Doğru Akım Makinelarinin Çalışma Prensipleri ve Yapıları

[Klavyeah]

DOĞRU AKIM MAKİNELERİNİN ÇALIŞMA PRENSİPLERİ VE YAPILARI


1-ÇALIŞMA PRENSİPLERİ
a-Giriş:
Doğru akım makinelerinin temel ilkelerini ilk kez Faraday ortaya koymuştur. Faraday, manyetik alanla ilgili Oersted'in (Örsted okunur) buluşlarından yararlanarak 1822 yıllarında,içinden akım geçen bir iletkenin manyetik alan tarafından itildiğini bulmuştur. Bu buluştan yaralanan Barlov, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren ilk makineyi 1824 yılında yapmıştır
1831 yılında Faraday,elektromanyetik endükleme ile ilgili temel bilgileri ortaya atmış, bu ilkeler 1833 ve 1847 yıllarında Lenz ve Jakoby (Yakobi) tarafından formüle edilmiştir. Bu ilkelerden yararlanan Gramme (Gram) 1873 yılında endüstride kullanılabilir ilk doğru akım dinamosunu yapmıştır. Yine bu yıllarda Alman sanayicilerinden Siemens (Zimens) ve 1882 yılında Nevyork şehrinin aydınlatılması projesini üzerine alan Edison, doğru akım dinamosunu endüstriye ilk uygulayanlar olarak bilinmektedir.
Bugün endüstride ve aydınlatmada; alternatif akımın kullanma alanı,doğru akıma oranla çok fazladır. Fakat pek çok yerde doğru akım kullanma zorunluluğu vardır. Örneğin; galvanote knikte, telefonlarda, akümülatör doldurulmasında, elektrik kaynağı işlerinde, tramvay, troleybüs gibi ulaştırma araçlarında devir sayılarının geniş sınırlar içinde değiştirilmesi gereken yerlerde. Ayrıca,son yıllarda elektrik enerjisinin doğru akımla iletilmesi çalışmaları da hızla ilerlemektedir. Bu nedenle doğru akım elektrik enerjisinin bu güne oranla çok fazla önem kazanacağı anlaşılmaktadır.
Doğru akım,doğru akım dinamoları ile üretildiği gibi,piller veya akümülatörlerle kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren elemanlardan da elde edilir.

Doğru akım elde etme yollarından birisi de doğrultmaçlardır. Bunlar, alternatif akımı doğru akıma çeviren aparatlardır. Özellikle son yıllarda diyot denilen silikon tip doğrultmaçların gelişimi, bu yolla doğru akım elde etme ve kullanmayı çok kolaylaştırmıştır. Doğrultmaçların verdikleri akım tam doğru akım olmayıp pulzasyonludur. Fakat çok fazla doğrultmaçlar kullanarak dalgalanmayı %4,2 ye kadar düşürmek mümkündür. Bu değer ,yaklaşık olarak dinamoların dalgalanma değerine eşittir.

b-Endükleme olayı:

Şekil:1 de görülen ve her noktasındaki manyetik akı yoğunluğu (B) sabit olan N-S mıknatıs kutupları ile,uzunluğu (I) ve hızı (v) olan bir a-b iletkeni alalım.
İletkenin her iki ucu arasına sıfırı ortada bir voltmetre bağlayalım ve iletkene aşağıdaki hareketleri yaptıralım.
1) İletkeni (v)hızı ile N-S kutupları arasına soktuğumuzda voltmetre ibresinin saptığını görürüz. Bu sapma,örneğin sağa doğru olsun.
2) Kutuplar arasındaki iletkeni hiç hareket ettirmeyelim. Voltmetre ibresinin sapmadığını görürüz.
3) Bu defa iletkeni kutuplar arasında N den S ye ve S den N ye doğru,yani kuvvet çizgilerine paralel olarak hareket ettirelim.
Volmetre ibresinin yine sapmadığını görürüz.
4) İletkeni N-S kutupları arasına bir açısı altında ve (v) hızı ile sokalım. Alet ibresi yine sapma yapar. Fakat bu sapmanın,ilk durumundaki sapmaya oranla daha az olduğu görülür.

