağlanmıştır. Alan sargıları ile armatür sargıları birbirine seri bağlı olduğundan armatür ve alan akımları birbirlerine eşittir. Seri motorların yol alma momentleri yüksek olup yüksüz konumda hızları giderek artmaktadır. Yüklenme anında alan akımının değeri yükselmekte ve buna bağlı olarak motorun sağladığı tork değeri artmaktadır. Bu durumda artan tork ile birlikte motorun hızı ise azalmaktadır. Ek Bilgiler ve Teorinin Açıklaması: Şekil 4.1’de gösterildiği üzere DC seri motorlarda alan ve armatür sargıları birbirlerine seri bağlıdır.

Şekil 4.1 DC Seri Motora ait Eşdeğer Devre

Kirchoff Gerilim Kanuna göre Şekil 4.1’de gösterilen eşdeğer devrede bir çevre yazılacak olursa Eşitlik 4.1 ile gösterilen motora ait temel ifade elde edilmiş olur.

)( aefaaat RRRIEV +++= (4.1) Eşitlik 4.1’de aeR motorda kullanılan yol verme direncini göstermektedir. DC seri makinalar için aE , Eşitlik 4.2’de gösterildiği gibi ifade edilebilir:

4


18

masra wIKE = (4.2)

Bununla birlikte tork için de Eşitlik 4.3’te verilen ifade yazılabilir.

2asr IKT = (4.3)

Eşitlik 4.2 ve 3’te yer alan srK , motora ait yapım özellikleri ile ilgili bir sabittir. Eşitlik 4.1, 2 ve 3 kullanılarak motora ait tork ve hız arasındaki ilişki Eşitlik 4.4’te verildiği gibi elde edilebilir.

( )sr

faae

sr

tm K

RRRTK

Vw++

−= (4.4)

DC seri motor için tork-hız ve akım- tork grafikleri sırasıyla Şekil 4.2 ve 3’te gösterilmiştir.

Şekil 4.2 DC Seri Motorda Tork-Hız Karakteristiği

Şekil 4.3 DC Seri Motorda Akim-Tork Karakteristiği


19

Deneyin Yapılışı: Deneye başlamadan önce ve deney esnasında yapılması gerekenler aşağıda sıralanmıştır: • FH50 Kompound DC makinaya ait bağlantı plakasını FH2-MKIV test yatağı üzerine

yerleştiriniz. • Test işlemi yapılacak DC motora ait 10 yollu fiş bağlantılarını yapınız. • Tablo 4.1’de verilen başlangıç ayarlarını yapınız. • Şekil 4.4’te gösterilen deneye ait devrenin test yatağı üzerinde yapılışını gösteren


için yeşil renkli ON anahtarına basınız. • Armatür direncini saat yönünde döndürerek ilk hareketi veriniz. Motorun hızını 2200

dev/dak olacak şekilde armatür direncini ayarlayınız. • Makinanın ısınması için birkaç dakika bekleyiniz. • Tablo 4.2’de verilen tork değerlerini görecek şekilde tork kontrol düğmesini saat yönünde

çeviriniz. (*) • Tablo 4.2’de verilen akım değerlerini görecek şekilde tork kontrol düğmesini saat

yönünde çeviriniz. (*) NOT: • (*) Deneyin gerçekleştirilmesinde kullanılabilecek iki farklı yöntem olup buna yönelik

olarak iki farklı tablo oluşturulmuştur. Buna göre ölçülen sonuçları deneyin yapılış şekline göre uygun tabloya kaydediniz.

• Motora ait armatür direnci 22Ω değerindedir.




DC Kaynak 110 V



FH50 DC Kompound Makina Test Makinası DC Motor


A2 DC Ampermetre Saha Düğmesi 1.5 A Konumunda


20




21

Tablo 4.2.a Deney Sonunda Elde Edilen Sonuçlar

)(mAI a )(lim VGeri )/( ddnm )(VEa )(WPÇikiş )(WPGiriş )(NmT %η

500 525 550 575 600 625 650 675 700 725 750 775 800 825 850 875 900 925 950 975

1000

Tablo 4.2.b Deney Sonunda Elde Edilen Sonuçlar

)(NmT )(lim VGeri )/( ddnm )(mAI a )(VEa )(WPÇikiş )(WPGiriş %η

0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00


22

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 10

250

500

750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

2750

3000

Tork (Nm)

Hız

(dev

/dak

)

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1.0000

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Armatür Akımı (mA)

Tork

(Nm

)


23

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 10

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Tork (Nm)

