Senkron Makine Çeşitleri Nelerdir?

Senkron Makine Çeşitleri: Makine mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmek için kullanılıyorsa senkron alternatör denir. Elektrik enerjisi mekanik enerji dönüştürmek için kullanılıyorsa senkron motor olarak adlandırılır. Senkron makineler rotor yapısına göre ikiye ayrılırlar.

• Duran endüvili, dönen endüktörlü (Rotoru Kutup Sargılı)
• Duran endüktörlü, dönen endüvili (Statoru Kutup Sargılı)

Senkron makina; statör sargılarında alternatif akım bulunur. Rotor sargılarında ise doğru akım bulunan ve rotor hızı senkron devirle dönen veya döndürülen makinelerdir.

Yuvarlak (Düz) Kutuplu Senkron Makineler

• Kutup sayısı az (2 – 4 kutuplu) ve yüksek hızlarda
• Dar ve uzun gövdeli rotor yapısı
• Büyük güçler (100 – 400MVA)
• Buhar ve nükleer elektrik santrallerinde kullanılan yatay milli rotorlu

Duran Endüktörlü, Dönen Endüvili (Statörü Kutup Sargılı) Senkron Makineler

Statoru kutup sargılı senkron makineler yapılış bakımından doğru akım makinelerine benzerler. Sebebi endüvi de alternatif olarak yön değiştiren kutuplar vardır. Kutuplar ile üzerlerine alternatif gerilimler indüklenen endüvi bobinlerinin bulunmasıdır.

Birbirine çok benzeyen bu iki makine arasındaki fark;

Senkron makinede endüvi bobinlerinde indüklenen alternatif gerilimin bilezik ve fırçalar yardımıyla dış devreye alınır. Doğru akım makinelerinde kolektör ve fırçalar yardımıyla doğrultulmuş olarak dış devreye alınır.

Statoru Kutup Sargılı Senkron Makinenin Yapısı

Statör: Kutup sargılarının sarıldığı kısımdır. Silisli sacların paketlenmesiyle ve üzerine sargıların sarılmasıyla meydana gelir. Bu kutuplar aynen doğru akım makinelerinin kutupları gibidir. Kutup bobinleri dışarıdan bir güç kaynağından beslenirler.

Rotor: Silisli sacların paketlenmesiyle ve üzerine sargıların sarılmasıyla meydana gelir. Bu kısım doğru akım makinelerinin endüvisi gibidir. Burada indüklenen alternatif gerilim bilezik ve fırçalar yardımıyla dış devreye alınır.

Bilezikler: Senkron makine generatör olarak çalışıyorsa;

Rotorda indüklenen alternatif gerilimi dış devreye alınmasını sağlar. Aynı zamanda motor çalışma esnasında dış devreden rotora alternatif gerilimin uygulanmasını sağlar.

Fırçalar: Rotor da indüklenen alternatif gerilimi bilezikler yardımıyla dış devreye almaya yarar. Ya da dış devreden rotora gerilimin uygulanmasını sağlar. Fırçalar karbon veya karbon alaşımından yapılırlar.

Yataklar ve diğer parçalar: Rotorun bir eksen etrafında rahat bir şekilde dönmesini sağlayan ve dış etkilerden koruyan kısımdır. Yataklar, mil, pervane, klemens kutusu, kapaklar gibi kısımlardan oluşur.

Senkron makineler küçük güçlerde imal edilirler. Kutupları duran kısımda olan ve yapılış bakımından doğru akım makinelerine benzer.

Küçük güçlerde endüvi akımının küçük olması sebebiyle akımın fırçalar yardımıyla endüvi sargısından dışarı çekilmesinde sorun yoktur. Küçük güçlerde sargı gerilimi de küçük olduğu için hareket eden kısımda bulunan endüvi sargılarının yalıtılma problemi olmaz.

Ama güç büyüdükçe sargı geriliminin de büyük seçilmesi gerekir. santrallerde şebekelerin beslemesinde senkron generatörlerin kullanılır. Generatörün gerilimleri gücüne bağlı olarak 6 kV , 10 kV ve 15kV gibi değerlerde olur. Çok büyük güçlü generatörlerde 20kV ve bunun üzerinde uç gerilimi bulunmaktadır.

1000MVA’ in üzerindeki turbo alternatörlerde uç gerilimi 27kV’a çıkarılmıştır. Bu bakımdan çok iyi bir şekilde yalıtılması gereken alternatif akım sargısının dönen kısımda bulunması sakınca yaratmaktadır.

Rotoru Kutup Sargılı

Duran endüvili, dönen endüktörlü (Rotoru Kutup Sargılı)

Bu senkron makinelerde statörüne gerilim indüklenen sargılar vardır. Rotoruna ise kutup sargıları yerleştirilmiştir. Bu tip makineler orta ve büyük güçlü olarak imal edilirler. Şekilde de görüldüğü gibi rotoru kutup sargılı senkron makineler şu kısımlardan oluşur.

Rotoru Kutup Sargılı Senkron Makinenin Yapısı

Statör: Alternatif akım sargılarının sarıldığı kısımdır. Silisli sacların paketlenmesiyle ve üzerine sargıların sarılmasıyla oluşur. Bu kısım aynı asenkron motorun statörü gibidir.

Rotor: Silisli sacların paketlenmesiyle ve üzerine sargıların sarılmasıyla oluşur. Burası kutup sargılarının bulunduğu ve doğru akımın uygulandığı kısımdır. Senkron generatörleri döndüren sistemlerin devir sayılarına göre rotor iki tip yapılır.

• Düz kutuplu senkron makineler
• Çıkıntılı kutuplu makineler

Bilezikler: Rotora doğru gerilimi dış devreden fırçalar yardımıyla iletilmesini sağlayan kısımdır.

Fırçalar: Rotora doğru gerilimi dış devreden bileziklere iletilmesini sağlayan kısımdır.

Yataklar ve diğer parçalar: Rotorun bir eksen etrafında rahat bir şekilde dönmesini sağlayan ve dış etkilerden koruyan kısımdır. Yataklar, mil, pervane, klemens kutusu, kapaklar gibi kısımlardan oluşur.

Düz kutuplu senkron makinelerin rotorlarının boyları uzun ve çapları küçük olup mili yere paralel olarak kullanılır. Bu makineler yüksek hızlarda döndürülüp genel olarak az kutup sayısında yapılırlar. Endüvi (statör) ile endüktör (rotor) arasındaki hava aralığı sabit olan senkron makinelerdir.

Çıkıntılı kutuplu rotorların boyları kısa, çapları büyük olup mili yere dik olarak kullanılır. Endüvi (statör) ile endüktör (rotor) arasındaki hava aralığı şekilden de görüldüğü gibi değişkendir. Bu makineler çok kutuplu olup düşük hızlarda çalıştırılırlar. Genellikle çıkıntılı kutuplu senkron makineler barajlarda kullanılır. Düz kutuplu senkron makineler buhar kazanlı türbinlerde kullanılırlar.

