SENKRON MOTORLAR

SENKRON MOTORLAR

Elektrik enerjisini, mekanik enerjiye dönüştüren elektrik makinelerine elektrik motorları denir. Senkron devirle dönen motorlara senkron motorlar adı verilir. Senkron motor yapısında döner manyetik alan hızı ile rotor hızı aynı hızda, yani senkron hızda döner. Elektrik makinesinin içerisinde döner manyetik alan oluşur. Bu alan, senkron devirde döner. Rotorda aynı hızda dönüyorsa, senkron elektrik makinesi motor işletmesinde çalışıyor demektir.

Senkron motorlar, elektrik enerjisini mekanik enerjisine çeviren senkron elektrik makinelerdir. Frekans ve makinenin kutup sayısıyla senkron hızı belirler. Elektrik makinelerinde senkron hız formülü aşağıdaki gibidir.

Bu formülde Ns senkron hızı tanımlarken, f frekansı ve p ise elektrik makinesinin (generatör, alternatör, motor) kutup çifti (2 kutuplu makinenin kutup çifti sayısı p, 1 olur) sayısını belirtmektedir.

Senkron Motorların Çalışma Prensibi

Senkron motorlar, yükün değeri değişse bile rotor devir sayısı sabit kalır. Bu hız da döner manyetik alanın hızıdır. Yapısı senkron generatör (alternatör) ile aynıdır.

Senkron generatörlerde uyarma akımı rotora doğru akım (DC) ile yapılırken, senkron motorların rotorları da DC akım ile beslenir; ek olarak statorları ise alternatif akım (AC) ile beslenir. Bu durumda oluşan döner manyetik ve akımla Biot-Savart yasasına göre rotor iletkenlerine bir kuvvet etki eder. Statorun yarattığı dönen manyetik alanın yarı periyodu tamamlandığında, stator kutuplarının polaritesi değişir. Bu nedenle rotora uygulanan momentin yönü saat yönünün tersine dönerken, statorun dönen alanı hala saat yönünde dönmeye devam eder. Bu nedenle bir tur tamamlandığında, rotoru etkileyen ortalama moment sıfır olur. Özetle, rotor ilk yarı periyotta saat yönünde, ikinci yarı periyotta ise saat yönünün tersine dönmeye çalışır. Senkron motorlar, asenkron motorlar gibi kendi kendine yol alamaz. Rotor senkron hızda döndüğünden, sargıları döner manyetik alan tarafında kesilmez ve bu sargılarda bir gerilim indüklenmez. Asenkron motorlarda ise bilindiği gibi rotor ile döner manyetik alanın devir hızı farklı olduğundan manyetik alan, rotor sargılarını farklı bir açıda keser ve rotor sargılarında gerilim indükler, akım akmasını sağlar. Bu da asenkron motorun rotorunu döndürür. Senkron motorda rotorda akım akmasını sağlamak için dışarıdan yol verme yöntemleri uygulanır.

Senkron Motorlara Yol Verme Yöntemleri

Yardımcı motor kullanarak yol verme; mile dışarıdan mekanik bir tahrik ile ilk yol verme bir motor ile sağlanır. Bu motor  bir DC motor veya asenkron motor olabilir. Senkron motorun hızı istenilen seviyeye ulaştığında sistemden yardımcı motor çıkartılır.

Senkron motorlara asenkron yol verme; her senkron elektrik makinelerin yapısında söndürüm (amörtisör) sargıları bulunur. Bu sargıların uçları kısa devre edilmiştir. Motorun rotor bölümüne bir sincap kafes yerleştirilip, kısa devre edilir. Statora gerilim uygulandığında sincak kafes kısmı sayesinde kısa devre edilmiş söndürüm sargılarından akım geçer, rotor dönmeye başlar ve hızlanır. Motorun yol alma akımı uyarma sargılarından geçtiği için ve akım büyük değerlerde olduğu için kesinlikle bir dirençle akımın sınırlandırılması gerekir. Yoksa uyarma sargıları, bu yüksek akımdan dolayı zarar görür.

Frekans değiştirerek yol verme; motorun stator sargılarına (endüvi sargıları) uygulanan gerilimin frekansı değiştirilerek senkron motorun döner alan hızı sıfırdan senkron hıza çıkarılır. Döner alanın frekansı değiştiği, rotorda gerilim indüklenecek ve bir akım akacaktır. Bu sayede rotor dönmeye başlayacaktır.

Senkron Motorların Kullanım Alanları

Senkron motorlar hem büyük hem de küçük güçlü uygulamalarda kullanılmaktadır. Bunlardan en çok kararlılığı yüksek, düşük güçlü sabit hızın gerekli olduğu uygulamalarda kullanılır. Aynı şekilde büyük güç gerektiren mekanik uygulamalarda da tercih edilir. Çünkü genelde büyük güçlü motorlar, senkron motorlar olarak seçilir.  Ayrıca kompanzasyon sistemi olarak kullanılır. Elektrik devrelerinin, güç sistemlerinin güç katsayısının düzeltilmesinde yaygın olarak tercih edilir.