% V

erim


24

DENEY-5

DC ŞÖNT MOTORA KARAKTERİSTİKLERİN İNCELENMESİ

Deneyin Amacı: DC şönt motorlara ait çıkış gücü, tork, hız ve verim arasındaki ilişkinin incelenmesi Kullanılan Alet ve Malzemeler:

a) FH2-MKIV Test Yatağı b) FH50 DC Kompound Makina c) DC Ampermetre d) DC Voltmetre e) Bağlantı Kabloları

Teorinin Özeti: DC şönt jeneratörlerde söz edildiği üzere DC şönt motorlarda alan sargıları ile armatür sargıları birbirlerine paralel olarak bağlanmıştır. Bu motorlar yüksüz durumda kendi başlarına hızlarını yükseltmezler ve yük altında da çok az hız yitirirler. Bu motorlarda yol verme ve hız kontrolü alan sargılarına bağlı değişken kontrol direnci vasıtasıyla gerçekleştirilir. Ek Bilgiler ve Teorinin Açıklaması: Şekil 5.1’de gösterildiği üzere DC şönt motorlarda alan ve armatür sargıları birbirlerine paralel bağlıdır.

Şekil 5.1 DC Şönt Motora ait Eşdeğer Devre

Kirchoff Gerilim Kanuna göre Şekil 2.1’de gösterilen eşdeğer devrede bir çevre yazılacak olursa Eşitlik 5.1 ile gösterilen motora ait temel ifade elde edilmiş olur.

aaat RIEV += (5.1)

5


25

DC şönt motorda terminal (giriş) akımı, armatür ve alan akımlarını sağlayan ana akımdır ve bu iki akımın toplamı Eşitlik 2.2’de verildiği üzere terminal akımını verir.

aft III += (5.2)

Şekil 5.1’den açıkça görüleceği üzere kendinden uyartımlı DC şönt motorda alan akımı Eşitlik 5.3’te verildiği gibi ifade edilebilir.

f

tf R

VI = (5.3)

Eşitlik 5.3’te verilen toplam alan devresi direnci fR , Eşitlik 5.4’te verildiği üzere alan sargısı direnci ve kontrol direncinin toplamından oluşmaktadır.

fcfwf RRR += (5.4) DC şönt makinalar için aE , Eşitlik 5.5’te gösterildiği gibi ifade edilebilir:

maa wKE φ= (5.5)

Bununla birlikte tork için de Eşitlik 5.6’da verilen ifade yazılabilir.

aa IKT φ= (5.6) Eşitlik 5.5 ve 6’da yer alan aK , motora ait yapım özellikleri ile ilgili bir sabittir. Deneyin Yapılışı: Deneye başlamadan önce ve deney esnasında yapılması gerekenler aşağıda sıralanmıştır: • FH50 Kompound DC makinaya ait bağlantı plakasını FH2-MKIV test yatağı üzerine

yerleştiriniz. • Test işlemi yapılacak DC motora ait 10 yollu fiş bağlantılarını yapınız. • Tablo 5.1’de verilen başlangıç ayarlarını yapınız. • Şekil 5.2’de gösterilen deneye ait devrenin test yatağı üzerinde yapılışını gösteren


için yeşil renkli ON anahtarına basınız. • Armatür direncini saat yönünde döndürerek ilk hareketi veriniz. Motorun hızını 1500

dev/dak olacak şekilde armatür direncini ayarlayınız. • Makinanın ısınması için birkaç dakika bekleyiniz. • Tablo 5.2’de verilen tork değerlerini görecek şekilde tork kontrol düğmesini saat yönünde

çeviriniz. (*) • Tablo 5.2’de verilen akım değerlerini görecek şekilde tork kontrol düğmesini saat

yönünde çeviriniz. (*)


26

NOT: • (*) Deneyin gerçekleştirilmesinde kullanılabilecek iki farklı yöntem olup buna yönelik

olarak iki farklı tablo oluşturulmuştur. Buna göre ölçülen sonuçlar deneyin yapılışına göre uygun tabloya kaydediniz.

• Motora ait armatür direnci 22Ω değerindedir.




