Elektrik Motoru

• Okunma : 305

Elektrikle çalışarak mekanik enerji üreten ya da başka bir deyişle elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren m otorlara elektrik m otoru denir. Bu motorların evlerden taşıtlara, atölyelerden fabrikalara kadar çok geniş bir kullanım alanı vardır. Örneğin elektrikli süpürgelerin ve çamaşır makinelerinin m otorları, otomobillerdeki marş motoru ile cam sileceklerinin motoru bu türdendir. Sanayide de pompaların, havalandırma sistemlerinin, atölyelerdeki küçük taşlama çarklarından çelik fabrikalarındaki büyük hadde tezgâhlarına kadar pek çok makinenin çalıştırılmasında elektrik motorlarından yararlanılır. Elektrikli trenler ile bazı karayolu taşıtlarının temel güç kaynağı da gene elektrik motorlarıdır.

    İçinden elektrik akımı geçen bir tel bir pusulaya yaklaştırılırsa, pusulanın normal olarak kuzey-güney doğrultusunu gösteren mıknatıslanmış iğnesi bu doğrultudan sapar. Elektrik motorunun çalışma, ilkesi de bu olguya dayanır; elektrik ile magnetizma (mıknatıslık) arasındaki bu ilişkiden yararlanarak elektrik akımı mekanik enerjiye, yeni bir motorun hareketine dönüştürülebilir.

    Elektrik motorlarının çoğunda mıknatıs sabit, elektrik akımını taşıyan tel hareketlidir. Bunun tersi de yapılabilir; ama her iki durum ­ da da hareketli parçaya “dönen” anlamında rotor, sabit parçaya ise “durağan” anlamında stator denir. Mıknatısın sabit olduğu m otorlarda, hareketli parça demirden yapılmış bir kasnak ya da makara biçimindedir. Armatür denen bu demirin üzerine de akımın geçtiği iletken tel bir bobin gibi sarılmıştır. Bu armatür bir mıknatısın iki kutbu arasına yerleştirilir ve bulunduğu yerde serbestçe dönebilmesi için ortasından bir mil geçirilir. Milin üzerinde, bakır şeritlerden yapılmış gene makara biçiminde küçükçe bir parça daha bulunur ve armatürdeki tel sargısının iki ucu komütatör denen bu parçaya bağlanır. Motoru besleyecek elektrik kaynağından gelen akım, komütatörün yüzeyine sürtünen ve fırça denen karbon parçaları aracılığıyla komütatöre, oradan da arm atür sargısına aktarılır. Armatür milinin bir ucu ya doğrudan doğruya ya da dişli takımı gibi hız değiştirme olanağı veren bir hareket aktarma organı aracılığıyla, elektrik motorunun çalıştıracağı makinenin miline bağlanır.

    Üzerindeki sargıdan akım geçmeye başladığı zaman arm atür bir elektromıknatısa dönüşür. Hangi ucunun kuzey, hangisinin güney kutbu olacağını belirleyen akımın yönüdür. Bu yüzden, yatay konumdaki armatürün mıknatısın kuzey kutbuna bakan ucu da kuzey kutbu olacak biçimde akım verilir. Motor çalıştırıldığında, aynı işaretli iki kutup karşı karşıya geldiği için mıknatıs armatürü iterek bir yarım dönüş yaptırır. Böylece armatürün kuzey kutbu mıknatısın güney kutbunun karşısına gelir.

    Ama armatür yeniden yatay konuma geldiğinde fırçalar komütatörün üzerindeki aralıktan atlamış oldukları için bobinden geçen akımın yönü değişir; dolayısıyla armatürün kuzey kutbu güney, güney kutbu da kuzey olur. Böylece gene aynı işaretli kutuplar karşılaşır ve mıknatısın ittiği arm atür bir yarım dönüş daha yapar. Kısacası bu düzen sürekli yinelenir ve akım kesilmedikçe armatür dönmeye devam eder.

    Çok küçük elektrik motorları dışında hemen hepsinin sabit mıknatısı da gene bir elektromıknatıstır. Elektromıknatısın üzerindeki sargılara magnetik alan bobini denir. Bazı motorlarda akım önce bu sargılardan, sonra arm atür bobininden geçer. Bobinleri seri bağlanmış olan bu tip motorlar, üstlerine binen yük (yani yapmaları gereken iş) arttıkça daha yavaş, yük azaldıkça daha hızlı döner. Oysa bobinleri paralel bağlanmış olan m otorlarda akım her iki bobin arasında bölüştürüldüğü için, yük ne olursa olsun motorun hızı (dönme sayısı) değişmez.

    Bazı elektrik motorları, özellikle de küçük olanlar, hem doğru, hem alternatif akımla çalışabilir; bunlara üniversal m otor denir.  Ama alternatif akımla çalışan motorlar genellikle yalnız bu akıma uygun olarak yapılır. Bunların bir bölümü hep aynı hızda çalışan senkron ya da eşzamanlı motorlar, bir bölümü de yapacakları işe göre hızı değişen indüklemeli ya da asenkron motorlardır.

Elektrik Motorları ve Üreteçleri

Dinamolar hareketi elektriğe, motorlar ise elektriği harekete dönüştürür. Bu durumda ilk akla gelen soru aynı makinenin her iki işi de yapıp yapamayacağıdır. Gerçekten de bu olanaklıdır, ama pek sık başvurulan bir yöntem değildir. Örneğin, suyun yüksekteki bir depoya ya da gölete pompalandığı bazı küçük hidroelektrik santrallarda bu yöntem uygulanır. Elektrik üretileceği zaman, yüksekten akıtılan su türbinleri döndürür, bunlar da elektrik üreteçlerini çalıştırır. Elektrik tüketiminin az olduğu saatlerde, başka bir santraldan alman elektrikle beslenen üreteçler bu kez elektrik motoru görevini üstlenerek türbinleri döndürür. Bu durumda türbinler de pompa gibi çalışarak suyu yukarıya basar ve elektrik gereksiniminin arttığı saatlerde üretim yapabilmek üzere depoyu ya da göleti yeniden doldurur. Böylece, iki ayrı makine grubundan biri pompa ve türbin, öbürü de üreteç ve elektrik motoru olarak çift işlev görebilir.