Lineer Motor Çeşitleri Nelerdir?

Lineer Motor Çeşitleri: Bir lineer motor, bir döner servo motoru alıp açarak elde edilir. Lineer motorlarda rotor “forcer” ve statör de, mıknatıslardan meydana gelen ray bulunur. Bu tasarımda yük direk olarak motora bağlıdır. Lineer hareket herhangi bir doğrusal hareketi lineer harekete çeviren mekanizma kullanılmadan sağlanmaktadır. Lineer motor teknolojisi step motor ve fırçalı lineer motorlar olarak kullanılmaktadır. Fırçasız teknoloji ise giderek yaygın hal almaktadır.

Lineer Motorların Sınıflandırılması

• Komütasyonun sağlanmasına göre fırçalı ,fırçasız,
• Şekline göre U kanal, yassı veya tüp şeklinde,
• Çekirdeğin tipine göre demir çekirdekli, hava çekirdekli ve slotsuz

Fırçalı Lineer Motorlar

Fırçalı lineer motorlarda sargılar ray üzerindedir ve mıknatıslar forcer üzerindedir. Komütasyon forcerdaki fırçalar ile motor uzunluğu boyunca uzanır. Raydaki sargılara bağlı komütasyon çubuğu tarafından sağlanır. Forcer ray üzerinde hareket ettikçe forcerdaki fırçalar komütasyon çubukları üzerinden geçer.

Raydaki sargıların akım yönlerini değiştirerek kutuplanmayı değiştirir. Bu yöntem pahalı hemde sınırlayıcı bir yöntemdir. Raydaki sargıların döşenmesi maliyet gerektirir ve malzeme harcamasını arttırır. Yüksek hızlarda çalışma komütasyon çubuğu ve fırçalar sebebiyle sınırlıdır.

Fırçasız Lineer Motorlar

 

Bu motorlarda genellikle 3 fazlı fırçasız tasarım kullanılır. Fırçasız tasarımda temas eden parçalar yoktur. Bundan dolayı daha güvenilirdir. Fakat motordaki akımı kontrol eden elektronik daha karmaşıktır. Fırçasız motorlarda sabit bir referans yoktur. Bunun için ilk yapılması gereken hangi faza enerji verilmesi gerektiğinin tesbitidir. Bunu yapmanın birçok yolu vardır ama en çok kullanılanları hall effect cihazlarıdır. Her faz için bunlardan üç tane kullanılır.

Tümü manyetik ray tarafından oluşturulan manyetik alanları gösteren bir sinyal üretirler. Bu alanları analiz ederek forcerın mıknatıslı rayın hangi kısmında olduğu belirlenebilir. Buna bağlı olarak doğru faza akım gönderilir.

Fırçasız Motorlarda Hall Sırası ve Faz Akımları

 

Komütasyon Dalga Biçimleri

 

Komütasyon tipi üç çeşittir.

• Trapezodial,
• Modified six step
• Sinüsoidal

Trapezoidal komütasyon en basit komütasyon şeklidir. Dijital hall cihazları sıfır noktasından itibaren 30° elektriki olarak hizalanmıştır. Hall sinyalinin geçiş gösterdiği her noktada faz akımı sırası değişmektedir. Böylece motorun komütasyonu oluşur. Bu komütasyonun en ucuz yoludur.

Modified six step komütasyonuda trapezoidale benzerdir. Ama bu yöntemde iki akım sensörü kullanılır. Komütasyon sırası ideal sinüsodial faz akımına daha yakındır. Bu yöntem 2 akım durumunun algılanmasını gerektirdiğinden trapezoidale göre daha pahalıdır.

Her iki yöntemde de disturbance sinyallere neden olur. Bundan dolayı yüksek sıcaklıkta çalışma ve düzgün olmayan hareket sonucunu doğurur. Herhangi sinüsoidal olarak sarılmış bir fırçasız motorda en ideal sürüş sinüsoidal komütasyonla sağlanır. Bunun için iki farklı yaklaşım vardır. Analog hall effect cihazları motor mıknatıslı rayın manyetik kutuplarından geçtiğinde sinüsoidal sinyal oluşturur.

Komütasyon için doğru olan bu sinyaller daha sonra birleştirilir. Motoru doğru şekilde komüte etmek için istenen sinyale dönüştürülür. Bu yöntemin maliyeti diğer ikisinden düşüktür. Ama gürültü hall cihazlarını ve komütasyonu etkileyebilir. Diğer bir yaygın metotda enkoder kullanmaktır.

Hall sinyali değiştiğinde artımsal enkoder dijital olarak sinyal gönderir. Böylece motorun hangi komütasyon turunda olduğunu belirlemekte kullanılabilir.

Komütasyon birbirinden 120° elektriki olarak farklı faz açılarına sahiptir. Bu iki sinyalin akım sinyali ile çarpılmasıyla sağlanır. Bu komütasyon yöntemi en iyi sonucu verir. Akımı, hızı ve konumu kontrol etmek için aynı işlemci kullanılır. Dolayısıyla daha hızlı sürekli rejim zamanına ulaşma ve daha sıkışık servo döngüleri elde edilir.

Sinüsoidal komütasyonun Lineer motorlarda kullanılması hareketin daha düzgün olmasını sağlar. Ayrıca motorun daha az ısınarak daha verimli çalışmasına yardımcı olur. Kullanılan teknik hall effect cihazı başlangıçta kullanılmalıdır. Daha sonra sinüsoidal olarak komütasyona devam etmektir. Her durumda komütasyon hızı sınırlayıcı bir faktör değildir.

3 Fazlı Komütasyonda Sargılara Giden Kablo Bağlantısı

Lineer Motor Şekline Göre 

Bir lineer motor şekline göre

• Tüp şeklinde lineer motor
• U-kanal şeklinde lineer motor
• Yassı şeklinde lineer motor

Motor seçimi yaparken uygulanacak yerin uygunluğu ve çalışma ortamına bağlıdır.

Tüp Şeklinde Lineer Motor

Bu motorlarda forcer silindirik biçimdedir. Yine mıknatısları tutan silindirik bir çubuk içinde hareket ederler. Bu motorlar ilk olarak ticari uygulama alanları bulan lineer motorlardandır. Manyetik düzeneği manyetik actuatorlerinkine benzerdir. Tek farkları bu motorda stroku arttırmak için bobin sargıları tekrarlanmış olmasıdır.

Bobin sargıları tipik olarak üç fazlı, hall effect cihazları kullanan fırçasız komütasyonludur. Forcer silindiriktir ve manyetik çubuğu ileri geri hareket ettirir. Bu çubuk manyetik alan değişimine hassas uygulamalara elverişli değildir. Parmaklar manyetik çubukla bu çubuğun etkileşim içinde olduğu yüzey arasına sıkışmamalıdır.