DC Kaynak 110 V



FH50 DC Kompound Makina Test Makinası DC Motor



A2 DC Ampermetre (2) Saha Düğmesi 3 A Konumunda



27


Tablo 5.2.a Deney Sonunda Elde Edilen Sonuçlar

)(mAI a )(mAI f )/( ddnm )(VEa )(WPÇikiş )(WPGiriş )(NmT %η

100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 575 600


28

Tablo 5.2.b Deney Sonunda Elde Edilen Sonuçlar

)(NmT )(mAI f )(mAI a )/( ddnm )(VEa )(WPÇikiş )(WPGiriş %η

0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 10

250

500

750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

2750

3000

Tork (Nm)

Hız

(dev

/dak

)


29

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1.0000

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Armatür Akımı (mA)

Tork

(Nm

)

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 10

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Tork (Nm)

% V

erim


30

DENEY-6

DC ŞÖNT MOTORDA ALAN AKIMI İLE HIZ ARASINDAKİ İLİŞKİNİN İNCELENMESİ

Deneyin Amacı: Sabit armatür voltajı altında DC şönt motora ait alan akımı ve hız arasındaki ilişkinin incelenmesi Kullanılan Alet ve Malzemeler:

a) NE7010 Test Yatağı b) DC Kompound Makina c) Bağlantı Kabloları

Teorinin Özeti: DC şönt motorda alan akımı ile hız ters orantılı bir şekilde değişmektedir. Dolayısı ile alan akımı azaltıldığında motor hızı artarken alan akımı artırıldığında ise motor hızı azalacaktır. Ek Bilgiler ve Teorinin Açıklaması: Şekil 6.1’de gösterildiği üzere DC şönt motorda eğer terminal gerilimi sabit tutulursa aE gerilimi de yaklaşık olarak terminal gerilimine eşit olacak ve sabit değerde kalacaktır.

Şekil 6.1 DC Şönt Motora ait Eşdeğer Devre

Dolayısıyla Eşitlik 6.1’de verildiği üzere armatür gerilimi sabit ve aK da motora ait bir sabit olduğundan akının değişimiyle ters orantılı olarak motor hızının da değişmesi gerekir. Akı değeri alan akımıyla bağlantılı olduğu için de alan akımının değişimiyle ters olarak motor hızı da değişecektir.

maa wKE φ= (6.1)

6


31

Deneyin Yapılışı: Deneye başlamadan önce ve deney esnasında yapılması gerekenler aşağıda sıralanmıştır: • Kompound DC makinayı NE7010 test yatağı üzerine yerleştiriniz. • Test yatağı üzerinde yer alan kaynak reset düğmesine basarak test yatağına enerji

gelmesini sağlayınız. • Şekil 6.2’de gösterilen deneye ait devrenin test yatağı üzerinde yapılışını gösteren

Şekil 6.3’teki bağlantıları gerçekleştiriniz. • Terminal gerilimini DC 220 V olarak ayarlayınız. • Maksimum uyarı akımını sağlamak için alan kontrol direncini % 0 değerine getiriniz. • DC starteri saat yönünde tam olarak çevirerek motorun yol almasını sağlayınız. • Alan kontrol direncinin değerini artırarak hızın 1800 dev/dak olmasını sağlayınız. • Eğer motor hızı 1900 dev/dak değerlerine ulaşıp hızlanma eğilimi sergiliyorsa alan

kontrol direncinin değerini azaltarak motor hızını 1800 dev/dak seviyelerine çekiniz. • Alan kontrol direncini saat yönünde çevirerek direnç değerinin artırınız ve ölçtüğünüz

alan akımı ve motor hızı değerlerini Tablo 6.1’e not alınız. • Alan kontrol direncini saat yönünün tersine çevirerek direnç değerinin azaltınız ve

ölçtüğünüz alan akımı ve motor hızı değerlerini Tablo 6.1e not alınız. • Elde ettiğiniz değerleri grafiksel olarak çizerek yorumlayınız. NOT: Deney esnasında terminal geriliminin sabit olduğundan emin olun.



32



Sıra Artan Direnç Azalan Direnç

)(mAI f )/( dakdevnm )(mAI f )/( dakdevnm

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20


33

0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.0000

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1.000

Motor Hızı (dev/dak)

Alan

Akı

mı (

mA)

Artan Alan Kontrol Direnci

0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.0000

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1.000


Alan

Akı

mı (

mA)

Azalan Alan Kontrol Direnci


34

DENEY-7

SİNCAP KAFES TİPİ İNDÜKSİYON MOTORLARIN

KARAKTERİSTİKLERİNİN İNCELENMESİ

Deneyin Amacı: Üç fazlı sincap kafes tipi asenkron (indüksiyon) motorlarda yüklenme karakteristiklerinin incelenmesi Kullanılan Alet ve Malzemeler:

a) NE7010 Test Yatağı b) Sincap Kafes Tipi İndüksiyon Motor c) Bağlantı Kabloları