5) Kutuplar arasında bulunan a-b iletkenini bu defa yine (v) hızı ile dışarıya doğru hareket ettirelim. Voltmetre ibresinin yine bir sapma yaptığını görürüz. Fakat sapma yönü 1 deki duruma göre terstir.
Şayet a-b iletkenini sabit tutup N-S mıknatıs kutuplarını sağa sola hareket ettirmiş olsaydık,voltmetre ibresinin yine sapma yaptığı görülürdü.
Şu halde manyetik alan içinde ve kuvvet çizgilerini kesecek şekilde(1,4,5 durumlarında) hareket eden bir iletkenin uçları arasında bir elektro motor kuvvet(e.m.k)doğar.
İletkenin iki ucu bir direnç üzerinden birleştirilirse, devreden bir akım geçer. Burada,iletkende meydana gelen(e.m.k) e endükleme (e.m.k) i devreden geçen akıma ise endükleme akımı denir.
Yukarıda anlatılan endükleme olayı, elektrik enerjisi üreten makinelerin temel prensibidir. Doğru ve alternatif akım üreten makineler bu ilke üzerine çalışırlar. Dinamo ve bazı küçük alternatörlerde iletken hareket halindedir. Büyük güçlü ve yüksek gerilimli alternatörlerde ise iletken sabit, kutuplar hareket eder.

Şekil: 2- manyetik alan içinde hareket eden bir iletkende endükleme e.m.k in durumu.

c- Endükleme e.m.k in yönü:
Endükleme e.m.k inin yönünü bulmak için iki kural vardır.
Bunlar, sağ el ve sağ el üç parmak kurallarıdır.

1-Sağ el kuralı: Sağ el,kuvvet çizgileri avuç içinden girip sırtından çıkacak şekilde kutuplar arasına sokulur. Açık ve gergin duran baş parmak hareket yönünü gösterirse, bitişik dört parmak iletkende endüklenen e.m.k in veya akımın yönünü gösterir.

(Şekil:3)
2-Sağ el üç parmak kuralı: Birbirine dik tutulan baş,işaret ve orta parmaklardan; Başparmak iletkenin hareket, işret parmağı kuvvet çizgilerinin yönünü gösterirse; Orta parmak iletkende endüklenen e.m.k in veya akımın yönünü gösterir. Yukarıda anlatılan her iki kural, bize elektrik akımının yönünü verir. Şayet elektron akımının yönü bulunmak isteniyorsa aynı kurallar sol elde uygulanır.

d-Endüklenen e.m.k. in değeri :
Manyetik alan içinde hareket eden bir iletkende endüklenen e.m.k. değeri,birim zamanda kesilen veya kat edilen kuvvet çizgisi sayısı ile oranlıdır.
İletken homojen bir alan içinde hareket etsin.Böyle bir alan içinde ve boyu (I) santimetre olan iletken,saniyede (v) hızı ile ve kuvvet çizgilerine dik olacak şekilde hareket etsin. Bu durumda iletken manyetik alan içinde 1 saniyede v.1 cm2 yüzeyindeki kuvvet çizgileri tarafından kesilmiş olur ( Şekil:5-a). Birim yüzeyindeki kuvvet çizgisi sayısı (B) gaus/cm2 olduğuna göre, iletkenin kestiği kuvvet çizgisi sayısı B.ı.v olur.

Şayet iletken kuvvet çizgilerine eğik hareket ediyorsa,aynı zaman süresinde dik harekete göre, daha az kuvvet çizgisi kesecektir. Bu durumda iletkenin kuvvet çizgilerine dik olan hareket bileşenini dikkate almamız ve sonucu, hareket yönünün kuvvet çizgileri ile yaptığı açısının sinüsü ile çarpmamız gerekir (Şekil:5-b)
Diğer taraftan endüklenen e.m.k. in değerini volt olarak bulabilmek için, sonucu 108 böleriz veya 10-8 ile çarparız. Çünkü iletkende 1 volt gerilim endüklenebilmesi için, iletkenin saniyede 108 kuvvet çizgisi kesmesi gerekir.
Buna göre formül:
e=B.l.v.sin . .10-8 volt olur.