Tüp Şeklinde Lineer Motor

Tüp şeklindeki tasarımda en büyük sorun alınan mesafenin artmasında yaşanır. Motor tamamen silindiriktir. Bunun için çubuk boyunca hareket ettiğinden bu tasarımı sadece uçlardan yataklayabilir. Buna göre mesafe artışı çubuğun sehim yaparak mıknatısların forcera temas için belli bir limit içinde tutulmalıdır

U Kanal Şeklinde Lineer Motor

Bu lineer motorlar birbirine bakan iki paralel mıknatıs ray ve aralarında hareket eden forcerdan oluşur. Forcer mıknatıs ray içinde rulmanlarla yataklanmıştır. Forcer demirsizdir. Yani forcer ile mıknatıslı ray arasında çekim kuvvetleri ve bozucu kuvvetler yoktur.

Demirsiz bobinlerin kütlesi düşüktür ve yüksek ivmelenmelere izin verirler. Tipik olarak bobin sargıları üç fazlı fırçasız komütasyonludur. Motora hava soğutması ilave edilerek daha fazla performans sağlanabilir.

Bu lineer motor tasarımı mıknatısların birbirine bakması ve U şeklindeki kasası ile daha az manyetik alan sızıntısına neden olur. Bu ayrıca cisimlerin güçlü mıknatıslar tarafından yakalanma riski azaltılır. Mıknatıslı rayın tasarımı neden ile alınan mesafe birbirlerine ilave edilerek arttırılabilir. Sınırlayıcı özellikler kabloların boyu ve var olan encoder boyudur.

Yassı Lineer Motor

Bu motorlarda kendi içinde sınıflandırılır

• Slotsuz demirsiz yassı motor,
• Slotsuz demirli yassı motor,
• Slotlu demirli yassı motor.

Slotsuz Demirsiz Yassı Motor

Slotsuz demirsiz yassı motor alüminyum kaideye montelenmiş bobin serilerinden meydana gelir. Forcerda demir bulunmaması nedeniyle motorda çekim kuvvetleri veya adımlama (cogging) yoktur. Bu özellik yatak ömrünü bazı uygulamalarda uzatır. Forcerlar uygulama tipine göre üste veya kenarlara yerleştirilebilir. Tarama uygulamaları gibi uygulamalarda düzgün hız kontrolü sağlanır.

Bu tip tasarım yassı ray tasarımları arasında en az kuvvetlisidir. Genellikle yassı mıknatıslı rayların yüksek manyetik alan sızıntıları vardır. Diğer metallerle etkileşimlerinden kaçınılmalıdır.

Slotsuz Demirli Yassı Motor

Slotsuz demirli yassı motorlar slotsuz demirsiz yassı motorlarla aynı konstrüksiyona sahiptir. Tek farkları bobinler önce demir tabakalara sonra alüminyum kaideye montelenmiştir. Manyetik alanı yönlendirmek ve kuvveti arttırmak için demir tabakalar kullanılırlar.

Forcerdaki demir tabakalar sebebiyle forcer ile ray arasında bir çekim kuvveti oluşur. Motorun meydana getirdiği kuvvetle orantılıdır. Bu tabakalardan dolayı motorda bir adımlama kuvveti meydana gelir. Forcerı manyetik raya yerleştirirken dikkatli olmalıdır.

Slotlu Demirli Yassı Motor

Bu tip lineer motorlarda bobin sargıları demir blokların arasına yerleştirilmiştir. Demir çekirdek sargılar manyetik alan oluşturur. Oluşturulan bu manyetik alanı odaklayarak önemli derecede motor kuvvetini arttırır.

Demir çekirdek ile mıknatıslı ray arasında kuvvetli bir çekim kuvveti vardır. Bu avantajından dolayı havalı yataklama sistemi için önyükleme olarak kullanılır. Ama bu kuvvetler yataklardaki aşınmayı arttırır. Aynı zamanda adımlama kuvvetleri oluşacaktır. Ray üzerindeki mıknatısları eğri olarak yerleştirerek azaltılabilir.

Lineer Motor Çekirdek Tipine Göre

Demir Çekirdekli Lineer Motor

Bu motor tasarımını fırçasız döner motorlardan alır. Motorda yassı bir ray üzerine yerleştirilen sabit mıknatıslar vardır. Forcer levhaların dişleri veya slotları çevresine yerleştirilen bobinlerden oluşur. Sargıların içine sıcaklık ölçen termal sensörler yerleştirilmiştir.

Hall effect sensörleri de sargı alanına veya motorun kenarına yerleştirilmiştir. Bu sensörler raydaki mıknatıslar tarafından çalıştırılır ve sargıların komütasyonunda kullanılır. Levhaların kullanılması manyetik alanı yoğunlaştırılır ve bu tip motor hacim başına en büyük kuvveti meydana getirir.

Tek sıra mıknatıs kullanıldığından maliyeti hava çekirdekliye göre düşüktür. Mıknatıslı rayın sürüldüğü uygulamalarda hava çekirdekliye göre hafif olduğundan daha avantajlıdır. Sargılar demir slotlar etrafında olduğundan ısının dağıtılması mükemmeldir. Ek olarak slotlar içine soğutma tüpleri yerleştirilebilir.

Daha sonra bu tüpler içinden hava veya akışkan geçirilerek soğutma iyileştirilebilir. Forcer esas olarak demirden yapılır. Bundan dolayı forcer ile ray arasındaki boşluk 0.8 mm kadardır. Böyle olduğu için forcer ile ray arasında çok güçlü bir çekim kuvveti vardır. Bu kuvvet motorun sürekli rejimdeki itme kuvvetinin 10 katı kadar olabilir.

Örneğin; Eğer motorun 100N luk bir sürekli kuvveti varsa, normal düzlemde çekim kuvveti 1000N kadar olabilir. Lineer yataklar boyutlandırılırken bu kuvvet hesaba katılmalıdır. Forcer demirden yapıldığı için mıknatıslar üzerinden geçtiğinde her geçişte itme kuvvetinde değişimler oluşur.

Buna adımlama denir ve düşük hızlarda hızda dalgalanmalara sebep olduğu için düzgünlüğü etkiler. Bu motor tasarımı, adımlama etkisini azaltmak üzere mıknatıslar eğik yerleştirilir. Bunun nedeni adımlama etkisini azaltmak için başka bazı yöntemlerle optimize edilmiştir.

Hava Çekirdekli Lineer Motor

Bu konstrüksiyon hava çekirdekli veya demirsiz olarak isimlendirilmektedir. İki mıknatıslı ray birbirine zıt kutupları bakacak biçimde yerleştirilir. Forcer epoksi içine yerleştirilmiş bobin sargılardan meydana gelir. Bu sargıların üzeri alüminyum levha ile kapatılmıştır. Bu levha yükü bağlamak ve ısıyı dış ortama göndermek için kullanılır.