Teorinin Özeti: İndüksiyon motorların temel çalışma prensibi, stator sargıları tarafından oluşturulan döner magnetik alanın rotor sargılarında emk indüklemesine dayanmaktadır. Bu indüklenen emk rotor sargılarından bir akım akmasına ve bu da ikinci bir alanın oluşmasını sağlamaktadır. Rotor ve stator tarafından oluşturulan bu iki alanın birbiri ile etkileşimi sonunda rotor dönmektdir. Ek Bilgiler ve Teorinin Açıklaması: Asenkron motorlarda stator sargıları 120°’lik aralıklarla kutuplara yerleştirilmiştir. Her bir kutup ayrı ayrı enerjilendirildiklerinde akılar arasında da 120°’lik fark oluşmaktadır. Sargılar üç faz AC kaynak tarafından enerjilendirildiğinden akılar, sinüsoidal ve 120° aralıklı olarak oluşmaktadır. Sonuçta elde edilen akı bu üç sargının oluşturmuş olduğu akıların toplamından oluşmaktadır. Bu durum Şekil 7.1’de gösterilmiştir.

Şekil 7.1 Asenkrom Motorda Akı Oluşumu

7


35

Şekil 7.2 dikkate alınarak sırasıyla 0, 30°’de anlık akı değerleri incelenecek olursa;

Şekil 7.2 Asenkron Motorda Akı Dağılımı 0° için Şekil 7.3 göz önüne alınacak olunursa;

Şekil 7.3 0° için Fazlarda Oluşan Akı Değerleri mavi akı değerinin mM φφ 866.0= , sarı akı değerinin mS φφ 866.0= ve kırmızı akı değerinin

0=φK olduğu görülür. Vektörel toplam yapıldığında toplam anlık akı değeri mφ5.1 olarak bulunur. 30° için Şekil 7.4 göz önüne alınacak olunursa;

Şekil 7.4 30° için Fazlarda Oluşan Akı Değerleri


36

mM φφ 5.0= , sarı akı değerinin mS φφ = ve kırmızı akı değerinin mK φφ 5.0= olduğu görülür.

Vektörel toplam yapıldığında toplam anlık akı değeri mφ5.1 olarak bulunur. Benzer şekilde diğer konumlar için de işlemler gerçekleştirilecek olursa anlık toplam akı değerinin hava aralığında aynı değerde ve kaynak frekansı ile aynı frekansta döndüğü görülebilir. Dolayısıyla ilgili frekansa ilişkin hız değeri senkron hız olarak isimlendirilir ve Eşitlik 7.1 ile verilir.

pfns

120= (7.1)

Eşitlik 7.1’de f : Frekansı p : Kutup sayısını göstermektedir.

Motorun hız değeri ise senkron hızdan biraz daha düşüktür. Bu fark s kayma faktörü ile ifade edilir ve Eşitlik 7.2 ile verilir.

s

ms

nnn

s−

= (7.2)

Motor hızı da Eşitlik 7.3 ile verilebilir.

sm nsn )1( −= (7.3)

Asenkron motor için çıkış gücü DC motorlarda da sözü edildiği gibi Eşitlik 7.4’te verildiği gibidir.

TwP mm = (7.4)

Faz akım ve gerilimleri dikkate alınarak motorun giriş gücü ise Eşitlik 7.5’te verildiği gibidir.

φVICosPGiriş 3= (7.5) Deneyin Yapılışı: Deneye başlamadan önce ve deney esnasında yapılması gerekenler aşağıda sıralanmıştır: • AC motoru NE7010 test yatağı üzerine yerleştiriniz. • Test yatağı üzerinde yer alan kaynak reset düğmesine basarak test yatağına enerji

gelmesini sağlayınız. • Şekil 7.5 ve 6’da gösterilen bağlantıları gerçekleştiriniz. • DC jeneratörü besleme sağlamadan asenkron motorun beslemesini vererek ölçtüğünüz

tork, hız, akım, gerilim ve güç değerlerini Tablo 7.1’e kaydediniz. • DC jeneratöre ait yüklenme reostasının değerini artırarak jeneratörün yüksüz durumundan

%25 yüklenme durumuna kadar ölçülen değerleri tekrar Tablo 7.1’e kaydediniz.


37

• Hesaplanması gereken değerleri hesaplayarak Tablo 7.1’e kaydediniz ve elde ettiğiniz sonuçları grafiklerini çizerek yorumlayınız.