Örnek problem: 1
Kuvvet çizgilerine dik hareket eden bir iletkenin boyu I=40cm .hızı v=250cm /sn ve içinde bulunduğu alanın değeri B=10000gaus/cm2 dir. İletkende endüklenen e.m.k.in değeri:
Çözüm:

e=B.l.v.sin .10-8 volt

Hareket dik olduğu için =90o ve sin =1 dir.
e=10000.40.250.1.10-8=1 volt.

Örnek problem :2
Problem 1 deki iletken kuvvet çizgilerine 45o lik bir açı altında hareket ettiğinde endüklenen e.m.k. in değeri:

Çözüm:
=45o, Sin 45o=0,707
e=10000.40.250.0,707.10-8=0,707 volttur.

e-Dönen bir bobinde endüklenen e.m.k.:
Tek sarımlı bir bobin alalım ve bunu N-S mıknatıs kutupları arasında yataklanmış bir demir nüve üzerine yerleştirelim. Bobinin uçlarını, üzerine F1, F2 fırçaları basan yalıtılmış iki madeni bileziğe bağlayalım(Şekil: 6)
Sistemi k kolu ile okla gösterilen yönde döndürelim. Hareket halindeki bobinin a-b kenarları kuvvet çizgileri tarafından kesileceğinden üzerlerinde e.m.k. endüklenir. Endüklenen bu gerilim,bilezik ve fırçalar yardımı ile,fırça uçları arasına bağlanan lambadan bir akım geçirerek lambanın yanmasına neden olur. Yalnız burada lambadan geçen akımın

Bobinin bir devre anında sonsuz sayıda durum alsak ve kenarlar üzerinde endüklenen e.m.k. lerin değerini bulup yönünü saptayarak bir grafik çizsek, şekil:8 deki alternatif akım eğrisini elde ederiz.

Şekil :5- Dairesel harekette bir bobinde endüklenen e.m.k. in değişimi.
N-S kutupları arasında hareket eden bir bobinde endüklenen e.m.k. her an yön ve şiddetini değiştirir. Endüklenen bu e.m.k.in dış devreden geçireceği akımın yönü ve şiddetinde her an değişecektir.

f-Dönen bir bobinde endüklenen alternatif e.m.k.in doğrultulması:
Bir önceki bölümde anlatıldığı gibi, kutuplar arasında dönen bir bobinde endüklenen e.m.k.,alternatif e.m.k. tir. Bu akım doğrudan doğruya akü doldurulması,galvaniz işleri gibi doğru akımı gerektiren yerlerde kullanılamaz. Şimdi bu alternatif gerilimin nasıl doğrultulduğunu görelim.
Dönen bir bobinde endüklenen akımı dış devreye iletmek için iki bilezik ve iki fırça kullanmıştık. Bu defa iki bilezik yerine,ortadan bölünmüş ve birbirinden yalıtılmış iki parçalı tek bir bilezik kullanalım. Bu iki parçalı bileziğin her bir parçasına a-b bobininin uçlarını bağlayalım Bu parçalı bileziğe kollektör veya toplaç, her bir parçasına da kollektör dilimi adı verilir.

 

[Klavyeah]

