Ders 4 · Bölüm 1: Elektrik motorlarının türleri — rotor, stator, sargılar, kondansatör

Ders 4 başlıyor: elektrik motorları. Fanı döndüren, pompayı çalıştıran, kompresörü sıkıştıran hep bir motordur. Bu bölümde motorun içine bakıyoruz. Sayılar ders notlarındaki gibi.

Motor nedir, nerede kullanılır

Elektrik motoru elektrik enerjisini dönme hareketine çevirir. HVACR'de üç yerde görünmez kahramandır: fanlar havayı üfler, pompalar suyu dolaştırır, kompresörler soğutucu gazı sıkıştırır.

Motor nasıl döner: rotor, stator, senkron hız

Mıknatısların aynı kutupları iter, zıt kutupları çeker. Motorun içinde bu kutuplar elektrikle sürekli değiştirilir ve dönme başlar. Stator dışta duran sabit parçadır, bakır sargıları vardır, elektrik gelince elektromıknatıs olur. Rotor ortada dönen parçadır, demir ve bakır çubuklardan bir sincap kafesine benzer; mil ona bağlıdır.

Akım saniyede 60 kez yön değiştirir (60 hertz). Senkron hız eşittir frekans çarpı 120 bölü kutup sayısı. 2 kutuplu motor: 60 çarpı 120 bölü 2 eşittir 3600 devir; gerçekte sürtünmeden ötürü yaklaşık 3450. 4 kutuplu: 1800, gerçekte 1725. 6 kutuplu: 1200 ve 1075. 8 kutuplu: 900 ve 825. Aradaki farka kayma denir: (3600 eksi 3450) bölü 3600 çarpı 100 eşittir yüzde 4,17.

Yol verme sargısı, çalışma sargısı, kalkış torku

Duran motoru döndürmek, giden bisikleti sürmekten zordur; ilk güce kalkış torku denir. Çalışma sargısı kalın telden, hep devrededir. Yol verme sargısı ince telden, çok sarımlıdır; ilk hareketi verir ve dönüş yönünü belirler. Kalkışta motor çok yüksek akım çeker: kilitli rotor akımı (LRA) normal çalışma akımının yaklaşık 5 katıdır. Motor yüzde 75 hıza gelince yol verme sargısı devreden çıkar.

Bölünmüş fazlı motor

Hem yol verme hem çalışma sargısı olan klasik motordur; orta kalkış torku, küçük fanlarda kullanılır. 1725 devirlik motorda hız yaklaşık 1294'e gelince arkadaki santrifüj anahtar açılıp yol verme sargısını kapatır.

Kondansatör motorları

Kondansatör elektrik depolayan küçük bir kutudur; kalkışta ya da çalışırken fazladan güç verir. Kalkış kondansatörlü motor (CSIR) çok yüksek kalkış torku verir, hızlanınca devreden çıkar. Kalkış ve çalışma kondansatörlü motorda kalkışta ikisi paralel bağlanır ve kapasiteleri toplanır: 10 artı 110 eşittir 120 mikrofarad; sonra kalkış kondansatörü çıkar, çalışma kondansatörü kalır; kayışlı fan ve kompresörlerde kullanılır. Daimi kondansatörlü motor (PSC) anahtarsızdır, tek kondansatör hep devrededir; sessiz ve verimli ama kalkış torku düşük; ev klimalarının fanları böyledir.

Gölge kutuplu ve üç fazlı motor

Gölge kutuplu motorun kutup uçlarında küçük bakır halkalar vardır; ucuz, basit, torku ve verimi düşük; küçük vantilatör ve buzdolabı fanlarında. Yönünü değiştirmek için stator ters çevrilir.

Üç fazlı motor fabrikalarda ve büyük binalarda; 1 beygirden binlerce beygire. Yol verme sargısı, kondansatör ve kalkış anahtarı istemez; 120 derece faz farklı üç hat kendiliğinden yüksek tork üretir. Yönü değiştirmek için üç kablodan herhangi ikisinin yeri değiştirilir.

Hermetik kompresör motorları, ECM, değişken hız

Hermetik motor kapalı çelik gövdede, gazın ve yağın içinde çalışır. İçeride kıvılcım gazı bozar; bu yüzden santrifüj anahtar yoktur, dışarıya potansiyel rölesi, akım rölesi ya da PTC takılır. ECM fırçasız doğru akım motorudur, içinde güçlü mıknatıslar var, çok az elektrik harcar. Değişken frekanslı sürücü (VFD) frekansı değiştirip hızı yüzde 10 ile 120 arasında ayarlar; yumuşak kalkış motoru korur, enerji tasarrufu sağlar.

Sahada neden önemli?

Doğru motor: gerilim, hız ve kalkış torku yanlış seçilirse yeni motor ya çalışmaz ya yanar.

Doğru teşhis: sorun sargıda mı, rölede mi, kondansatörde mi; bilen teknisyen sağlam parça değiştirmez.

Tasarruf ve ömür: verimli motor ve değişken hızlı sürücü faturayı düşürür, cihaz yıllarca çalışır.

Ek malzeme: sohbet, test

Rotor-stator, senkron hız ve motor türleri tek sayfada: aşağıdaki infografiği yazdırıp atölyeye asabilirsiniz.

Mini test

1) Motorun sabit, sargılı dış parçası? — Stator. 2) 2 kutuplu motorun senkron hızı? — 3600 devir (gerçekte yaklaşık 3450). 3) Kalkış akımı kaç kat? — Yaklaşık 5. 4) Hermetik motorda neden santrifüj anahtar yok? — Kıvılcım gazı bozar. 5) Üç fazlı motorun yönü nasıl değişir? — İki kablonun yeri değiştirilir.

Bir sonraki bölüm: Motor uygulamaları; gerilim toleransı, kasnak-kayış hesabı, yataklar ve montaj.

Ders notu: Bu bölüm, HVACR Dersleri dizisinin 4. dersinin 1. bölümüdür. İçerik temel HVAC/R ders notlarından derlenmiştir; sayılar oradaki gibi bırakılmış, saha yorumları bana aittir.