Seri Motorlar

Seri motorlar

Seri motorlar

Uyartım sargısı rotor sargısının birbirine seri olarak bağlandığı doğru akım motoruna seri motor denir. Rotor akımının kontrol edilmesi için, harici direnç devreye seri olarak bağlanmıştır. Bu direnç motor anma hızına ulaştığında kısa devre edilerek devre dışı bırakılır. Seri sargıdan devre akımı da geçtiğinden sargının sipir sayısı az kesiti kalındır. Seri motorlarda endüvi akımı yük ile değişirken alan sargılarından geçerek manyetik akıyı meydana getirir. Günlük hayatta en çok seri motorlara yer verilir. Çünkü seri motorlar doğru akımda çalıştığı gibi alternatif akımda da çalışır. Seri motorlara üniversal motorlar da denilmektedir.

Seri motorun stator yapısı şönt motor stator sargısına oranla kalın kesitli, az sipirli (sarımlı) olur. DA seri motorda rotor ile kutup sargıları birbirine seri bağlıdır. Bu sebeple seri motorun yapısı, seri dinamonun yapısına benzer. Seri motor, hem dinamo gibi hem de motor olarak çalışabilir. Sadece dinamo halinden motor haline geçerken, aynı devir yönü için kutup sargılarının bağlantı yönü değiştirilir.

Seri Motorların Özellikleri ve Kullanıldıkları Yerler

• DC  ile çalışan seri motorlar, yüklendikçe devir sayısı hızla düşer. Bunun sebebi, yük akımının aynı zamanda uyartım akımı olmasıdır.
• Akım arttığı zaman manyetik akı ” Φ ” de artar ve E = K . Φ. n formülüne göre manyetik akı arttığı zaman devir sayısı düşer.
• Seri motorun yol alma momenti  yüksektir. Motor boşta çalıştığı zaman ” Φ ” değeri küçük bir değere sahip olur. Bundan dolayı devir sayısı tehlikeli bir şekilde yükselebilir. Bu sebepten seri motor boşta çalıştırılmamalıdır.

Formülde;

• E = Endüvide indüklenen gerilim
• K = Sabit değer
• Φ= Manyetik akı
• n = Devir sayısı

Kullanıldığı yerler; Seri motor, kalkınma momentinin çok yüksek olması istenen troleybüs, asansör, tren, elevatör, tramvay, vinç gibi ağır işlerde kullanılmaktadır.

Seri Motorlara Yol Verme

Seri motorlar şönt motorlar gibi yol alma sırasında devreden fazla akım çekerler. Motorun yol almada fazla akım çekmesine fazla akıma mani olmak için uçları L, R harfleri ile belirtilen yol verme direnci kullanılır. Yol verme direnci rotor ve kutup sargılarıyla seri bağlıdır. Bu sebeple tüm motor devresinden aynı akım geçer.

Şönt motorlarda olduğu gibi seri motor yol verme direncinin hesabı aynı yapılır. Sadece seri motorda uyartım devresi sargısı rotor sargısına seri bağlı olduğu için, hesaplarda rotor devresi direnci ile uyartım devresi direncinin toplamı alınır. Seri uyartım devresi direnci “Rs” dersek, toplam yol verme direncinin değeri: “Ry” olur.

Küçük seri motorlarda, yol almada rotor akımı fazla yükselmediğinden ve şebeke için bir sakınca yaratmadığı için, doğrudan doğruya dirençsiz yol verilebilir.

Seri Motor Dış Karakteristiği

Sabit kutup geriliminde, yük akımı ile devir sayısının ne şekilde değiştiğini gösteren eğriye dış karakteristik eğrisi denir. Seri motorların dış karakteristik deneyleri yapılırken motorun boş çalıştırılmamasına dikkat edilmelidir. Zira motor boşta çalıştırılırsa devir sayısı çok yüksek ve tehlikeli değerler alabilir. Seri motorda kutup sargılarından geçen akım rotor akımı olduğu için, motor yüksüz çalıştığı zaman uyartım sargılarında küçük değerde akım geçer. Böylece ana manyetik alan da küçük değerde olacağı için, devir sayısı formülüne göre, motorun hızlı dönmesine sebep olur. Motor yüksek hızla dönerken parçalanabilir. Bu durumun oluşmaması için motorla, motoru yükleyen fren dinamosunun birbirine kaplinle doğrudan bağlanması gerekir.

Deney; Küçük bir yükle yüklenen motor çalıştırılır. Devir sayısı yüksek değil ise, yük biraz azaltılır. Motor kademe kademe yüklenir, her yük için yük akımı “I” ve devir sayısı “n” değerlerinin kaydı tutulur. Normal yük akımının 1,2 katına kadar yüklemeye devam edilir.

