Ders 5 - yarbis

ELEKTRİKSEL EYLEYİCİLER
Eyleyiciler (Aktuatörler)
• Bir cismi hareket ettiren veya kontrol eden
mekanik cihazlara denir.
– Elektrik motorları ve elektrikli sürücüler
– Hidrolik sürücüler
– Pinomatik sürücüler
– İçten yanmalı ve hibrit motorlar
DİNAMOLAR (GENERATÖRLER) ve ELEKTRİĞİN ÜRETİMİ
Bir iletkende gerilim oluşturabilmek endüksiyon prensibine dayanır. Endüksiyon
prensibine göre; iletken ve manyetik alanın birbirlerini etkileyecek şekilde
konumlandırılıp, en az birinin hareket ettirilmesi sonucunda iletkendeki yükler
harekete geçer. Bu olay sonucunda iletkende bir gerilim meydana gelir. İletkende
meydana gelen akımın yönü sağ el kuralına göre bulunabilir.
Sağ el kuralı: Birbirlerine dik tutulan; baş, işaret ve orta parmaklardan,
baş parmak hareket yönünü (V), işaret parmağı manyetik alan yönünü (B)
gösterecek şekilde tutulursa, orta parmak iletkenden geçecek olan akımın
yönünü (I) gösterir.
Dinamoların (Generatörlerin) çalışma esasları endüksiyon prensibine dayanır.
Harici bir manyetik alan içerisinde dönen bobinde gerilim indüklenir.
İndüklenen gerilimin yönü Lenz kanununa göre kendisini oluşturan harici
manyetik alana zıt bir elektromotor kuvveti (E.M.K) üretecek yöndedir.
Üretilen bu E.M.K, dış devreye alınarak enerji ihtiyacı olan alanlarda kullanılır.
Kısaca açıklamak gerekirse; elektrik enerjisi üretmek için iki temel eleman ve
bir işleve ihtiyacımız vardır. Bunlar;
1. Eleman: Manyetik alan: Doğal mıknatıs veya elektromıknatıs ile elde
edilebilir. Elekromıknatıs bobinlerden elektrik akımının geçirilmesi ile oluşur.
2. Eleman: İletken (Elektrik akımını ileten maddedir.Bakır telden yapılan bir
bobin olabilir.)
İşlev: İki elemandan en az birinin hareket etmesidir. (Genellikle iletken
hareketlidir.)
Elektrikli aktuatörler
• Elektriksel enerji mekanik enerjiye
dönüştürülür.
– DC motorlar (Doğru akım motorları)
– AC motorlar (Alternatif akım motorları)
– Doğrusal motorlar
– Step (adım) motor
– Servo Motorlar
DC MOTORLAR
Biot Savart Kanunu: Manyetik alan içine yerleştirilen bir iletkenden
akım geçirildiğinde,
bu iletkene dik bir kuvvet etkir. Bu kuvveti
iletkeni manyetik alan içinde hareket ettirmeye çalışır.
Manyetik
alan
içerisindeki
iletkenlerinden akım geçtiğinde,
iletkenler
manyetik
alan
tarafından alanın dışına doğru
itilir. Böylece iletken çevresinde
iletkenleri döndüren bir kuvvet
veya bir moment meydana gelir.
Hareketin
yönü
parmaklar
dinamodaki gibi olacak şekilde
fakat sol el kuralı ile bulunur.
YAPISI
Stator: Manyetik alanı oluşturan mıknatısları veya manyetik alanı oluşturan
bobinleri içerisinde bulunduran kısımdır. Sabittir hareket etmez.
Endüvi (Rotor): İçerisinden akım geçirilen bobinleri taşıyan ve hareket eden
kısımdır.
Kollektör-Fırça Düzeneği: Motorlarda hareket eden kısımdaki bobinlerden akım
geçirmek, dinamo (generatör) çalışmada ise üretilen elektriği dışarıya almaya
yarayan düzenektir.
DC Motorların Sınıflandırılması
Yükler, iş makineleri veya Sistemler farklı çalışma özelliğine sahip olabilirler. Ağır
yükler, yüksek hız, hız ayarının olup olmaması, hızlı cevap verme, maliyet, bakım
gerektirme, enerjinin türü, durma kalkmanın hızlı olup olmamasına göre motorlar
çeşitli yapıda üretilirler.
Buna benzer olarak dc motorlar da aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir.
1. Şönt Motorlar
2. Seri Motorlar
3. Serbest Uyartımlı Motorlar
4. Karışık Uyartımlı Motorlar
Not: Uyartım: Bobinden akım geçirerek manyetik alanın oluşturulmasıdır.
