Asenkron Motor Nedir? Nasıl Çalışır? Nerelerde Kullanılır?

Asenkron Motor Nedir?

Asenkron motor, statoruna uygulanan elektrik enerjisini rotorunu çevirerek mekanik enerjiye çeviren makinedir.

Asenkron motor, satın alma ve bakım masraflarının düşük olması, yapı olarak sağlam ve verimli olması, çalışması sırasında ark oluşturmaması, momentlerinin yüksek olması sebebiyle piyasada en çok tercih edilen motor tipidir.

Günümüzde, sağlam ve basit yapısı ve oldukça verimli enerji dönüşümü nedeniyle endüstride kullanılan mekanik gücün yaklaşık %90’ından fazlası üç fazlı asenkron motorlardan sağlanmaktadır. 1 fazlı veya 3 fazlı olarak üretilebilen asenkron motorlar çok farklı çeşitlerde de üretilebilmektedirler.

Asenkron motorlara indüksiyon motorları da denir. Nikola Tesla tarafından icat edilmiştir.

Asenkron motor aşağıdaki parçalardan oluşur:

Stator

Motorun sabit bölümüdür. Alternatif akımla çalışan motorlarda döner manyetik alanın oluşturulduğu stator sargılarının bulunduğu kısımdır. 0,35…0,8 mm’lik ince silisyumlu saçların sıkıştırılmasından meydana gelir. Statorda alternatif akım sargıları bulunur ve bunlar stator oyuklarıına yerleştirilerek istenilen kutup sayısında motor üretilebilir.

Rotor

Motorun dönen kısmıdır. Sincap kafesli veya sargılı olarak iki farklı şekilde üretim yapılır. Sincap kafeste rotorun dış yüzeyine açılan oluklara alüminyum veya bakır çubuklar yerleştirilip çubukların her iki tarafı kısa devre edilir. Ayrıca soğutucu görevi için her iki tarafa kanatçıklar konulmuştur. Sargılıda rotor dış yüzeyine açılmış oluklara 120 derece faz farklı üç fazlı alternatif akım sargısı yerleştirilmiştir. Sargı uçları, yıldız ve üçgen bağlandıktan sonra üç uç rotor mili üzerinde bulunan milden yalıtılmış üç adet pirinç bronzdan yapılmış bileziklere bağlanır. Sargılara akım, bu bileziklere basan fırçalar ile sağlanır.

Soğutma fanı

Dönme etkisiyle ısınan motor gövdesinin soğutulmasını sağlar. Soğutma fanları, motorun çalışması sırasında oluşan ısının dağıtılmasına yardımcı olur. Soğutma fanları, motorun stator ve rotor bölgelerindeki sıcaklıkları düşürerek performansı artırır ve ömrünü uzatır. Motorun güç ve hızına göre farklı boyutlarda ve sayılarda olabilir. Bu fanlar genellikle metal veya plastik malzemeden üretilir ve düşük gürültü seviyesiyle çalışır.

Terminal kutusu

Terminal kutusu, motorun dışında bulunur ve genellikle alüminyum veya plastikten yapılmış bir kapakla kapatılmıştır. Kutunun içinde, motorun statoruna bağlı olan üç farklı fazın terminalleri bulunur. Bu terminaller, motorun çalışması için gerekli olan elektrik gücünün sağlanmasını sağlar.

Statora yerleştirilen sargıların bağlantı uçları, terminal kutusuna çıkarılır. Üç fazlı motorlarda altı adet bağlantı noktası vardır. Giriş uçları U-V-W, çıkış uçları X-Y-Z olarak isimlendirilir.

Şaft

Şaft, rotoru destekleyen ve döndüren ana yapıdır. Genellikle çelik veya diğer mukavemetli malzemelerden yapılmıştır ve motorun işlevselliği için önemlidir.

Şaft, motorun rotorunun diğer bileşenlerinden ayrılmaz bir parçasıdır ve genellikle motor gövdesine iki yatakla sabitlenir. Rotor, şaftın üstünde ve altında yer alan bu iki yatakta dönerek çalışır.

Asenkron motorların şaftı, motorun boyutuna, gücüne ve uygulama alanına göre değişebilir. Örneğin, küçük bir fan motorunun şaftı, bir endüstriyel su pompasının şaftından daha küçük ve daha az dayanıklı olabilir.

Asenkron Motor Nasıl Çalışır?

Asenkron motorun 120 derece faz farkı ile yerleştirilmiş stator sargılarına alternatif gerilim uygulandığında bir döner manyetik alan oluşur. Bu manyetik alan etkisiyle rotor sargılarındaki çubuklardan akım geçer. Çubuklar manyetik alanın dışına doğru itilip bir kuvvet meydana gelir ve rotoru döndürür.

Asenkron motorların stator sargılarına üç fazlı alternatif bir gerilim uygulandığında stator sargılarında döner bir manyetik alan meydana gelir. Bu manyetik alan manyetik alan içerisinde duran kısa devre çubuklarını keserek rotor üzerinde bir gerilim indükler. İndüklenen bu gerilimin oluşturduğu kısa devre akımları rotor üzerinde rotor manyetik alanını oluşturur. Rotor manyetik alanı ile stator manyetik alanının birbirini etkilemesi sonucunda bir döndürme momenti oluşur. Oluşan bu moment ile rotor, döner alan yönünde dönmeye başlar.

Rotor, senkron devirle dönerse stator alanı rotor kısa devre çubukları ile aynı doğrultuda olacağından çubuklar alan tarafından kesilmeyecek ve rotor çubuklarında bir gerilim indüklenmeyecektir. Dolayısıyla herhangi bir döndürme momenti meydana gelmeyeceğinden rotor dönmeyecektir.

Asenkron motorun çalışma prensibini aşağıdaki animasyon videodan daha net anlayabilirsiniz.

Asenkron Motor Nerelerde Kullanılır?

Asenkron motorlar endüstride çok farklı uygulamada kullanılabilirler. Kullanım alanlarından bazıları şunlardır:

• Fanlar
• Pompalar
• Kırıcılar
• Öğütücüler
• Mikserler
• Kompresörler
• Asansörler ve yürüyen merdivenler
• Konveyörler
• Vinçler