Eğriye göre yük akımı arttıkça motorun devir sayısı düşer. Bunun sebebi, yük akımının aynı zamanda uyartım akımı olmasındadır. Yük akımının küçük değerleri için de küçük olacağından, devir sayısı çok yüksek değerler alacaktır. Böylece, motor rotor sargılarında gereken zıt E.M.K in indüklenmesi için, Eb = K . Φ .n formülüne göre, n devir sayısı yüksek olmalıdır.

Aşağıdaki karekteristik eğride görüldüğü gibi yük akımı arttıkça devir sayısı azalmaktadır. I yük akımının büyük değerleri için, devir sayısı fazla değişmez ve hemen hemen sabit kalır. Devrin sabit kalması yada çok az değişmesi, artan I yük akımı için manyetik alanın daha fazla ve I ile oranlı olarak artmamasıdır. Çünkü kutuplarda doyma oluşmuştur.

Dış karakteristik deney sonucu; seri motorların devir sayıları sabit değil yükle değişmektedir. Yük akımı artınca devir sayısı azalıyor, yük akımı azaldığında devir sayısı yükselmektedir.

Seri motorlarda dış karakteristikle birlikte moment karakteristiği deneyi de yapılabilir.

Seri Motor Moment Karakteristiği

Moment karakteristiği; sabit kutup geriliminde, yük akımıyla rotorda oluşan moment arasındaki bağıntıdır. Yatay olarak alınan moment eğrisi, yük akımı arttığında dikey olarak yükselir. Seri motorun bu karakteristiği ağır yükler için uygundur. Zira motorun döndürme momenti yük akımının karesiyle doğru orantılıdır. Bundan dolayı küçük devir sayılarında, motorun döndürme momenti büyük olur.

Doğru Akım Motorlarında Moment 

M = K_m .Φ.I_a formülü ile bulunur.

Seri motorda endüvi akımı aynı zamanda uyartım akımı olduğundan, formüldeki I akımı ile Φ manyetik alanı birlikte artar. Ana manyetik alana etki eden diğer etkenleri “k” katsayısıyla anlattığımızda:

Φ = k . I olur. Bu eşitliği yukarıdaki moment ifadesinde yerine koyduğumuzda;

M=K_m . k . I²

eşitliği sağlanır. Bu durumda seri motorda moment, yük akımının karesiyle artmaktadır.

Seri Motor Bağlantısı

DA seri motorun bağlantısı; Seri motorda rotor sargı uçları A –B, yardımcı kutup sargısı varsa yardımcı kutup sargı uçları G-H, seri sargı ise E – F harfleri ile gösterilmektedir. Doğru akım seri motor bağlantısı sırasında rotor ve stator sargısı seri bağlama yapılır. Motora uygulanacak gerilim, etiketteki değerlerle aynı olmalıdır.

Seri Motorun Devir Sayısı Ayarı

Seri motorların dakikadaki devir sayıları 20.000 ‘e kadar çıkabilir. Devir sayılarını ayarlamak mümkündür. Reosta direnci sıfır olursa, devir sayısında çok yüksek artış tehlike meydana getirir. DC motorlarına yol vermede genellikle Qst ve LMR reostası kullanılır. Qst reostasın da üç uç mevcuttur. Uygulanan gerilim değiştirilerek devir ayarı değiştirilir. En çok kullanılan tekniklerden biridir. Endüvi devresine seri bağlanan Qst reostası direncin arttırılıp azaltılması ile endüviden geçen akımın değişmesini sağladığı gibi, gerilimin değişmesini de sağlar.

 Seri Motorların Devir Yönü Değişimi

Seri motorların devir yönleri endüviden (rotor) veya endüktörden (stator) geçen akımın yön değişmesi ile yapılır. Genellikle endüviden geçen akımın yönü değiştirilir. Endüktörden geçen akım yönü değiştirilerek de devir yönünü değişir.

• Seri motorlar küçük olmalarına rağmen güçleri oldukça büyüktür.
• Seri motorların yüksüz olarak çalıştırılması sakıncalıdır.
• Yükle, devir sayıları değişmektedir.
• Döndürme ve kalkınma momentleri yüksektir.
• Seri motorların imalatları 1/500 HP ile 2/3 HP arasında küçük güçte yapılır.
• Seri motorlar AA ve DA çalıştırılırlar. AA ile çalıştırıldığı vakit, DA ya göre (yük- devir sayısı) düşük olur.

Kollektörlü seri motorlarda, endüvi sargılarına DC gerilimi uygular. Haddeden geçmiş sert bakırların preslenmesiyle kollektör dilimleri yapılır. 0,5-1,5 mm kalınlığında mikanit yada mika yalıtkan, bakır dilimlerin arasına konulmaktadır. Gerilim farkı, kollektörün kalınlığına, kollektörün çapı ve bakır dilimler arasındaki farka göre değişmektedir. Dilimlere yarıklar açılarak bobin uçları kollektöre yerleştirilerek lehimlenir.