Lineer Motor Nedir?

Lineer Motor

Mekanik hareketi dairesel bir hareket olmayan yatay eksen (x yada y eksenleri) üstünde hareket eden motorlara lineer motor adı verilir. Yani lineer motorlar, x ve y yönlerinde yada x ve y düzleminde herhangi bir vektör yönünde hareket ederler. Lineer motor imalatı yapılırken, lineer servo motor bir gövde üzerinde iki ortogonal elektromanyetik alanı içerir. Bu alanı bitirmek için demir nüve kare biçiminde yapılmalıdır. Bu durumda iki eksenli lineer step motor meydana getirilir.

Linner step motorlara 1969 yılında Kaliforniya’ da yapılan sawyer adım motoru örnek olarak gösterilebilir. Aşağıdaki resimde lineer adım motor ve sürücüleri görülmektedir.

Lineer motor ve sürücüleri

Linear motor iki ana mekanik bileşenden meydana gelir. Gücü meydana getiren birinci bileşen hareketli armatürdür. Armatürün endüktöre sabitlendiği (demir nüve) bölüm, ikinci bileşendir. (Şekildeki gibi)

Armatür ve endüktör (stator) arasında sabit bir mil yatağı (hava aralığı) vardır. Hava aralığı kapalı geometrik biçimde dönmeyi sağlar. Yükü harekete geçirmek demir nüve uzunluğuna bağlı olan güçle değişmektedir. Bu değişim, bir yükü getiren motorun endüvi hareketine benzemez. Ayrıca güç iletimi için mekanik üstünlükleri de yoktur.

Lineer step motor, şekilde görüldüğü gibi dört kutuplu iki elektromıknatıs (EM) ve sabit mıknatıs (PM) meydana gelir.

Lineer Motorların Çalışması

Lineer motor çalışma prensibi; Demir nüvenin üst ve manyetik alanın alt noktaları arasında hava aralığı meydana gelir. Kutup yüzeylerine sawyer motordaki gibi oluklar açılır. Örnekte görüldüğü gibi oluklar, demir nüvenin biçiminde yapılır. Oluklar arasında olan boşluklar manyetik olmayan maddelerle doldurulmuştur. Düz yüzeyler manyetik demir nüvenin üst ve alt noktasında hava aralığı meydana getirir. Manyetik alan içindeki küçük delikler hava basıncı sağlar, bu sayede iş gerçekleşir. Bu hava aralığında göz ardı edilemeyecek bir hareketli sürtünme yüzeyi meydana getirir.

Sabit mıknatıs, demir nüve ve manyetik alanının olmadığı bölümü birlikte etkisi altına alır. (Bu kısma hava aralığı dahil değildir.) Buna bağlı olarak demir nüvenin üstündeki manyetik alan alta yada üste doğru hareket ettirebilir. Akım olmadığında PM akışı hava aralığındaki şekli demir nüve ve EM akışı EM’ nin iki kutubunda da eşitir. Manyetik kutuplar, yaklaşık olarak aynı relüktansa sahip oldukları için PM akışı EM’ nin iki kutbunda da eşittir. (Yukarıdaki şekilde 3. ve 4. kutuplar gösterilmiştir).

Eğer akım, elektromıknatıslar tarafından anahtarlanırsa bu halde değişim olur. Genellikle sabit mıknatıs tarafından meydana gelen akım, manyetik alan sargılarında üretilen akıma yaklaşık olarak eşit olur. Bu şu demektir; yani akım değiştiği zaman manyetik akı, maksimumdan sıfıra kadar değişir.

İki Fazlı Lineer Motorunun Hareketi;

Sabit mıknatıslı stator

Stator (endüktör) makinenin dış tarafında kalan, dönmeyen duran kısmıdır. Karkas üstüne yerleştirilen ana ve yardımcı kutuplar ve bunlar üstündeki sargılardan meydana gelir. Stator üzerinde oluklar açılmış ince sacların paket haline getirilip bu oluklara sargılar sarılması ile elde edilmiştir.

Endüktör sargısı DA makinesinin gövdesinde bulunur ve vida veya somunlarla gövdeye tutturulur. Görevi manyetik alan meydana getirmektir. Mıknatıs alanını sağlar. Makinedeki sargılar doğru akımla beslenir. Doğru akım motorlarında manyetik alan endüktörde oluşur. Statora aynı zamanda kutup da denir. Stator karkasına yerleştirilen kutuplar, demir sac levhaların paketlenmesiyle yapılmıştır. Orta ve büyük güçteki makinelerde ana kutuplar ve bunların arasına yerleştirilmiş yardımcı kutuplar vardır.

Doğru akım motorlarında (DC motor) kutuplar, manyetik alanın oluştuğu kısımdır. Doğru akım makinesinin özelliğine göre endüktör sargısı yapısal değişiklikler gösterir. Makinenin çapına, büyüklüğüne ve devir sayısına göre doğru akım makineleri; 2, 4, 6, 8 veya çok kutuplu olabilirler. Stator kutupları mıknatıs veya elektromıknatıstır.

Küçük güçlü DA makinelerinde ve pilli oyuncak da daimi mıknatıs, stator olarak görev yapmaktadır. Çok küçük doğru akım makinelerinin kutupları sabit mıknatıslı da olabilmektedir. Ancak genellikle elektromıknatıslı kutuplar kullanılır. Bunun için kutuplar üzerine gerekli manyetik akıyı meydana getirecek sargılar yerleştirilir. Ana kutupların üzerindeki sargılara uyarma sargıları denir. Sargılar sarılmadan önce, kutup üzerine prespan kağıttan bir izolasyon geçirilir ve daha sonra sargılar sarılır.

Doğru akım motorlarında, kutup sayısı alternatif akım makinelerindeki gibi gerilim hız ve indüklenen akımın frekansına bağlı değildir. Kutup sayısı makinenin devir sayısına ve gücüne göre değişim gösterir. Endüktör firmaları tarafından makinenin gücüne (büyüklüğüne, çapına) ve devir sayısına göre 2, 4, 6, 8 veya daha çok kutuplu olarak endüktör imalatı yapılmaktadır. Endüktör fiyatları da üretilen makineye göre değişmektedir.