Sargılarda demir yoktur. Demir çekirdekte olduğu gibi termal sensörler ve hall effect sensörleri forcera yerleştirilmiştir. Forcerda demir olmadığı için forcer ile ray arasında bir çekim kuvveti yoktur. Bu yataklar üzerinde ayrıca yüklerin olmaması demektir. Bu kuvvetlerin olmamasından dolayı motorun yönetilmesi ve kurulumu kolaydır. Ayrıca çekim kuvvetleri olmaması sebebiyle adımlamada yoktur.

Bu sebeple aşırı hız kontrolü gerektiren uygulamalara uygundur. Bu tip motorlar sürtünmesiz ve çok düzgündür. Bu sebeple hava yataklamaları ile birlikte kullanılırlar. Çok düşük yüklerin var olduğu uygulamalarda forcerın ağırlığının düşük olması bir avantajdır. Bu tip motorlarda forcer hafiftir.

Böylece düşük ağırlıklarda yüksek ivlenmeler ve daha fazla işlem hacmi mümkündür. Sargılar epoksi içinde tutulduğu için bobinlerdeki ısının ortamı dışarı atılmalıdır. Bunun da tek yolu sargılardan alüminyuma aktarılması oradanda bir heatsinke aktarılmasıdır. Isı ayrıca hava boşluğundan ve mıknatıslı ray içinden geçer. Bu yolların her birinin yüksek ısıl direnci olduğu için motorun ısı kontrolü zordur.

Forcer bobinlerden ve epoksiden oluşur. Kuvvet, bobinlerde oluştuğundan kullanılan tüm kuvvet bobinleri epoksi üzerindedir. Bu yapı demir çekirdekliye göre daha zayıftır. Bu zayıflık ek yapısal elemanlar eklenmeden imal edilmiştir. Motorlarda maksimum boyutları ve kuvvetleri sınırlar. Isı kaynaklı ve yapısal sınırlamalar sebebiyle bu tip motorlarda hacim başına düşen kuvvet düşüktür. Çift raylı tasarım ayrıca fazladan yer kaplar.

Slotsuz Lineer Motor

Ray demir çekirdekli tasarımda kullanılanla aynı yapıya sahiptir. Forcer ise hava çekirdekli motorlardaki bobin tasarımından meydana gelir. Bu bobinlerin üzerine demir bir levha yerleştirilmiştir. Bu yapı altı açık alüminyum bir kasa içerisine yerleştirilmiştir. Bu kasanın içi epoksi ile doldurularak sargılar ve demir levha koruma altına alınır. Termal sensörlerde içindedir.

Slotsuz demir çekirdekli ve hava çekirdeklinin bir karışımı olduğu için avantaj ve dezavantaj bu iki tipin karşılaştırılmasıdır. Demir çekirdekli tasarımdaki gibi tek sıra mıknatıslardan oluşan ray kullanıldığından maliyeti hava çekirdekliye göre düşüktür. Tek bir mıknatıslı ray kullanıldığından ağırlığı hava çekirdeklinin yarısı kadardır. Buda çok eksenli sistemlerde daha az yük ve yüksek iş hacmi demektir.

Forcerın gövdesinin alüminyum kasadan yapılır ve sargıların bu kasaya bağlanır. Bu sebeple forcerın dayanımı hava çekirdekliye göre daha fazladır. Hava çekirdekli motorlar kadar değildir. Ama slotsuz tasarım demir çekirdekliye göre daha hafiftir. Bu düşük yük uygulamalarında yüksek iş hacmi anlamındadır.

Slotsuz tasarımda demir levha olması forcer ile ray arasında çekim kuvvetleri oluşturur. Ama bu demir çekirdeklide olduğu kadar fazla değildir. Bu çekim kuvveti sürekli rejimdeki kuvvetin 5 ila 7 katı kadardır. Mıknatıslar ile forcerdaki demir levha arasındaki boşluğun fazla olmasından slotsuz tasarımda adımlama daha azdır.

Bu slotsuz tasarımın iyi hız kontrolü gerektiren uygulamalarda da çalışabilmesini sağlar. Slotsuz tasarımda bobinler demir levha ile ve onunda alüminyum kasa ile temasından ısı transfer geçişleri iyidir. Hacim başına kuvvet bu tasarımda hava çekirdekli ile demir çekirdekli arasındadır. Slotsuz tasarımın ısı transfer yolu daha iyi olduğu için hava çekirdekliye göre daha yüksek akımlara izin verir. Bu sebeple daha yüksek kuvvetler doğurur.

Çekirdeklerin Birbirleri ile Karşılaştırılması

Repülsiyon Motor Yapısı Çalışma Prensibi

Repülsiyon motor nedir: Yüksek kalkınma momentinin gerekli olduğu yerlerde hep repülsiyon motorlar kullanılıyordu. Daha sonra yardımcı sargılı kondansatörlü motorlar kullanılamaya başlamıştır.

Repülsiyon Motor Yapısı

Repülsiyon motorların statörleri, yardımcı sargılı motorların veya üç fazlı asenkron motorların statörüne benzer. Repülsiyon motorların statörüne yerleştirilen bir fazlı sargı yardımcı sargılı motorda olduğu gibidir. Bobinler spiral (el sargı) şeklindedir.

Repülsiyon motorun rotoru, doğru akım dinamosu ve motor rotorunun ki ile aynıdır. Sargı uçları kollektör dilimlerine bağlanmıştır. Bu motorlarda fırça da vardır. Sadece repülsiyon motorlarda fırçalar, motor içinde kısa devre edilmiştir.

Bir fazlı asenkron motorlarda olduğu gibi repülsiyon motorlarda da şu parçalar bulunmaktadır:

• Statör
• Rotor
• Kollektör
• Fırçalar
• Rulmanlar
• Kapaklar
• Yataklar
• Merkezkaç mekanizması

  

Fırçalar kapak üzerinde ise doğru akım motorunun rotoru gibi kollektöre üstten basar. Eğer fırçalar mil üzerinde montajlı ise fırçalar kollektöre alın kısmından basar.

Repülsiyon Motorların Çalışma Prensibi

Statördeki bir fazlı sargıya alternatif gerilim uygulandığı zaman geçen akım, kutupları oluşturur. Değişken manyetik alan içinde bulunan rotor sargılarında EMK indüklenir. Fırçalar kısa devre edilmiş olduğundan rotor iletkenlerinden indükleme akımları geçer.

Kutup ekseninin bir tarafındaki rotor iletkenlerinden geçen akımlar bir yöndedir. Diğer taraftaki iletkenlerden geçen akımlar ters yöndedir. Rotor iletkenlerinden geçen bu akımlar rotorda N ve S kutuplarını oluşturur. Statörün N kutbunun karşısında rotorun N kutbu, statörün S kutbunun karşısında da rotorun S kutbu vardır. Karşılıklı gelen aynı kutuplar N-N ve S-S kutupları birbirini iter.

Kutupların itme kuvvetleri kutup ekseni doğrultusundadır. Aynı zamanda birbirine zıt olduğundan rotorda bir döndürme momenti oluşturmaz. Bu durumda rotor dönmez. Fırçalar kutup ekseninden kaydırıldığı zaman rotorda kutuplar oluşur.