Bobinde endüklenen gerilimi nasıl doğrultulduğunu anlamak için bobinin üç değişik yerdeki halini inceleyelim
kenarında endüklenen akım K2 kollektör dilimine gelmekte, oradan F2 fırçasına ve dış devreye geçmektedir. Lambadan geçen akım F1 fırçasından K1 dilimine gelmekte ve a kenarından girerek devresini tamamlamaktadır. Dış devredeki akım yönü F2 fırçasından F1 fırçasına doğrudur.
bobin kenarlarında endüklenen e.m.k. sıfırdır. Dolayısıyla dış devre akımı da sıfırdır. Bu anda fırçalara dikkat edilirse, K1 ve K2 kollektör dilimleri fırçalar tarafından birleştirilmiştir,yani kısa devre edilmiştir. Şayet bu anda a-b kenarlarında e.m.k. endüklenmiş olsaydı kenarlar, kollektör ve fırçalar aracılığı ile kısa devre edilmiş olduğundan devreden çok yüksek kısa devre akımının geçmesine neden olurdu. Şu halde fırçalar, kollektör çevresine gelişi güzel konmaz . Fırçalar, dilimlerin kısa devre olduğu an, bobin kenarlarında hiç e.m.k. endüklenmeyen yere konmalıdır. Bu durum ilerde, komitasyon konusunda daha geniş incelenecektir.
a ve b kenarları ile birlikte K1 ve K2 dilimleri de yer değiştirmiştir. Fakat aynı anda a-b kenarlarının bağlı olduğu K1, K2 dilimlerine basan F1, F2 fırçaları da değişiktir. Daha önce b den çıkan akım K2 diliminden F2 fırçasına geliyordu. Şimdi a dan çıkan akım K1 diliminden F2 fırçasına gelmektedir. Dolayısıyla kenarlar üzerindeki akım yönü değiştiği halde dış devredeki akım yönü yine F2 den F1 e doğru olup sabit kalmıştır. Şu halde, kollektör ve fırçalar yardımı ile, bir bobinde endüklenen alternatif gerilim dış devrede tek yönlü hale getirilmekte veya doğrultulmaktadır.

Elde edilen bu gerilimin grafiği çizilecek olursa Şekil :11-a elde edilir. Şekilden görüleceği gibi bu gerilim tek yönlü olmakla beraber,dalgalı bir gerilimdir.

Şekil: 7-İki ve çok kollektör dilimli makinede elde edilen gerilimin grafikleri. Dalgalanan gerilimi düzeltmek için,dönen kısmın üzerine çok sayıda ve değişik konumda bobin ile ,bobin sayısı kadar kollektör dilimi kullanılır. Böylece Şekil:11-b de görülen doğruya çok yakın gerilim elde edilir.

g-Endüvide endüklenen e.m.k. in değeri:
Bir iletken manyetik alan içinde hareket ettiği zaman,üzerinde endüklenen e.m.k in değeri:
e = B.l.v.10-8 volttur.
Endüvide bir çok iletken (bobin) olduğuna ve bu iletkenler her an yönü ve şiddeti değişen bir alan etkisi altında bulunduğuna göre,fırçalar arasında elde edilecek e.m.k. değerini şöyle buluruz:
Makinedeki bir kutbun toplam manyetik alanı (),makinenin kutup sayısı (2p),endüvi paralel devre sayısı(2a) (paralel devre sayısı sargı konusunda incelenecektir),endüvi çapı (D) ve endüvi boyu (I) olsun.
Bir iletken kutuplar altında hareket ederken her an değeri değişik manyetik alan tarafından kesilir. Şekil:12 deki eğrinin düz çizgi ile belirtilen kısmı, bir kutup alanının değişimini göstermektedir. Biz bu değişen alanın (bir kutup adımı boyunca) her an sabit kalıyormuş gibi ortalama değerini bulursak,kesik çizgiyle gösterilen kısım elde edilir.

Bunun anlamı,bir kutbun meydana getirdiği toplam () akısı, bir kutup adımı ( ),boyunca endüvi çevresine eşit etkide bulunuyor demektir.
Endüvi çevre alanı Se:

Makine 2p kutuplu olduğuna göre bir kutba düşen alan S:

Ortalama manyetik alan:

İletkenin manyetik alanı kesme hızı, endüvinin dakikadaki dönme sayısı bilindiğine göre:
Endüvi bir saniyede devir yapacaktır.Her devirde bir iletken .D kadar yol alacağına göre, bir saniyede kat edilecek yol yani iletkenin hızı v;

Bir iletkende endüklenen e.m.k. formülünde bu değerleri yerlerine koyalım:
e=B.l.v.10-8
e=
Gerekli kısaltmalar yapıldığında,

Endüvi üzerinde Z sayıda iletken olduğuna ve bunlar 2a sayıda paralel devre meydana getirdiklerine göre, endüvi fırçaları arasındaki e.m.k.in değeri:

E=e.
Formülde e nin yukardaki değeri yerine konulursa:
E=
Formülde:
... Bir kutbun manyetik alanı maxwel olarak,
2p...Makinenin kutup sayısı,
n...Makinenin dakikadaki devir sayısı,
Z...Endüvideki toplam iletken sayısı,
2a...Endüvideki paralel kol sayısı,
E...Endüvide üretilen e.m.k.
Endüvide endüklenen e.m.k. formülünde ( ) ve (n) değişen, diğer değerler makinenin yapılışına bağlı olup sabit değerlerdir.
Sabit değerler K ile gösterilirse:
E = K . . n Volt formülü elde edilir.
Formülden görülebileceği gibi, bir makinenin gerilimini değiştirebilmek için ( ) ve (n) değerleri değiştirilir.(n),makineyi çeviren motorun devrini;( ) ise kutup sargılarından geçen uyartım akımını değiştirerek ayarlanır.
Örnek problem:3
Kutuplardaki manyetik akı 106 maxwel olan 4 kutuplu,1500 d/d lık dinamo endüvisinde 24 oluk ve her olukta 10 iletken vardır.Endüvi paralel kol sayısı 2 olduğuna göre endüklenen e.m.k.:

Burada Z=X.Zx=24 . 10 = 240 iletken

(X oluk sayısı, Zx bir oluktaki iletken sayısıdır.)

2-DOĞRU AKIM MAKİNELERİNİN YAPISI
Kutuplar arasında hareket eden bir bobinde endüklenen e.m.k. in nasıl doğrultulduğunu gördük. Buradan da anlaşılacağı gibi böyle bir makine için kutuplara, dönen bobinleri taşımak için endüviye, akımı doğrultmak için kollektör ve fırçalara, ayrıca sistemin dönebilmesi için yataklara ve kapaklara gerek vardır. Buna göre doğru akım makinelerinin yapısını başlıca 4 kısımda inceleyeceğiz.

a-Manyetik alan kutupları ve gövdesi:
Doğru akım makinelerinde kutuplar,manyetik alanın meydana geldiği kısımdır. Buna kısaca endüktör denir. Endüktör, makinenin büyüklüğüne,çapına,devir sayısına göre 2,4,6,8 veya daha çok kutuplu olur. Şekil :13 de 4 kutuplu doğru akım makine gövdeleri görülmektedir.

Şekil:8 - Ana ve yardımcı kutuplu iki gövde.
Çok küçük doğru akım makinelerinde kutuplar sabit mıknatıslıdır. Fakat genellikle elektro mıknatıs kutuplar kullanılır. Bunun için, kutuplar üzerinde,gerekli manyetik akıyı meydana getirecek şekil ve değerde sargılar yerleştirilir.

Modern doğru akım makinelerinde kutuplar,0,60-1,40 mm. kalınlığında çelik saçlardan yapılır.
Bu saçlar presle istenilen şekilde elde edilir ve birbirlerine aralarında yalıtkan madde olmaksızın, civata veya perçinle tutturulur. Tek parçalı kutuplar yerine ince çelik saçlardan yapılmış kutup kullanmanın birinci nedeni,kutupların endüveye yakın olan kısımlarının daha geniş yapılmasıdır
Böylece manyetik akı hava aralığında endüviye geçtiği yerde daha geniş bir alana dağıtılır. Diğer bir nedeni ise,kutup ağızlarında meydana gelecek demir (fuko) kayıplarını azaltmaktadır. Kutuplar tek parça yapılsaydı meydana gelecek fuko akımları çok büyük olurdu. Dolayısıyla makinenin kayıpları ve ısısı artardı.(Şekil :14)

Şekil :9 - Tek parça (a) ve parçalı (b) kutplarda fuko akımlarının durumu.
Modern doğru akım makinelerinin hemen tümünde, ana kutuplardan ayrı ve ana kutuplar arasına yerleştirilmiş yardımcı kutuplar bulunur. Bunlar ana kutuplara oranla daha dar yapılır ve komitasyonu kolaylaştırmak için kullanılır. Küçük ve orta büyüklükteki makinelerde yardımcı kutuplar som çeliktir. Büyük makinelerde ise,ana kutuplar gibi çelik saçlardan yapılır. Şekil :15 de ana ve yardımcı kutuplar görülüyor.
Ana ve yardımcı kutuplar makine gövdesine civatalarla ve hava aralığı kalmayacak şekilde tutturulur. Bunun için gerek kutup,gerekse gövde birbirine iyice alıştırılmış olmalıdır. Aksi halde meydana gelecek hava aralıkları manyetik akının,dolayısıyla makine geriliminin düşmesine neden olabilir.