Şekil 7.5 Asenkron Motor için Yapılması Gereken Bağlantılar

Şekil 7.6 DC Jeneratör içinYapılması Gereken Bağlantılar


38


)(NmT )/( ddnm )(AI )(VV )(WPÇikiş )(WPGiriş s %η PF

0 100 300 500 700 900 1.100 1.300 1.5000

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

Motor Hız ı (dev/dak)

Tork

(Nm

)


39

0 100 300 500 700 900 1.100 1.300 1.5000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Motor Hız ı (dev/dak)

% V

erim

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 10

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Güç Faktörü

% V

erim


40

DENEY-8

ADIM MOTORLARININ KARAKTERİSTİKLERİNİN

İNCELENMESİ

Deneyin Amacı: Hibrit yapıdaki bipolar adım motorunun tam ve yarım adım çalışma modunda tork-hız karakteristiklerinin incelenmesi Kullanılan Alet ve Malzemeler:

a) FH2-MKIV Test Yatağı b) SMS2 Adım Motoru Sürücü Sistemi c) Bipolar Adım Motoru d) Bağlantı Kabloları

Teorinin Özeti: Adım motorları, elektrik darbelerini ayrık açısal adımlar halinde mekanik enerjiye çeviren elektromekanik cihazlardır. Adım motorları AC ve DC motorlardan farklı olarak bir kontrol devresine gereksinim duyarlar ve doğrudan gerilim uygulanarak çalıştırılmazlar. Ek Bilgiler ve Teorinin Açıklaması: Adım motorları yapı olarak stator ve rotor kutuplarının enerjilendirme esnasında istenilen bir açısal hareket sağlayacak şekilde yerleştirilmesi ile elde edilmiş olan motorlardır. Genel olarak adım motorlarını yapısal açıdan üç gruba ayırabilmek mümkündür:

• Değişken Relüktanslı Adım Motorları • Daimi Mıknatıslı Adım Motorları • Hibrit Adım Motorları

Bu motorlar içerisinde en yaygın olarak kullanılanı, Hibrit adım motorlarıdır. Kısaca ilgili adım motorlarına değinilecek olunursa: Değişken Relüktanslı Adım Motorları: Değişken relüktanslı adım motorlarının çalışma prensibi, rotor ve stator kutupları arasında kalan hava aralığındaki relüktans değişimine dayanmaktadır. Statora ait sargılar dc olarak enerjilendirildiğinde stator tarafından magnetik bir alan oluşturulur ve magnetik akının maksimum olduğu olduğu konuma doğru rotor çekilir ki rotor ve stator kutupları karşılıklı pozisyona geldiklerinde relüktans değeri minimum olacaktır. Enerjilenen stator sargısı değiştirildiğinde rotor yeni konuma doğru çekilir ve bu şekildeki sürekli değişen stator enerjilendirme prensibi ile daimi bir açısal hareket elde edilmiş olur. Bu motorlarda rotor ve stator, çekirdek kayıplarını azaltabilmek amacıyla şekillendirilmiş saç plakalarından oluşturulmuştur. Şekil 8.1’de gösterildiği üzere stator sargılarından pozitif bir

DC akım geçirildiğinde B stator kutbu kuzey kutbu olurken −

B güney kutbu olur ve magnetik alan Şekil 8.1’de gösterildiği gibi oluşur.

8


41

Şekil 8.1 İki Fazlı Stator

A ve B sarımları aynı anda eş zamanlı olarak enerjilendirildiklerinde ise Şekil 8.2’ de iki ayrı magnetik alan oluşur ve motora ait magnetik alan bu iki ayrık alanın birleşiminden meydana gelir.

Şekil 8.2 İki Fazlı Statorun İki Fazının Aynı Anda Enerjilendirilmesi

Bu motorlarda üretilen tork relüktans prensibine dayanmakta olup iki fazlı bir motor için tam adım çalışmada 90°’lik bir rotor hareketi sağlanırken yarım adım çalışmada açısal hassasiyet artmakta ve 45°’lik bir hareket sağlanmaktadır. Tam ve yarım adım çalışma için sargıların besleme durumu Tablo 8.1’de gösterilmiştir.


42

Tablo 8.1 İki Fazlı Adım Motorda Enerjilendirme Sırası

Tam Adım Çalışma (90°) Yarım Adım Çalışma (45°)

Adım Saat Yönü Saat Yönü Tersi Saat Yönü Saat Yönü Tersi

Adım 1 BA

−

−

BA BA−

−

BA

Adım 2 BA

−−

BA B− −−

A

Adım 3 −

BA −

BA BA −−

BA

Adım 4 −−

BA BA −A −

− B

Adım 5 BA−

(T) −

BA (T) −

BA −

BA

Adım 6 BA (T) −−

BA (T) −

− B −A

Adım 7 −

BA (T) −

BA (T) −−

BA BA

Adım 8 −−

BA (T) BA (T) −−

A B−

Daimi Mıknatıslı Adım Motorları: Daimi mıknatıslı adım motorlarında rotor kısmı, daimi mıknatıstan yapılmış olup normal çalışma durumunda motora ait tork Şekil 8.3’te gösterildiği üzere, relüktans tip motorlarda olduğu gibi stator tarafından sağlanan magnetik alana ait tork dışında stator ve rotor magnetik alanlarının etkileşimi ile elde edilen tork bileşenine de sahiptir.