Oluşan bu kutuplar statör kutup ekseninde olmayacağı için fırçaların kaydırılma yönünde dönme başlar. Fırçalar kutup ekseninden 90° kaydırıldığında rotorda indüklenir. İndüklenen EMK’ ler birbirini yok ettikleri için fırçalar arasındaki EMK sıfır olur. Rotor sargılarından akım geçmeyince rotorda kutuplar oluşmaz. Statör kutuplarının etkileyeceği rotor kutupları olmayınca döndürme momenti oluşmaz ve rotor da dönmez.

Repülsiyon Motorların Özellikleri

Repülsiyon Motorların Kullanma Alanları

Gölge Kutuplu Yardımcı Kutuplu Asenkron Motorlar

Gölge kutuplu motorlar: Elektrik motorlarındaki gibi döner alan prensibine göre çalışır. Bu motorlarda, döner alan statörün etrafında dönmeyip, kutupların bir ucundan diğer ucuna doğru kayar. Bu sebeple bu tip motorlarda moment, her an değişir ve yol alma momentleri düşüktür.

Çünkü yol alma momenti, üzeri bakırla örtülmüş olan yarık kutup parçasının genişliğine bağlıdır. Kutup ayaklan üzerinde açılan ve yarıkla ayrılan kısma yerleştirilen bakır halkaya, yardımcı kutup veya gölge kutup denir.

Gölge Kutuplu Motor Özellikleri

Gölge kutuplu motorlar küçük güçlü yapılır. Küçük güçlü motorların en ucuzu ve en basit yapılı olanıdır. Tek fazlı, asenkron, kısa devre rotorlu motorlardır. Bu motorlara yardımcı kutuplu motorlarda denir. En önemli özellikleri uzun ömürlü olmaları ve çok sessiz çalışmalarıdır.

Sessiz çalıştıkları için tercih edilen bu motorların yapımları kolay ve ucuzdur. Genellikle 100 Watt’ a kadar olan güç uygulamalarında kullanılır. Başlama momenti güç katsayısı ve verimleri düşüktür. Ayrıca aşırı yüklerde dururlar.  Motorun devir yönü değiştirilemez. Bu motorlar 200W gücünde de imal edilen ve sabit hız uygulamalarında kullanılan genel amaçlı motorlardır. 

DC motorlardaki gibi kutup ayakları vardır. Kutbun bir ucundan 1/3 uzaklıkta bulunan yarık içerisine uçları kısa devre edilen bakır halka geçirilmiştir. Kutbun diğer 2/3′ lük kısmına ise kutup sargısı sarılmıştır.

Gölge Kutuplu Asenkron Motor Yapısı

Gölge kutuplu asenkron motorda bulunan elemanlar;

• Sincap kafes rotor
• Tek faz sarımlı bobin
• Bobinin sarıldığı makara
• Demir nüve
• Bakır kısa devre çubuklar
• Mil yatakları (bearings)

Statör

Şekilde yardımcı kutuplu motorun iki tipi görülmektedir. Bu motorlarda statörler çıkıntılı kutubu olarak saç paketlerinden yapılırlar. Kutupların birer kenarlarına yarık açılmıştır. Açılan bu yarıklara bakır halkalar takılır. Çıkıntılı kutuplara bobinler yerleştirilir.

Rotor

Yardımcı kutuplu motorların rotorları kısa devreli rotorlardır. Üç fazlı asenkron motorun kısa devreli rotorundan hiçbir farkı yoktur.

Gölge Kutuplu Asenkron Motor Çalışma Prensibi

Yardımcı kutuplu motorun statör sargıların a1 fazlı alternatif EMK uyguladığında sargılardan sinusoidal akım geçer. sıfırdan maksimum dereceye doğru  aktıkça değişken bir manyetik akı oluşturur.

Statör sargılarından geçen akım yön değiştirince, manyetik akıda akıma bağlı olarak yön değiştirir. Yardımcı kutuplu motorun bir kutbunu inceleyelim. Akımın yarım periyotluk değişmesinde kutbun manyetik akısındaki değişikliklere bakalım. Kutbun oluşturduğu manyetik alanın değişimi şekilde görülmektedir.

Kutup bobininden geçen akım 0’dan pozitif maksimuma yakın (a) değerine doğru artarken, kutbun manyetik akısı da artacaktır. Artan manyetik akı, bakır halka üzerinde bir EMK indükler. Bu akı bakır halkadan indükleme akımının geçmesine neden olur.

Lenz Kanununa göre; bakır halkadan kısa devre akımı geçer. Geçen indükleme akımı kendisini oluşturan manyetik akının artışına engel olacak şekilde (yani zıt yönde) manyetik akı oluşturur.

Yardımcı kutbu oluşturan bakır halkanın bulunduğu kutup parçasındaki manyetik akı zayıflar. Kutup yüzeyinde manyetik akının düzgün dağılışı bozulduğundan manyetik akı ekseni kutbun bir tarafına doğru kayar. (Şekil A).

Kutup bobininden geçen akım a ve b arasında maksimuma çok yakındır. Bu kısımda akımdaki değişme çok küçüktür. Kutbun oluşturacağı manyetik akıda çok az değişecek yani akı sabit kalacaktır.

Sabit manyetik alan içinde kalan bakır halkada hiçbir EMK indüklenmez. Böylece bakır halkadan geçen akım sıfır olur. Bakır halkanın etkisi olmayınca, manyetik akı kutup yüzeyine düzgün olarak yayılır. Manyetik akının ekseni kutbun ortasına doğru kayar. Şekil B’de bu durum görülmektedir.

Şekil C’de görüldüğü gibi maksimum değeri geçmiş olan akım azalarak sıfıra düşer. Bu durumda kutbun manyetik akısı da azalmaya başlar. Manyetik akının azalması bakır halkada bir EMK indükler. Böylece bakır halkadan indükleme akımı geçer. Bakır halkadan geçen indükleme akımı manyetik akı oluşturur.

Bu manyetik akının yönü, azalan kutup akısının azalmasını önlemek için kutup alanı ile aynı yöndedir. Bu durumda bakır halkanın bulunduğu kutup yüzeyinde manyetik alanın yoğunluğu artar. Böylece, manyetik akının ekseni bakır halka (yardımcı kutup) tarafına doğru kayar.

Kutup bobininden pozitif yarım peryotluk akım geçince, N kutbu oluşur. Böylece manyetik akı kutup yüzeyinde bakır halkaya doğru kayar. Bobinden akımın negatif yarım peryodu geçerse, S kutbu meydana gelir. Manyetik akı yine kutup yüzeyinde kutbun bir tarafından bakır halkaya doğru kayar.

