Bilezikli (sargılı rotorlu) asenkron motor nedir?
Çalışma prensibi
Bilezikli asenkron motorun statoru ve dönen alanı sincap kafesli motorunkiyle aynıdır; fark, rotorunda uçları milin üzerindeki üç bileziğe çıkarılmış üç fazlı bir sargı bulunmasıdır. Karbon fırçalar bilezikler üzerinde kayarak rotor devresini dışarıdaki direnç bloğuna bağlar. Dönen alan rotorda her asenkron motorda olduğu gibi akım indükler; farkı, motor çalışırken rotor devresine dışarıdan ek direnç eklenebilmesi ve yeniden çıkarılabilmesidir.
Rotor direnci ve tork eğrisi
Rotor devresine direnç eklemek en büyük (devrilme) torku değiştirmez; yalnızca bu tepe noktasının oluştuğu kaymayı değiştirir: direnç büyüdükçe kayma da büyür. Böylece tepe noktası duruşa gelene kadar kalkış torku artar, rotor devresinin empedansı büyüdüğü için kilitli rotor akımı ise düşer. Sincap kafesli motor tek ve sabit bir eğriyi kabul etmek zorundadır; bilezikli motor ise yüksek kalkış torkunu çok daha düşük kalkış akımıyla birleştirebilir.
Kademeli yol verme ve hız ayarı
Rotor dirençli yol verici, devreye girişte direncin tamamını ekler ve motor hızlandıkça kademe kademe çıkarır; böylece her kademe çalışma noktasını daha yüksek bir eğriye taşır ve rotor kısa devre edilene kadar tork yüksek kalır. Aynı direnç hızı da ayarlayabilir: yük torku sabitken direnç arttıkça kayma büyür, hız düşer. Bedeli kayma gücüdür: hava aralığı gücünün rotor devresinde kaybolan s oranı dirençte ısıya dönüşür, verim hızla yaklaşık orantılı düşer.
Nerelerde kullanılır
Bilezikli motorlar kırıcılar, değirmenler, vinçler, köprülü krenler, konveyörler ve zayıf şebekelerdeki büyük pompa ve fanlar gibi zor kalkan yükleri sürer. Düşük akımda yüksek kalkış torku uzun ve ağır hızlanmalara uygundur; güç elektroniğinden önce vinç ve krenlerde direnç ile hız ayarı yaygındı. Bugün bilezikli makineler rüzgâr türbinlerinde çift beslemeli generatör olarak da görülür; sürücülü sincap kafesli motorlar ise fırça ve bilezik bakımı gerektirmediği için birçok uygulamada onların yerini almıştır.
Sık sorulan sorular
- Rotor direnci bilezikli motorun kalkış torkunu neden artırır?
- Duruşta rotor akımı, rotor kaçak reaktansı yüzünden indüklenen gerilimin gerisinde kalır; akımın büyük bölümü az tork üretir. Ek direnç akımı gerilimle daha aynı fazlı hale getirir, amper başına torku artırır ve akımı sınırlar. Duruştaki tork, rotor direnci kabaca kaçak reaktansa eşit olduğunda en büyüktür; bundan sonra direnç artarsa tork yeniden düşer.
- Rotor direnci devrilme torkunu değiştirir mi?
- Hayır. En büyük tork besleme gerilimine ve kaçak reaktanslara bağlıdır, rotor direncine değil. Rotor direnci yalnızca tepe noktasının oluştuğu kaymayı değiştirir; direnç büyüdükçe bu nokta duruşa doğru kayar. Simülatörde eğrilerin yüksekliği aynı kalırken tepe noktaları düşük hıza doğru kayar.
- Rotor dirençli hız ayarı neden verimsizdir?
- Kayma gücü geri kazanılmaz; dış dirençte ısı olarak harcanır. Rotor 1500 d/d'lık alan karşısında 1200 d/d'da dönerken hava aralığı gücünün yaklaşık %20'si orada kaybolur; verim hızla birlikte düşer ve direnç bloğu sürekli ısıya göre boyutlandırılmalıdır. Uzun süreli hız ayarı gerektiğinde sürücüler veya kayma gücü geri kazanım düzenleri kullanılır.