Alan gövdesi, alan ve yardımcı kutupların bağlandığı çerçevedir. Gövde,çelik döküm olabileceği gibi, ince çelik saçların birleşmesinden veya haddelenmiş levhaların bükülmesi ve açık kısımlarının kaynakla birleştirilmesinden de elde edilir.

Şekil:10 -Ana ve yardımcı kutuplar
Alan gövdesinin kesiti, manyetik alan için yeterli yüzeyde olmalıdır. Çünkü; gövde, kutuplarda meydana gelen manyetik akının da taşıyıcısıdır. Bu alanın yön ve şiddeti değişmediği için, alan gövdesinin yekpare yapılmasında bir sakınca yoktur.
Alan gövdesi aynı zamanda makinenin taşıyıcısı ve dış etkenlere karşı koruyucusudur. Bu nedenle mekanik zorlamalara da dayanacak şekil ve güçte yapılmalıdır.
Gövde küçük makinelerde tek parçadır. Fakat büyük makinelerde yapım ve taşıma güçlükleri nedeni ile iki veya daha fazla parçadan yapılmış olabilir.

 

[Klavyeah]

b-Endüvi ve göbek:
Gerilim endüklenen iletkenleri taşıyan kısma endüvi denir.
Endüvi, kalınlığı 0,30-0,70mm.arasında değişen dinamo saçından yapılır. Dinamo saçları istenen şekil ve ölçüde preslerle kesildikten sonra tavlanır ve birer yüzeyleri yalıtılır. Yalıtma işleminde kağıtlar kullanılır veya oksit tabakası oluşturulur.
Küçük güçlü makinelerde endüvi saçlarının tamamı tek parçadan yapılır. (Şekil:16).Büyük makinelerde ise, endüviye, çelik dökümden yapılmış, üzerine boşluklar ve havalandırma kanalları açılmış göbek kısmı eklenir. Göbek üzerine,

parçalı saçlardan yapılmış olan endüvi saçlarının yerleştirilmesi için kırlangıç kuyruğu şeklinde kanallar açılmıştır(Şekil:17).Böylece endüvinin mekaniki bakımından güçlü, havalandırması iyi ve yapımı kolay olur.

Şekil:11-Küçük doğru akım makinelerinde endüvi ve kutup saçlarının yapılışı.

Şekil:12-Büyük doğru akım makinelerinde endüvinin yapılışı.

Endüvinin daha iyi soğuması için,üzerine enine ve boyuna kanallar açılır. Endüvi boyu yaklaşık 100mm. yi geçerse her kısmın uzunluğu 70mm.geçmeyecek şekilde parçalara bölünür ve parçalar arasında 10mm.kadar aralık bırakılır. Ayrıca soğumayı kolaylaştırmak için endüvi miline vantilatör,sargıların uç kısmına da kanatçıklar takılır. Böylece makinenin daha iyi soğuması,dolayısıyla güvenle çalışması sağlanır. Şekil:18 de sarılmış ve bandajı yapılmış bir doğru akım makinesi endüvisi görülmektedir.

Şekil:13-Doğru akım makinesi endüvüsi.

Endüvi saçları üzerine,iletkenleri yerleştirmek için oluklar açılmıştır. Bu olukların şekil ve sayıları makinenin devir sayısına,büyüklüğüne,sarım tipine ve şekline göre değişir. Şekil:19 da çeşitli oluk şekilleri görülmektedir.
Küçük makinelerde oluklar yuvarlak veya oval yapılır. Büyük makinelerde genellikle tam açık oluklar kullanılır. Oluklar presbant veya mikanitle yalıtılır. Kullanılan iletkenlerin yalıtılmasında ise pamuk, ipek, kağıt, mikanit, asbest veya emaye kullanılmış olabilir. Kullanılacak yalıtkanın cinsi makinenin büyüklüğüne,çalışma yerine ve ısınma durumuna göre seçilir.