O halde, akım yön değiştirdikçe kutup değişir (N ise S kutbu olur). Yalnız, manyetik alanın kutup yüzeyinde kayması hep aynı yönde bakır halkaya (yardımcı kutba) doğru olur. İki kutbun ortasındaki kısa devreli rotor çubukları üzerinde değişen manyetik akı EMK’ ler indükler. Bu durumda kısa devreli rotor çubuklarından da indükleme akımları geçer. Rotor manyetik alan oluşturur.

Kutup yüzeyinde manyetik akının kayması rotorun bir tarafındaki kutupta ise;

rotorun diğer tarafındaki kutupta ters yöne doğrudur. Manyetik akının kutup yüzeyinde kayması sanki kutup dönüyormuş gibi rotor üzerinde bir etki yapar. Oluşan döndürme momentinin etkisi ile rotor manyetik akının kayma yönünde, yani yardımcı kutuplara doğru, dönmeye başlar.

Yukarıda anlatıldığı gibi. Bir fazlı yardımcı kutuplu motorlarda manyetik alan, ana kutuptan yardımcı kutba doğru sürekli kayma gösterir. Döner alana benzeyen bu manyetik alan, rotorun dönmesini sağlar. Bir fazlı yardımcı kutuplu asenkron motorlar daima aynı yönde dönerler. Devir yönünü değiştirmek için rotor, statör içerisinde ters çevrilir.

Gölge Kutuplu Asenkron Motorun Avantajları

• Bu motorlarda devir sayısı ayarı, motora uygulanan gerilim bazı yöntemler ile değiştirilerek ayarlanabilir.
• Yardımcı kutuplu motorların; yapıları basittir, maliyetleri ucuzdur, çok sessiz çalışırlar.
  Diğer motorlara göre çok sessiz çalışırlar.
• Merkezkaç anahtarı yoktur bu nedenle bu anahtardan kaynaklı mekanik arıza ihtimali ortadan kalkar.
  Düşük güçlü uygulamalar için daha uygundur.

Gölge Kutuplu Asenkron Motorun Dezavantajları

• Kalkınma momentleri düşüktür.
• Sadece düşük güçler için üretilirler.(1-250W)
• Verimleri çok düşüktür (%15-%30).
• Dönüş yönü bir elektronik elemanla ile değiştirilemez. Dönüş yönünü değiştirmek için rotorun sökülüp ters bir şekilde döndürülüp bağlanması gerekir.
• Aşırı yüklerde dururlar.

Gölge Kutuplu Asenkron Motorların Kullanıldığı Yerler

Gölge kutuplu motor kalkış momentinin küçük olması, bu motorların küçük güç ve boyutlarda üretilir. Ancak basit yapısı ve merkezkaç anahtarının kullanılmaması, düşük güçlü uygulamalarda bu motora büyük üstünlük sağlamaktadır. 1 -100W arasında küçük güçler için yapılır ve teyplerde ısıtıcı vantilatörlerde ve meyve sıkma makinalarında kullanılır.

Küçük güç ve kalkınma momenti gerektiren uygulamalarda kullanılır.

• Aspiratör,
• Saç kurutma makinesi,
• Elektrikli ısıtıcı
• Oyuncaklar

Sessiz çalışma, sürekli hız, uzun süreli çalışma ve yüksek kalkış momenti gerektirmeyen uygulamalarda kullanılır.

• Buzdolabı
• Harç makinası
• Hava temizleyici
• Mikrodalga fırın
• Küçük güçlü fan
• Kompresör
• Püskürtücü
• Isıtıcı vantilatör

Gölge Kutuplu Motor Fiyatları

Gölge kutuplu motorlar çok çeşitlidir. Kullanım amaçları, yapısı, tipi, marka ve modeline göre fiyatları değişmektedir.

 

Yardımcı sargılı kondansatörü olmayan motoru, kalkış kondansatörlü duruma çevirebiliriz. Bunun için seçilecek uygun bir kondansatörü yardımcı sargı devresine bağlamak gerekir. Tablo da motorların güçlerine göre gerekli kondansatör değerleri verilmiştir. Kondansatörler, genel olarak motorlar üzerine monte edilir. Yalnız yol vermede kısa bir zaman için devrede kalacak olan kondansatörler kullanılır. Bu kondansatörler genellikle elektronik kondansatörlerdir. Elektronik kondansatörler, uzun zaman devrede kalırlarsa patlar.

Üç Fazlı Asenkron Motorun Bir Fazlı Şebeke Bağlantının Yapılışı

Üç fazlı asenkron motorları yıldız ve üçgen bağlantılara göre bir fazlı şebekeye bağlantısını yapabilmek için;

Motor giriş uçlarından herhangi ikisine faz (R) ve nötr (N) uçları bağlanır. Kondansatörün bir ucu faza bağlanırken diğer ucu motorun boşta kalan giriş ucuna bağlanılarak bağlantı tamamlanır.

Kondansatör Kapasitesinin Seçimi

Bir fazlı şebekede çalıştırılacak üç fazlı motor için gerekli kondansatör genellikle aşağıdaki gibi seçilir.

• Vantilatör, taşlama vb. kolay harekete geçen motorlar için kW başına 55-60μF,
• Kompresör vb. Kalkınma momenti büyük motorlar için kW başına 95-110μF.
• Santifruj Motorlarda 1 Kw 100 µF (mikro farad)
• Çamaşır makinesi ve sıkma presi motoru için kW başına 130μF kondansatör kullanılmalıdır.

Tek Fazlı Motor Kondansatör Hesabı

3 fazlı motorun 1 fazlı olarak çalıştırılması için gerekli kondansatör kapasitesi yaklaşık olarak şu formül ile de elde edilebilir.

P; Motor gücü (kW)

cosφ; Motor güç katsayısı

U; Motor gerilimi (Volt)

C; Gerekli kapasite (μF)

Motor Devir Yönün Değiştirilmesi

Üç fazlı asenkron motorlar bir fazlı olarak çalışırken devir yönünün değiştirilmesi için:

Nötr ile kondansatörün faza bağlı olmayan ucu yer değiştirilir.

 

Elektrikli Araba Nasıl Şarj Edilir? Nasıl Çalışır? Şarj Etme Yöntemleri Nelerdir? 

Elektrikli arabalar nasıl şarj edilir: Elektrikli arabalar elektriğin bulunduğu her yerden şarj edilebilir. Elektrikli araba alacak kullanıcıların aklına gelen ilk gelen soru “Nerede şarj edeceğim?” Oysa ki elektrikli otomobillerin hayatımızda yer alması ile birçok şarj istasyonu kurulmuştur. Kurulmaya da devam etmektedir.

Elektrikli Araba Nedir?

Elektrikli araba, elektrik enerjisi ile çalışan arabalara denir. Elektrikli araçlar karbon salınımı olmaksızın, çevreye herhangi bir fosil yakıt bırakmadan, yenilenebilir enerji sayesinde doğa dostudur. Elektrikli arabalar (electric cars) bir veya daha fazla elektrik motoru kullanırlar. Bataryalardan ve diğer enerji depolama cihazlarında depoladığı elektriği kullanan otomobildir. Elektrik motorları ani tork verir, güçlü ve dengeli hızlanma sağlar.

