Doğru akım motorları günümüzde robatik,hobi,endüstri gibi birçok alanda çeşitli güç veşekillerde kullanılmaktadır. Son dönemde elektrikli araçlardada doğru akım motorları kullanılmaktadır. Doğru akım motorları elektrik enerjisini mekanik enerjiye çeviren elektrik makinalarıdır.
Doğru akım motorları Endüvi, Stator , Kollektör ve Fırçalardan oluşur.
1882 yıllarında, içinden akım geçen bir iletkenin manyatik aşan tarafından itildiği bulundu. Bu buluştan sonra ingiliz matematikçi ve fizikçi Barlov elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren ilk makineyi 1824 yılında yapmıştır. Barlovun yaptığı Barlov tekerleği adı verilen icad ilk doğru akım motoru ve aynı zamanda ilk elektrik makinasıdır.
Çalışma Prensibi
Doğru akım motorlar manyetik alanın itme ve çekme prensibine göre çalışır. Sabit mıknatısların aynı kutubları birbirini iter (N-N S-S) farklı kutupları birbirini çeker.(N-S) Herhangi bir iletkenden doğru akım geçirildiğinde iletkenin etrafında sabit bir manyetik alan oluşur. Bu iletkeni N-S kutupları arasına koyduğumuzda iletkenin hareket edip bir noktada durduğu görülür. Bu hareket iletkenden geçen akımın ve manyetik alanın yönüne bağlıdır. Hareket yönü sol el kuralı ilede buluna bilir.
F= İletkenin hareket edeceği yönü gösterir.
B= Manyetik alanın yönünü gösterir. (Manyetik akı N kutbundan S kutbuna doğrudur.)
I= İletkenden geçen akımın yönünü gösterir.
Doğru Akım Motorlarında Zıt e.m.k
Zıt e.m.k(elektromanyetik kuvvet) mesela bir dizel jeneratör de yükün arttığını düşünün jeneratörde hafiften bayılma ve devir sayısında düşme olduğunda devir sayısını ayarlayan düzenek dizel motora daha fazla mazot gönderecektir, yükün azalması sırımında ise bu olayın tam tersi olacaktır. Doğru akım motorlarında ise yükün azalmasından ve ya artmasından dolayı devir sayısında ki değişikliği ayarlayacak bir düzeneğe ihtiyaç yoktur.Doğru akım motorlarında bu işi zıt e.m.k yerine getirmektedir.
Eb=K.Φ.n
Eb= Motor endüvisinde endüklenen zıt e.m.k
K= Sabit
Φ= Kutuplardaki manyetik akı (Maxvel)
n= Motorun dakikadaki devir sayısı
Ia=(U – Eb )/Ra
Ia= Endüvi Akımı
U= Uygulanan gerilim
Eb=Endüvide endüklenen zıt e.m.k
Ra=Endüvi direnci
Bir kW ve daha büyük güçteki doğru akım motorları zıt e.m.k’dan ve endüvi dirençlerinin küçük olmaından dolayı direk yol verilmez, verilmesi durumunda hem şebeke hemde motor için son derece sakıncalıdır. Formüllerle bakarsak
Endüvi direnci : 0,1 ohm
Çalışma gerilimi : 110V
Endivi akımı : 50A olan bir motorun yol alma kaımına bakalım.
Motor hareket halinde olmadığı için devir sayısı yani n=o dır. Zıt e.m.k formülüne göre
Eb=K.Φ.n n=0 olduğundan dolayı Eb=0 olur.
Ia=(U – Eb )/Ra verilen değerğerleri yerine koyduğumuzda Ia=(110 – 0 ) / 0,1
Sonuç: Ia=1100A dir. Bu bulunan 1100 A’lik değer normal endüvi akımının 22 katıdır. Aynı zamanda 1100 A lik bir güç sisteme ve motora ciddi zararlar verebilir. Bu sebepten dolayı büyük güçlü doğru akım motorlarına yol vermek için çeşitli yöntemler uygulanır.Bu konuyu detaylı olarak başka bir yazımızda ele alacağız.
Stator (Endüktör)
Stator sabit manyetik alanın meydana getirildiği kısımdır. Sabir manyetik alan doğal mıknatıslar olabileceği gibi elektromıknatıslarlada meydana getirilebilir. Stator doğru akım motorlarında istenen güce ve devir sayısına göre 2,4,6 veya daha fazla kutuplu olabilir. Bu kutuplar genelde elektro mıknatıs kutuplar kullanılır.
İKİ KUTUPLU SARILMAMIŞ STATOR
Endüvi
Doğru akım motorlarında momentin yani mekanik enerjinin üretildiği kısımdır. Endüvilere çeşitli tip ve yapıda pervaneler bağlanarak doğru akım motorunun soğutulması sağlanır.
Kollektör ve Fırçalar
Kollektör doğru akım motorlarında olmazsa olmaz parçadır. Kollektör kutup değiştirerek endüvinin sürekli dönmesini sağlar. Endüviye sarılan bobintellerinin uçları kollektöre bağlanır. Doğru akım motorlarında en çok arıza yapan kollektör ve fırça düzeneğidir.
Fırçalar doğru akım motorlarında döner kısma endüviye çalışması için enerji akışı olmalı döner kısma kollektöre enerji akışını sağlayan parçadır. Fırçalar doğru akım motorunun akım şiddeti vr gerilimine göre sert, orta sert ve yumuşak karbon veya karbon bakır alaşımından yapılır.
