Elektrik Motorları Nasıl Çalışır?

Elektrik Motorları Nerelerde Kullanılır?

Elektrik motorları her yerdedir! Evinizde, etrafınızda gördüğünüz hemen hemen her mekanik hareket bir AC (alternatif akım) veya DC (doğru akım) elektrik motorundan kaynaklanır.

Basit bir motor altı bölümden oluşur:

* Armatür veya rotor

* komütatör

* Fırçalar

* Aks

* Alan mıknatıs

* Bir çeşit DC güç kaynağı

Bir motorun nasıl çalıştığını anlayarak, genel olarak mıknatıslar, elektromıknatıslar ve elektrik hakkında çok şey öğrenebilirsiniz

Bir elektrik motorun içinde

Bir elektrik motoru mıknatıslar ve manyetizma hakkındadır: Bir motor hareket yaratmak için mıknatıs kullanır. Armatür (veya rotor) bir elektromıknatıs iken, alan mıknatısı daimi bir mıknatıs (alan mıknatısı da bir elektromıknatıs olabilir, fakat çoğu küçük motorda bu değildir) gücü korumak için.

Bunun küçük bir motor olduğunu görebiliyorsunuz, yaklaşık bir kuruş kadar büyük. Dışarıdan, motorun gövdesini oluşturan bir çelik teli, bir aksı, bir naylon uç kapağını ve iki akü ucunu görebilirsiniz. Motorun akü kablolarını bir el feneri aküsüne bağlarsanız, aks dönecektir. Elektrotları ters çevirirseniz, aksi yönde dönecektir. İşte aynı motorun diğer iki görüntüsü. (İkinci çekimde çeliğin yan tarafındaki iki yuvaya dikkat edin – bunların amacı bir anda daha belirgin hale gelecektir.)
Naylon uç kapağı çelik teneke kutunun parçası olan iki tırnak ile yerinde tutulur. Sekmeleri geri bükerek, uç kapağı serbest bırakabilir ve kaldırabilirsiniz. Uç kapağın içinde motorun fırçaları vardır. Bu fırçalar, motor dönerken aküden komütatöre güç aktarır:

Motor Parçaları

Aks, armatürü ve komütatörü tutar. Armatür bir dizi elektromıknatıstır, bu durumda üç. Bu motordaki armatür, bir araya getirilmiş bir dizi ince metal plaka olup, armatürün üç kutbunun etrafına sarılmış ince bakır tel ile. Her bir telin iki ucu (her bir kutup için bir tel) bir terminal üzerine lehimlenir ve daha sonra üç terminalin her biri, komütatörün bir plakasına bağlanır. Herhangi bir DC elektrik motorunun son parçası alan mıknatısıdır. Bu motordaki alan mıknatısı kutunun kendisi artı iki eğri daimi mıknatıs tarafından oluşturulur. Her mıknatısın bir ucu, kutuya kesilmiş bir yuvaya dayanır ve daha sonra tutma klipsi, her iki mıknatısın diğer uçlarına karşı bastırır.

Elektromıknatıslar ve Motorlar

Bir elektrik motorunun nasıl çalıştığını anlamak için, anahtar elektromıknatısın nasıl çalıştığını anlamaktır. Bir elektromıknatıs, bir elektrik motorunun temelidir. Motorda işlerin nasıl çalıştığını aşağıdaki senaryoyu hayal ederek anlayabilirsiniz. Bir çivi etrafında 100 halka tel sarmak ve bir bataryaya bağlamak suretiyle basit bir elektromıknatıs oluşturduğunuzu varsayalım. Tırnak bağlandığında çivi bir mıknatıs olur ve kuzey ve güney kutbu olur. Elektromıknatısa bir çivi takacak olursanız, çivinin kuzey ucu gösterildiği gibi ortaya çıktıysa, manyetikliğin temel yasası size ne olacağını söyler: Elektromıknatısın kuzey ucu at nalı mıknatısının kuzey ucundan itilirdi. At nalı mıknatısının güney ucuna çekildi. Elektromıknatısın güney ucu benzer şekilde itilecekti. Tırnak yaklaşık yarım tur hareket eder ve gösterilen pozisyonda durur.