Çalışırken gürültü kirliliği oluşturmaz, enerji tasarrufu sağlarlar. Bundan dolayı gelecek nesillere sağlıklı bir dünya bırakmaya katkıda bulunmaktadır. Kilometre başına düşen maliyet oranının diğer arabalara göre daha düşük olması başlıca faktörler arasındadır. Tüm araçlarda olduğu gibi elektrikli araç (EA) modellerinin de belirli bir çalışma sistemi vardır.

Elektrikli Arabayı Oluşturan Parçalar 

Elektrikli arabayı oluşturan parçalar ve görevleri nelerdir?

Battery (all-electric auxiliary): Akü (tamamen elektrikli yardımcı):

Elektrik tahrikli bir araçta, yardımcı akü araç aksesuarlarına güç elektriği sağlar.

Charge port: Şarj portu:

Şarj portu, akü (battery) grubunu şarj etmek için aracın harici bir güç kaynağına bağlanmasına izin verir.

DC/DC converter: DC / DC dönüştürücü:

Akü grubundan yüksek voltajlı DC gücünü, araç aksesuarlarını çalıştırmak ve yardımcı aküyü şarj etmek için daha düşük voltajlı DC gücüne dönüştürür.

Electric traction motor: Elektrikli çekiş motoru:

Çekiş aküsü grubundan gelen gücü kullanan bu motor, aracın tekerleklerini çalıştırır. Bazı araçlar hem sürüş hem de rejenerasyon işlevlerini yerine getiren motor jeneratörleri kullanırlar.

Onboard charger: Yerleşik şarj cihazı:

Şarj portu aracılığıyla sağlanan AC elektriğini çekiş aküsünü şarj etmek için DC gücüne dönüştürür. Aynı zamanda şarj ekipmanı ile iletişim kurar. Grubu şarj ederken voltaj, akım, sıcaklık ve şarj durumu gibi pil özelliklerini izler.

Power electronics controller: Güç elektroniği kontrolörü:

Bu ünite, çekiş aküsü tarafından sağlanan elektrik enerjisi akışını yönetir. Elektrikli çekiş motorunun hızını ve ürettiği torku kontrol eder.

Thermal system (cooling): Termal sistem (soğutma):

Bu sistem, elektrik motoru, güç elektroniği ve diğer bileşenlerin uygun çalışma sıcaklığı aralığını korur.

Traction battery pack: Çekiş pil takımı:

Elektrikli çekiş motorunun kullanması için elektriği depolar.

Transmission (electric): Şanzıman (elektrikli):

Şanzıman, tekerlekleri çevirmek için elektrikli çekiş motorundan mekanik gücü aktarır.

Elektrikli Otomobil Nasıl Çalışır?

Araçlar belirli bir düzen içerisinde çalışmakta ve araçta düzensizlikten kaynaklanacak arızaların önüne geçilmektedir. Bir elektrikli otomobil nasıl çalışır? Yanmalı motorun aksine elektrikli otomobil, motoru çalıştırmak için yakıtın yanmasına ihtiyaç duymak yerine bataryadan aldığı elektriği kullanır. Rejeneratif frenleme sistemleri sayesinde durmak için kullanılan enerjiyi depolarlar. Hızlanmak için tekrar kullanırlar.

Bataryanın kapasitesi, bu tip bir elektrikli otomobilin menzilini yani tek bir batarya şarjıyla gidebileceği mesafeyi belirler.
Elektrikli otomobil yalnızca elektrikle çalışır. Yanmalı motoru yoktur, emisyon üretmez.

Elektrikli Araç Bataryası

Elektrikli araç EA, üretimi yapılırken yaşanan en büyük sorun bataryadır. Ancak nikel bazlı çalışan piller yerine doldurulabilir ve lityum ile çalışan piller geliştirilmiştir.

Pil çeşitlerinden olan NiMh pil ile Lityum-iyon pil EA, HEA uygulamalarında kullanılmaktadır. Batarya teknolojisinin gelişmesi ile Lityum-iyon bataryaların enerji yoğunluğu yüksek değerlere ulaşmıştır.

Lityum-iyon piller anlık olarak sürekli akımın çok üzerinde akım verirler. Bundan dolayı aracın ani hızlanmalardaki tepki süresi kısadır. (EA) elektrikli araba, (HEA) hibrit araç ve batarya şarj cihazı her geçen gün fazlalaşmaktadır.  Ayrıca bazı araçlar özel tekniklerle kendi kendini şarj edebilmektedirler.

Elektrikli araçların (EA) önemli bir bölümü ve şarj edilebilir tüm teknolojik aletler lityum iyon piller ile çalışmaktadır. Elektrikli arabalar da batarya tipinde en önemli husus şarjdır. Batarya doluluk oranı %20’nin altına düşmeden şarj edilmelidir. Bunun sebebi ise lityum iyon pillerin tek bir yapı yerine hücreler halinde olmasıdır. Eğer pil sonuna kadar biterse pilin bazı hücreleri yok olmaktadır. Bu sebeple elektrikli bir oto da batarya bitene kadar araç (vehicle) kullanılmamalıdır.

Elektrikli Araba Şarj Etme Sistemi

Elektrikli araç şarjı üç şekilde yapılabilir.

• Ultra hızlı şarj (Ultra Rapid Charging),
• Hızlı şarj ( fast charging),
• Yavaş şarj (slow charging) .

Bunlar, EA şarj etmek için var olan güç çıkışlarını ve şarj hızlarını temsil eder. Şarj gücü kilowatt (kW) olarak belirtilmektedir.

• Ultra hızlı şarj cihazları ( Ultra Rapid chargers):

Elektrikli araç şarj etmek için en hızlı yoldur. Ağırlıklı olarak DC şarjını içerir. Bu, iki kategoriye ayrılabilir ultra hızlı ve hızlı. Ultra hızlı noktalar 100+ kW, 150 kW ve 350 kW’a kadar şarj edebilir ve yalnız DC’ dir. İkinci olarak hızlı şarj cihazları ( rapid chargers) 50kW şarj kapasiteli noktalardır. Örneğin; İngiltere’nin hızlı şarj altyapısının çoğunda 50 kW DC şarj etme noktaları mevcuttur. Bu noktalarda aynı şarj ünitesine iki araç bağlanabilmektedir.

• Hızlı şarj cihazları ( Fast chargers):

Elektrikli aracı 3-4 saat içinde tamamen şarj eden 7 kW ila 22 kW güç sağlayanları kapsar.

• Yavaş şarj cihazları:

3 kW’ a kadar şarj ünitelerini kapsar ve gece şarj etmek için kullanılırlar. Bu şarj üniteleri ile elektrikli araç aküleri 6-12 saat arasında tam şarj edilirler.

Araç Şarj İstasyonu Nedir?

İki çeşit elektrikli araç şarj istasyon sistemi vardır.