Şekil 8.3 Daimi Mıknatıslı Adım Motorlarında Tork Oluşumu


43

Hibrit Adım Motorları: Hibrit adım motorlarında rotor, daimi mıknatıslı ve relüktans motorların karakteristiklerini birleştirecek şekilde magnetik bir yol oluşturacak şekilde oluşturulmuştur. Şekil 8.4’te genel bir iki fazlı hibrit adım motoru gösterilmiştir.

Şekil 8.4 İki Fazlı Hibrit Adım Motoru

Hibrit bir adım motoru için adım açısı, stator ve rotor kutup açıları arasındaki fark olarak hesaplanabilir. Yani 4 kutuplu stator ve 5 kutuplu rotora sahip bir motorda adım açısı Eşitlik 8.1,2 ve 3’te verildiği gibi 18°’dir.

°== 904

360AcisıKutupStator (8.1)

°== 725

360AcisıKutupRotor (8.2)

°=°−°= 187290dim AcisıA (8.3)

Adım Motoru Sürücüleri: Adım motoru sürücüleri Şekil 8.5’te gösterildiği üzere temel olarak lojik kontrol ünitesi, darbe üreteci, gösterge ve kontrol ünitesi ile güç katından oluşmaktadır. Bu sistemlerde lojik ünite, dönme yönü gibi istenilen seçimlerin gerçekleştirilmesini; darbe üreteci, adım oranının ayarlanmasını, güç katı ise motorun sürülebilmesi için gerekli olan güç seviyesinin motor sargılarına uygulanmasını sağlamaktadır. Birçok sürücü sistemde motor hızı, tork ve güç gibi değerlerin görülebilmesini sağlayan ve motor ile sürücü devrenin korunması amaçlı sisteme monte edilmiş olan güvenlik ve gösterge sistemleri de mevcuttur.


44

Şekil 8.5 Tipik Bir Adım Motor Sürücü Sistemi

Enerjilendirme stratejilerine göre adım motorlarını temel olarak tek kutuplu (Unipolar) ve çift kutuplu (Bipolar) olmak üzere iki kısımda inceleyebilmek mümkündür. Tek kutuplu sistemlerde akım, stator sargılarından sadece tek bir yönde akmaktadır. Dolayısıyla bu tür sistemlerde gerekli magnetik alanın oluşturulabilmesi için Şekil 8.6’da gösterildiği gibi bir sistemin oluşturulması gereklidir.

Şekil 8.6 Unipolar Sistem


45

Çift kutuplu sürücü sistemlerinde akım sargılardan her iki yönde de akıtılabilmekte ve dolayısıyla da polarite bu şekilde istenildiği gibi değiştirilebilmektedir. Şekil 8.7’de Bipolar sürücü sistemi gösterilmiştir.

Şekil 8.7 Bipolar Sistem Yaygın olarak kullanılan adım motorları ve sürücü sistemleri ile olan bağlantıları da Şekil 8.8’de gösterilmiştir.

Şekil 8.8 Yaygın Olarak Kullanılan Adım Motoru Sistemleri


46

Deneyin Yapılışı: Deneye başlamadan önce ve deney esnasında yapılması gerekenler aşağıda sıralanmıştır: • SMS2 adım motoru sürücü sistemini FH2-MKIV test yatağı üzerine yerleştiriniz. • FH150 Adım motoruna ait bağlantı plakasını FH2-MKIV test yatağı üzerine yerleştiriniz. • Test işlemi yapılacak motora ait 10 yollu fiş bağlantılarını yapınız. • SMS2 adım motoru sürücü sistemini tek faz besleme kaynağına bağlayınız ama ON

anahtarına basmayınız. • Tablo 8.1’de verilen başlangıç ayarlarını yapınız.



FH2-MKIV Test Yatağı Tork Kontrol Minimum

Hız Göstergesi 1800 dev/dak


FH150 Adım Motorı Test Makinası Adım Motoru

SMS2 Adım Motoru Sistemi Fonksiyon Anahtarı VCO

Adım Seçici 1. Tam – 2. Yarım

Yön Seçici İleri

Mod Seçici Enerjilendirmeme

Rampa Üreteci Yavaş

Hız Potansiyometresi Minimum

İvme Potansiyometresi Maksimum

• Şekil 8.9 ve 10’da gösterilen bağlantıları gerçekleştiriniz. • FH2-MKIV ve SMS2 ON anahtarlarına basınız. • Mod seçici düğmeyi normal konumuna getiriniz. • Rampa üreteci seçici anahtarını ivmelendirme konumuna getiriniz. • FH2-MKIV test yatağı üzerindeki tork kontrol minimum seviyede iken hız

potansiyometresini yavaşça ayarlayarak yüksüz halde motor hızını 100 dev/dak olarak elde ediniz.