Gördüğünüz gibi, bu yarım dönüş hareketi, mıknatısların doğal olarak çekip birbirlerini itmesine neden olur. Bir elektrik motoruna anahtar sonra hareket bu yarım dönüş tamamlar o anda, daha da böylece bir adım gitmektir, elektromıknatısın alan çevirir. Kapak, elektromıknatısın bir başka yarım dönüş hareketini tamamlamasına neden olur. Manyetik alanı sadece telin içine akan elektronların yönünü değiştirerek çevirirsiniz (bunu, bataryayı ters çevirerek yaparsınız). Elektromıknatısın alanı, her yarım dönüş hareketinin sonunda doğru anda çevrildiğinde, elektrik motoru serbestçe dönecektir.

Armatür, Komütatör ve Fırçalar

Bir önceki sayfadaki görüntüyü düşünün. Armatür bir elektrik motorunun içindeki çivi gerçekleşir. Armatür, ince telin bir metal çekirdeğin iki veya daha fazla kutbunun etrafına sarılmasıyla yapılan bir elektromıknatıstır. Armatürün bir dingili vardır ve komütatör aksa bağlanmıştır. Sağdaki şemada, aynı armatürün üç farklı görünümünü görebilirsiniz: ön, yan ve bitiş. Son bakışta, komütatörü daha açık hale getirmek için sarım elimine edilir. Komütatörün sadece aksa bağlı bir çift plaka olduğunu görebilirsiniz. Bu plakalar, elektromıknatısın bobini için iki bağlantı sağlar. Bir elektrik motorunun “elektrik alanını çeviren” kısmı iki bölümden oluşur: komütatör ve fırçalar
Komütatörün kontakları elektromıknatısın aksına bağlanır, böylece mıknatıs ile dönerler. Fırçalar, komütatörün kontaklarıyla temas eden sadece iki parça yaylı metal veya karbondur. Bütün bu parçaları bir araya getirdiğinizde, sahip olduğunuz tam bir elektrik motorudur:

Bu şekilde, armatür sargısı dışarıda bırakılmıştır, böylelikle komütatörü hareket halinde görmek daha kolaydır. Dikkat edilmesi gereken en önemli nokta, armatürün yatay pozisyondan geçmesiyle elektromıknatısın kutuplarının çevrilmesidir. Kapaktan dolayı, elektromıknatısın kuzey kutbu her zaman aksın üstündedir, böylelikle alan mıknatısının kuzey kutbunu çekebilir ve alan mıknatısının güney kutbunu çekebilir. Eğer küçük bir elektrik motorunu ayırma şansınız varsa, yukarıda açıklanan aynı parçaları içerdiğini göreceksiniz: iki küçük sabit mıknatıs, bir komütatör, iki fırça ve bir metal parçasının etrafına sargı telle yapılan bir elektromıknatıs. Ancak hemen hemen her zaman, rotor, gösterildiği gibi iki kutup yerine üç direk olacaktır . Bir motorun üç kutbu olması için iki iyi neden vardır:

Motorun daha iyi dinamiklere sahip olmasına neden olur. İki kutuplu bir motorda, elektromıknatıs denge noktasındaysa, motor mucizesi başladığı zaman alan mıknatısının iki kutbu arasında mükemmel bir şekilde yatay konumda kalırsa, armatürün orada “takıldığını” hayal edebilirsiniz. Bu üç kutuplu bir motorda asla olmaz. Komütatör, iki kutuplu bir motorda alanı çevirdiği noktaya her vurduğunda komütatör, bir an için bataryayı (doğrudan pozitif ve negatif terminalleri bağlar) dışarı doğru çeker. Bu kısa devre, enerjiyi boşa harcar ve pili gereksiz yere tüketir. Üç kutuplu bir motor bu sorunu da çözer. Motorun büyüklüğüne ve kullanıldığı özel uygulamaya bağlı olarak herhangi bir sayıda direk bulunması mümkündür. Evinizin etrafına bakın ve elektrik motorları ile dolu olduğunu göreceksiniz.