AC MOTORLAR
Çalışma İlkesi: Stator sargılarına uygulanan alternatif akım bu sargılarda
döner bir manyetik alan meydana getirir. Bu döner alan rotorda endüksiyon
akımları meydana getirir. Rotorda oluşan endüksiyon akımları da, rotorda
N-S kutuplarını oluşturur. Sonuçta hareketli kısım olan rotor, kutupların
itme-çekmesi neticesinde dönmeye başlar.
Endüstri de büyük bir oranda karşılaştığımız elektrik motoru AC motorlardır.
AC motorların sınıflandırılması aşağıdaki gibidir:
1. Senkron Motorlar
2. Asenkron Motorlar
•
Sincap Kafesli Motorlar
•
Bilezikli Asenkron Motorlar
AC motorlar
• Tek veya 3 fazlıdırlar.
• Güç aralığı 100W-1MW
• Yüksek güç, yüksek moment yüksek
hız uygulamaları için uygundur.
• Bazı tipleri fırçasızdır.
• Şebeke frekansı 50 Hz ‘dir.
AC motorlar
• Kurulumu kolaydır.
• Uzun ömürlü ve dayanıklıdır.
• Yapısı karmaşıktır.
• Hız kontrolü için özel algoritmalara
ihtiyaç duyar.
• Maliyeti düşüktür.
Adım (Step) motorları
Step motor, elektrik enerjisini dönme hareketine çeviren elektromekanik
bir cihazdır. Elektrik enerjisi alındığında rotor ve buna bağlı şaft, sabit
açısal birimlerde (step-adım) dönmeye başlar. Step motorlar, çok yüksek
hızlı anahtarlama özelliğine sahip bir elektronik kontrolöre(step motor
sürücüsü) bağlıdırlar. Bu sürücü, bir encoder veya PLC'den giriş palsları
alır. Alınan her giriş palsında, motor bir adım ilerler. Step motorları, bir
motor turundaki adım sayısı ile anılır.
Çalışma Prensibi
Step motora giriş sinyalleri uygulandığı zaman, belli bir miktar döner ve durur. Bu
dönme miktarı, motorun yapısına göre belli bir açı ile sınırlandırılmıştır. Step
motorda rotorun dönmesi, girişe uygulanan sinyal adedine bağlı olarak değişir.
Girişe tek bir sinyal verildiğinde rotor, tek bir adım hareket eder ve durur. Daha
fazla sinyal uygulanınca sinyal adedi kadar adım hareket eder.
Step motorlar
• Hız ve dönüş yönü kontrolü
– Motordaki elektromıknatıslara uygulanan uyarı sinyallerinin frekansı
degistirilerek motorun hızı kontrol edilebilir.
– Adım motorlarının dönüs yönü ise, elektromıknatıslara uygulanan
uyarı sinyallerin sırası degistirilerek, saat ibresi yönünde veya saat
ibresinin tersi yönünde olabilir.
• Kullanım alanları
– Kontrol sistemlerinde,
– Yazıcılar, çiziciler, harddisk sürücüler, kart okuyucular vb bilgisayar
parçalarında,
– Sayısal kontrol sistemlerinde,
– CNC tezgahlarda,
– Proses kontrol sistemlerinde,
– Robot teknolojisinde.
Servo motorlar
Servo motorlar kullanıcının komutlarını yerine getiren motorlardır.
Komutlar, pozisyon ve hız komutları veya hız ve pozisyonun birleşimi
olabilir. Bir servo motor şu karakteristiklere sahip olmalıdır:
• Geniş bir hız sınırı içinde kararlı olarak çalışabilmelidir.
• Devir sayısı, hızlı ve düzgün şekilde değiştirilebilmelidir. Yani küçük
boyuttan büyük moment elde edilebilmelidir.
Servo motorlar yapı olarak iki guruba ayrılır.
1. DC Servo Motorlar
2. AC Servo Motorlar
Kullanım Alanları
Servo motor birkaç “Watt”an birkaç yüz “Watt”a kadar olabilir. Servo motorlar,
yüksek hız tepkisine sahiptir. Bu özellik ise servo motorların düşük rotor ağırlığında
sahip olmalarını gerektirir. Bu motorlar daha küçük çaplı ve daha uzundur. devir
sayısı ayarı yapılabilir, ayrıca devir sayıcı gerekmez.
Servo motorların kullanım alanı çok geniştir. Servo motorlar robotlar, radarlar,
nümerik kontrollü makinelerde (CNC), otomatik kaynak makinelerinde, pres
makinelerinde, paketleme makinelerinde, sargı yarı iletken üretim ünitelerinde,
yüksek hızlı çip yerleştiricilerinde, tıbbi cihazlarda, anten sürücüleri vb. yerlerde
kullanılır.

Download Report