• 100 dev/dak hız değerinde tork kontrol düğmesini yavaşça döndürerek yükün motor hızı üzerindeki etkisini inceleyiniz ve maksimum tork değerini elde etmeye çalışınız.

• Bu işlemleri Tablo 8.2’de yer alan diğer hız değerleri için tekrarlayak motora ait tork-hız karakteristiğini elde ediniz ve grafiksel olarak gösteriniz.

• Adım seçici düğmesini yarım konumuna getirerek yukarıdaki prosedürleri tekrar ediniz.


47

Şekil 8.9 Motor Sargı Bağlantıları

Şekil 8.10 FH2-MKIV ve SMS2 Bağlantıları


48


Tam Adım Yarım Adım

)/( ddnm )(NmT )(NmT

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 12000

0.125

0.25

0.375

0.5

0.625

0.75

0.875

1

1.125

1.25


Mak

simum

Tor

k (N

m)

Tam Adım Çalışma Durumu


49

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 12000

0.125

0.25

0.375

0.5

0.625

0.75

0.875

1

1.125

1.25


Mak

simum

Tor

k (N

m)

Yarım Adım Çalışma Durumu


50

DENEY-9

ANAHTARLAMALI RELÜKTANS MOTORLARIN ÇALIŞMA

PRENSİPLERİNİN İNCELENMESİ

Deneyin Amacı: Anahtarlamalı relüktans motorların (ARM) çalışma prensiplerinin ve temel karakteristiklerinin incelenmesi Kullanılan Alet ve Malzemeler:

a) Klasik ARM b) Lineer ARM c) Sürücü Devreleri d) Osiloskop

Teorinin Özeti: Anahtarlamalı relüktans motorlar, yapısal olarak değişken relüktanslı adım motorlarına çok benzemekle birlikte daha yüksek güç ve tork değerlerine ulaşabilmeleri ve kontrol tekniklerinin farklı olması ile bu motorlardan ayrılmaktadırlar. Ek Bilgiler ve Teorinin Açıklaması: ARM’ler, hem stator hem de rotorlarında çıkıntılar bulundurduklarından çift çıkıntılı bir yapıya sahiptir. Gerçekte bir çeşit senkron motor olan ARM’ lerin rotorlarında herhangi bir mıknatıs, sargı yada kısa devre halkası bulunmayıp sadece masif demir veya saç paketi içermektedir. Stator da ise DC motorların sargılarına benzer şekilde basit yapılı ve ince telli sarımlardan oluşan yoğun sargılar bulunmaktadır. Genelde stator ve rotor kutup sayılarına göre isimlendirilen ARM’ lerde, yüksek hız gerektiren uygulamalarda genelde rotor kutup sayısı stator kutup sayısına göre küçük seçilirken, yüksek tork gerektiren uygulamalarda ise rotor kutup sayısı stator kutup sayısına oldukça yakın seçilmektedir. Şekil 9.1’de 6/4 yapıdaki üç fazlı bir ARM’ye ait kesit şekil görülmektedir.

Şekil 9.1 6/4 ARM’ye ait Kesit Görünüm

9


51

ARM’ lerin döndürme momenti akımın yönüne değil sadece genliğine bağlıdır. Dolayısıyla motorun kontrol devresinde kullanılacak yarı iletken sayısı yarıya indirilebilir. Bunun yanında tork değeri indüktansın değişimine bağlı olduğundan, eğer akım indüktansın artma yönünde uygulanırsa döndürme momenti pozitif olurken, akımın indüktansı azaltma yönünde olması durumunda ise negatif olacaktır. Dolayısıyla akım darbelerinin, indüktans değişiminin hangi bölgelerinde uygulanacağının tespit edilerek uygulanması gerekmekte ve dolayısıyla da bu bölgelere ait rotor konumunun bilinmesi gerekmektedir. Bu nedenle ilgili rotor pozisyonu bilgisinin elde edilebilmesi için optik ya da alan etkili sensörlerin kullanımı gerekmektedir. Şekil 9.2’de doğrusal çalışma için rotorun statora göre olan konumuna göre indüktans değişimi gösterilmiştir.