Şekil:14-Endüvide kullanılan çeşitli oluk tipleri ve yalıtılması.
Sargılar oluklara elle veya makine ile yerleştirilir. Genellikle kalıpla hazırlanan sargılar,bandajı yapıldıktan sonra oluklara yerleştirilir. Oluk ağızlarına tahta veya fiber çubuklar çakılarak bobinlerin merkezkaç kuvvetlerden dolayı dışarı fırlamaları önlenir. Sargı uçları sarım şekline göre kollektör dilimlerine getirilip lehimlenir veya kaynak yapılır.
Gerek oluklardaki, gerekse endüvi dışındaki sargıların merkezkaç kuvvetlerden zarar görmemesi için, endüvinin çeşitli yerlerine ve sargı başlarına çelik telle bandaj yapılır. Çelik tellerin sargılara zarar vermemesi için mikanit veya presbant üzerine sarılması gerekir.

c-Kollektör ve fırçalar:
Doğru akım makinelerinde kollektör, endüvide endüklenen e.m.k. i doğrultmaya yarar. Kollektör dilimleri,haddeden geçirilmiş sert bakırdan pres edilerek yapılır. Bakır dilimler arasına 0,5-1,5mm. kalınlığında mika veya mikanit yalıtkan konur. Bu kalınlık, kollektörün çapına ve komşu dilimler arasındaki gerilim farkına göre değişir.
Mikanın bakır dilimlerle birlikte aşınması için yumuşak olması veya çapa göre 1.5mm. ye kadar kollektör yüzeyinden derinde olması gerekir.
Kollektör dilimlerinin bir tarafı kırlangıç kuyruğu şeklindedir. Dilimler yine mika ile yalıtılmış V şeklinde iki demir halka ile her iki taraftan sıkıştırılmıştır. Sıkıştırma işlemi,küçük kollektörlerde perçin şeklinde ve sabit(Şekil:20a); Büyüklerde ise civatalarla yapılır. (Şekil:20b). Böylece büyük kollektörler arıza yaptıklarında onarılmaları kolay olur.
Bobin uçlarının kollektöre yerleştirilmesi için küçük makinelerde dilimlere yarıklar açılmıştır. Büyük makinelerde ise,dilimlere bayrakcık denilen parçalar eklenir. Her iki durumda da bobin uçları buralara yerleştirilerek lehimlenir.
Doğru akım makinelerinin en önemli ve en çok arıza yapan parçası kollektör ve fırça düzeneğidir. Bu nedenle kollektör özenle yapılmış ve dilimler arası gerilim farkı 15 voltu geçmeyecek şekilde seçilmiş olmalıdır. Gerçekte dilimler arasında kullanılan mikanit çok yüksek gerilimlere dayanabilir. Fakat gerilim arttığı zaman ortaya çıkan arızaların nedeni yağ,kömür ve tozdan dilimler arasının kirlenmesidir. Bu pislik,dilimler arasında sızıntı şeklinde akım geçişine ve zamanla mikanitin kömürleşerek kısa devre yapmasına neden olur.
Kollektör dilim sayısının az olmasının sakıncası,özellikle dinamolarda elde edilecek akımın düzgün olmamasıdır. Kollektör dilim sayısı ne kadar çok olursa,akımdaki dalgalanma o kadar azalır. Genellikle doğruya yakın bir gerilim elde etmek için, iki fırça arası dilim sayısı 16 dan az olmamalıdır.

