Dıştan Rotorlu AC Motorun Çalışma Prensibi

Bütün elektrik makinalarının çalışma ilkesi temelde şu iki fizik kuralına bağlıdır.

1. Manyetik alan içinde akım taşıyan iletkene kuvvet etkir.
2. Manyetik alan içinde hareket eden iletkende gerilim endüklenir.

Bütün elektrik makinaları(transformatör hariç) hem motor hem de jeneratör olarak çalışabilir.Uygulamada sık karşılaşılan elektrik makinaları;asenkron makinalar,senkron makinalar,doğru akım makinaları,özel elektrik makinaları(adım motorları,lineer motorlar,kütle rotorlu motorlar,sürekli mıknatıslı motorlar,üniversal motorlar vb.).Hemen hemen tüm elektrik makinaları,relüktans motoruna benzetilebilir.Duran kısım stator,dönen kısım rotor adını alır.Stator ve rotorda sargılar vardır.Dıştan rotorlu motorda bu prensip ters olarak alındığında stator kısmı sargılı ve sabit,rotor hareketlidir.

Dıştan rotorlu AC motorların devir sayıları yükle çok az değişir.Bu motorlar sabit devirli motorlar sınıfına girer.Doğru akım şönt motorlarında devir sayısı büyük sınırlar içinde değiştirilebilir.Fakat endüksiyon motorunun devir sayısı sınırlı olarak bir veya iki kademeli değiştirilebilir.Bu yüzden doğru akım şönt motor asenkron motordan daha üstündür.Fakat öte yandan;dıştan rotorlu AC motor asenkron motordan daha ucuzdur,bakım ihtiyaçları daha azdırve çalışmaları esnasında arklar meydana gelmez.

NS daimi mıknatıs kutuplarının ortasına kısa devreli bir stator yerleştirilir.Stator sargısından alınan hareketle N kutbundan çıkan manyetik kuvvet çizgileri rotordan geçerek S kutbuna gelirler ve iki kola ayrılarak alüminyum gövde üzerinden N kutbuna dönerler.Manyetik kuvvet çizgileri sayısında bir değişme olmadığı ve statordaki kısa devre çubuklarını kesmedikleri için rotor-stator çubuklarında bir EMK indüklenmez.

Kutupları saat ibresi yönünde (n) devri ile döndürelim.N kutbundan S kutbuna giden manyetik kuvvet çizgieri,duran rotorun kısa devre çubuklarını kestikleri için çubuklarda EMK'lar indüklenir.

Statordaki ana ve yardımcı sargılar rotorun içi laminasyon sac ve alüminyum gövdesi ile kısa devre edilmiş oldukları için sargılardan indüklem akımları geçer.

a)Manyetik alan içinde bulunan stator sargısından indüksiyon akım geçirince,herbir çubuk manyetik alanın dışına doğru itilecektir.N kutbunun altındaki çubuklar sağ tarafa,S kutbunun altındaki çubuklar sol tarafa doğru itilirler.Meydana gelen kuvvet çiftinin etkisi ile rotor saat ibresi yönünde dönmeye başlar.

b)Rotor çubuklarından geçen indüksiyon akımları rotorda Nr ve Sr kutuplarını meydana getirir.Dönen NS kutuplarının etkisi ile rotor saat ibresi yönünde dönmeye başlar.

Rotorun devri,dönen NS kutuplarının devrine eşit olduğu zaman,rotor çubukları manyetik kuvvet çizgileri tarafından kesilmez ve rotor çubuklarında EMK'lar indüklenmez.Bu nedenle çubuklardan indüksiyon akımı geçmez.Kısa devre çubuklarından akım geçmeyince manyetik alan tarafından itilmezler.

Rotoru döndüren moment ortadan kalkınca,NS kutupları ile beraber aynı devirle dönmekte olan rotorun devri azalır.İşte bu sırada rotor çubukları yeniden manyetik kuvvet çizgileri tarafından kesilmeye başlar ve çubuklarda EMK'lar indüklenir,endüksiyon akımı geçer.Rotor manyetik alan meydana getirir ve dönen NS kutuplarının peşinden sürüklenerek dönmeye devam eder.Hiçbir zaman rotorun devir sayısı NS kutuplarının devir sayısına eşit olmaz.ns=60 f/p idi.Rotor devir sayısını ise nr olarak gösterebiliriz.O halde hiçbir zaman ns=nr olmaz.

Dıştan Rotorlu AC Motorun Boşta Çalışması

Motorun milinde yük olmadığı zaman,rotor devri(nr),döner alanın devir sayısı(ns) yani;senkron devir sayısına yakındır.Rotor devri döner alan devrinden yaklaşık olarak %1 daha azdır.

(S=%1)Motor,boştaki statorun demir ve rotorun sürtünme kayıplarını karşılamak için şebekeden akımın enerji bileşenini çeker.Ayrıca bir miktar reaktif bileşeni de (mıknatıslanma akımı) çeker.Motorun boştaki güç katsayısı düşüktür.

Dıştan Rotorlu AC Motorun Yük Altında Çalışması

Motor boşta çalışırken kayma miktarı S=%1 idi.Yük binince motor devri azalır ve S büyür.Döner alanın rotor çubuklarını(sargılarını) kesme hızı artar.Rotorda indüklenen emk büyür.Faz akımları(rotor çubuklarından geçen)büyür.Motorun şebekeden çektiği akım artar.