Şekil 9.2. ARM’ de Doğrusal Çalışma için İndüktansın Değişimi

ARM’ lerin çalışma prensibi relüktans kuvvetine dayanmakta ve serbest hareketli, çıkık yapılı rotorun, bulunduğu magnetik devre içerisindeki akının, en kolay yol bulabileceği en küçük relüktans konumuna kadar kuvvet uygulanarak çekilmesi şeklinde gerçekleşmektedir. Şekil 9.3’te ARM’nin tek fazına ait eşdeğer devre gösterilmiştir.

Şekil 9.3 ARM’nin Tek Fazına Ait Elektriksel Eşdeğer Devre.

Stator

Rotor

θ

βr

βs

Lmin

Lmax


52

Şekil 9.3’te verilen devrede Rs, Her bir faz için stator sargılarına ait direnci ve L indüktans değerini temsil etmektedir. Burada her bir faza uygulanmakta olan gerilim miktarı Eşitlik 9.1’deki gibi verilebilir.

dtidiRV s),(θλ

+= (9.1)

ve

iiL ),(θλ = (9.2)

şeklinde ifade edilebilir. Hava aralığı gücü

mag

ag

wdidLip

dtd

didLi

dtidLip

θθ

θθθθ

),(21

),(21),(

21

2

22

=

== (9.3)

ifadesi elde edilir. Hava aralığı gücü elektromagnetik tork ve hıza bağlı olarak,

mag Twp = (9.4)

olduğundan motora ait tork,

θθdidLiT ),(

21 2= (9.5)

şeklinde elde edilir. Eşitlik 9.5’ten açıkça görüleceği üzere motora ait tork değeri akımın yönünden bağımsızdır. ARM’ de statora ait herhangi bir faz uyarıldığında rotor ekseninin stator üzerindeki belirli bir eksene göre hareket ettiği adım açısı, rN , rotor kutup sayısını ve q faz sayısını belirtmek üzere Eşitlik 9.6 ile verilebilir:

rqN°

=360θ (9.6)

ARM’lerin çalışmasında kullanılan birçok sürücü devresi olmasına karşın bu devreler içerisinde sıkça tercih edileni klasik asimetrik köprü tipi çevirici devrelerdir. ARM’ nin sahip olduğu faz sayısının iki katı kadar anahtar elemanı içeren (2n tipi) klasik köprü tipi çevirici devrelerinde fazlar birbirlerinden bağımsız olduğundan her fazın ayrı ayrı kontrol edilebilmesi mümkün olmakta ve kullanılan anahtarlar düşük gerilime maruz kalmaktadırlar. Bu özelliklerinin yanında bu çevirici topolojisi, minimum pasif eleman kullanarak maksimum kontrol esnekliği ve verim sağlamaktadır. Şekil 9.4’te üç fazlı bir ARM için 2n tipi köprü çevirici devresi gösterilmiştir.


53

Şekil 9.4 Üç Fazlı Bir ARM için 2n Tipi Klasik Köprü Çevirici Devresi.

ARM’lerin lineer versiyonları da sahip oldukları özellikler bakımından diğer motorların lineer versiyonlarına göre oldukça avantajlıdırlar. Tek yanlı ya da çift yanlı yapıya sahip olarak tasarlanabilecek bu motorlar maliyet düşüklüğü ve yapı basitliği ile diğer lineer motorların önüne çıkmaktadır. Şekil 9.5’te tek yanlı yapıya sahip olan üç fazlı klasik bir DARM’nin çakışık konumunda sahip olduğu akı dağılımı gösterilmiştir.

Şekil 9.5 Üç Faz, Tek Yanlı Lineer ARM için Çakışık Konumda Akı Dağılımı

Bu motorların da çalışma prensibi döner yapıdaki ARM’ler ile aynı olup klasik ARM’ler için tasarlanmış olan kontrol ve sürücü devrelerinde yapılacak küçük değişiklikler ile bu devreler lineer ARM’ler ile de kullanılabilmektedir.


54

Deneyin Yapılışı: Deneye başlamadan önce ve deney esnasında yapılması gerekenler aşağıda sıralanmıştır:

• Klasik döner yapıdaki ARM ve sürücü devresi arasındaki bağlantıları gerçekleştiriniz. • Kontrol devresinden ayarlanacak farklı frekans ve duty cycle değerleri için gerilim

kontrollü olarak motorun çalışmasını inceleyiniz. • Lineer yapıdaki ARM için de aynı prosedürü gerçekleştiriniz. • Motorların çalışma prensipleri, karakteristikleri ve diğer motorlardan farklı yönleri

hakkından tartışarak motorun avantaj ve dezavantajları hakkında fikirlerinizi belirtiniz.