Kollektör dilim sayısının az olmasının diğer bir sakıncası komitasyonun güçleşmesidir. Belirli bir gerilim için, dilim sayısı azaldıkça,iki dilim arasına bağlanan bobinlerin sarım sayısı artar. Bu durum bobinde,akımın yön değiştirmesi anında, yüksek özendükleme e.m.k. lerin doğmasına ve komitasyonun bozulmasına neden olur.
Doğru akım makinelerinde endüvide endüklenen akımı dış devreye alabilmek için fırçalar kullanılır. Fırçalar fırça yuvasına takılır. Fırça yuvaları da fırça taşıyıcısına bağlanır.
Fırçalar,makinenin akım şiddeti ve gerilimine göre sert, orta sert ve yumuşak karbon veya karbon bakır alışımından yapılır.
Özellikle kaplama işleri gibi yerlerde kullanılan düşük gerilimli makinelerde saf karbon fırçalar hiç işe yaramaz. Bu gibi yerlerde bakır veya bakırlı fırçaların kullanılması zorunludur.100 volttan yukarı gerilimli makinelerde karbon fırçalar kullanılır.
Doğru akım makinelerinde aşınma ve iyi komitasyon elde etmek bakımından saf bakır fırça kullanılamaz. Komitasyon konusunda da göreceğimiz gibi,iyi bir komitasyon için,kullanılan fırçaların temas direnci çok önemli rol oynar. Bakır fırçaların geçiş direnci küçük olduğundan şeraresiz komitasyon elde etmek güçleşir. İyi bir komitasyon için makinenin özelliğine göre,çeşitli sertlikte fırça kullanılır. Bu bakımdan aşınan fırçaların değiştirilmesinde, komitasyonun bozulmaması için, orjinal fırçaların benzeri kullanılmalıdır.
Bakırlı fırçaların emniyetle taşıyacakları akım 25-30 Amp/cm2 olmasına karşı, karbon fırçalarda bu değer 8-10 Amp/cm2 dolayındadır.
Çok küçük makinelerde fırçalar kapak üzerine açılmış ve yalıtılmış yuvalara konur. Büyük makinelerde fırça yuvaları saç veya dökümden yapılmış olup yalıtılarak fırça taşıyıcısına tutturulur. Fırça taşıyıcıları veya fırça yıldızı kapaklara yerleştirilir ve genellikle ayarlanabilir şekilde yapılır. Şekil:21-a da fırça yıldızı ve b de fırça taşıyıcı görülmektedir.

Şekil:15-Fırça yıldızı(a) ve fırça taşıyıcı (b) 1)Fırça yuvası,2)Fırça,3)Yaylı baskı,4)Bağlantı iletkeni.
Kömürler kollektöre 150-250 gr/cm2 dolayında bir basınçla basarlar. Bunun için fırça yuvaları üzerine ayarlanabilen yaylar konur. Fırça basıncının azlığı geçiş direncini çok artırır ve ısınmalara yol açar. Fırça basıncının çok olması da yine sürtünmeden dolayı ısınmalara neden olur. Bu bakımdan fırça basınçları arada bir kontrol edilmelidir.

d-Yatak, kapak ve diğer parçalar:

Elektrik makinelerinin en önemli parçalarından biri de yataklarıdır. Yataklar, çok arıza yapan ve bakım isteyen kısımdır.
Doğru akım makinelerinde,kendi kendine yağlanan bilezikli tip metal yataklar veya bilyalı yataklar kullanılır. Metal yataklar sessiz çalışır, fakat fazla bakımı gerektirirler. Bilyalı yataklar ise , gürültülü çalışmakla beraber,bakımları çok kolaydır.
Yataklarda meydana gelen aşınmalar sürtünmelere, komitasyonun bozulmasına ve büyük arızaların doğmasına neden olabilir.
Yataklar, boru şeklindeki gövdenin iki yanına bağlanan kapaklar üzerine yerleştirilmiştir. Küçük makinelerde kapaklar kalın saçlar pres edilerek yapılmış olabilir. Fakat genellikle döküm kapaklar kullanılır.
Doğru akım makinelerinde yukarıda saydığımız kısımlardan başka ayaklar, bağlantı klemensi, taşıma kancası, vantilatör gibi yardımcı parçalar bulunur.

 

[Roboelektronik]

Konudaki teşekkür mesajları silinmiştir. Teşekkür mesajı yazmak yerine + popülarite veriniz.