AC şarj istasyonları; AC şarj üniteleri genelde kişisel kullanımlar içindir. Uzun şarj (6-8 saat ) sürelerine ihtiyaç duymaktadırlar. Bu sistemlerde şarj kapasitesi en fazla 22kW olmaktadır.

DC şarj istasyonları; Ticari ve büyük çaplı elektrikli araç şarj istasyon kurulumları için daha uygundur. Genellikle elektrikli araç şarj istasyonları bu sistem üzerine kurulmaktadır. Şarj süreleri 15 dakikaya kadar indirilebilmektedir.

Aralarındaki fark; DC (doğru akım) şarj ile araçlar daha hızlı şarj olurken AC (alternatif akım) ile şarj süresi daha uzun olabiliyor.

Birçok marka kendi elektrikli otomobillerine ücretsiz şarj istasyonu hizmeti sunmaktadır. Örneğin; BMW marka elektrikli otomobiller. Ayrıca bazı AVM, otel ve marketler elektrikli arabalar için şarj istasyonları sunmaktadır. AVM veya otoparklarda halka açık şarj istasyonlarında soketten aracınızı şarj edebilirsiniz.

En önemli gelişmelerden birisi de İstanbul Ulaşım AŞ tarafından yapılan yeni çalışmadır. Engelli erişiminde kolaylık sağlaması için metro istasyonlarına şarj istasyonları yerleştirilmiştir. Engelli vatandaşlar bu şarj istasyonlarından ücretsiz yararlanmaktadırlar.

Elektrikli Araba Kaç Saatte Şarj Olur?

Elektrikli Araba Şarj Süresi Ne Kadar? (EA) Elektrikli araba şarj süresi, batarya kapasitesine göre değişiklik gösterir.

DC şarj istasyonlarında bir elektrikli aracın şarjının %80’e ulaşması için 30 dakika şarj edilmesi yeterlidir. Hızlı şarj istasyonları 20 KWh lik bir aküyü şarj etmek için 30 dakika gibi kısa bir sürede %80’e kadar şarj imkanı sağlamaktadır. Bunlarda kullanılan elektrik ise 36 Amperlik (400 V) bir terminal olması yeterlidir.

AC tip şarj istasyonlarında ise %80 şarj oranına ulaşmak için 3 – 4 saat gibi bir süre gerekiyor. Bu durum; aracın çekiş gücüne, ortalama güce ve şebekeye bağlı olarak değişebiliyor.

Elektrikli Araç Şarj İstasyonları Ödeme Sistemleri

Ülkelerin şarj etme istasyonları ve ödeme sistemleri farklıdır. Bir çok istasyonda, Tanımlama teknolojisi RFID kartı uygulaması vardır. İnternet (web) erişimi de yaygın olarak kullanılmaktadır.

Hızlı şarj istasyonu ve ultra hızlı şarj istasyonları ( rapid ev charger station) vardır. Hızlı şarj noktalarında önceden kayıt veya hesap kurulumu gerektirmiyor. Temassız banka kartı ile ödeme yapmak yaygınlaşmaktadır. Şarj tarifeleri, tüketilen enerji başına maliyeti (kWh başına), şarj için belirlenmiş bir ücreti kapsamaktadır.

Elektrikli Araç Şarj İstasyonu Kurulum Maliyeti Nedir?

Şarj istasyonu kurulumu maliyet gerektirmektedir. Elektrikli araçların şarj olması için Elektrikli araç şarj istasyonu kurulumları yapılmaya başladı. elektrikli araç şarj istasyonu kurulum maliyeti yaklaşık 20 Kw Şarj İstasyonu 19.680 USD + Kdv civarındadır.

Elektrikli Araç Şarj Ücreti

Elektrikli araç şarj ücreti ne kadar? E şarj şarj ücreti, Dakika başı ücretler araçtan araca 0.06 TL ile 0.86 TL arasında değişiyor. Yurtdışı ile karşılaştırırsak, Tesla Supercharger  şarj üniteleri araçları $0.13 ile $0.26 dolar arası dakika başı ücret ile çalışıyor.

Elektrikli Araba Şarj İstasyonları

Türkiye’deki elektrikli araç şarj istasyonlarını Google Maps’i harita üzerinde bulmak mümkündür.

Elektrikli araç (EA) şarj istasyonları Türkiye için oldukça yeni bir teknolojidir. Şarj istasyonlarını görüntülemek için mobil uygulaması ücretsiz indirerek şarj istasyon noktalarını görmek mümkündür. Araçlarda bulunan navigasyon sistemi ile e şarj (e charge) noktasına gidilebilmektedir.

Elektrikli Araba Evde Nasıl Şarj Edilir?

Evde şarj, elektrikli aracı en uygun maliyet ile şarj etmek yöntemidir. Birçok ev tipi şarj aleti 3 kW veya 7 kW olarak bulunmaktadır. Elektrikli araçlar evlerde 16 amperlik (220 V) topraklı priz ile şarj edilebilir. Bu durumda 6 ila 8 saat aralığında bir şarj süresi olacaktır.

Elektrikli araç satan firmalar, alıcıya bir şarj ünitesini de ücretsiz olarak vermektedir. Aldığınız araba firması ile doğrudan irtibata geçip istasyon kurulmasını sağlayabilirsiniz.

Ev tabanlı şarj ünitesini kullanmak için kablo çekilmesi gerekir. Kablo çekilmesinin zor olmasından dolayı özel park yeri gerektirir. Site gibi toplu konutta, ortak alanlardan birine şarj istasyonu kurulması sağlanabilir. İstasyon kurulan bölgedeki altyapı ihtiyacı da şarj istasyonunun gücüne göre değişmektedir. Elektrik dağıtım şirketinden tahsis edilen sözleşme gücü yeterli olmadığı durumlarda güç artırımına gitmek gerekiyor.

Elektrikli Araba Şarj Aleti

Elektrikli araçlarda şarj için özel konnektör (connector) girişleri vardır. Araçlar şarj ünitelerinde bulunan girişleri araçlarına takarak şarj edebilirler. Elektrikli araçların bir çoğunda, hızlı şarj sağlamak amacıyla Tip 2 CCS girişi ile şarj için Tip 2 standardı kullanılmaktadır. Hızlı şarj ünitelerinde en çok kullanılan standartlar CHAdeMO ve CCS dir.

NOT: (CHAdeMO, özel bir elektrik konnektörü ile 62,5 kW x 500 V, 125 A doğru akım sağlayan akülü elektrikli araçlar için hızlı şarj )

Küçük kapasiteli elektrikli araçlar olarak kullanılan:

Hava alanı hizmet arabaları, golf arabaları, tekerlekli sandalyeler de elektrikli araçlardandır. Bu araçlarda kullanılan aküler sulu akü ( lead -Acid), jel, ve kuru akü (VRLA) diye adlandırılan küçük kapasiteli akülerlerdir. Bu araçlar için ESP-120-12, ESC-240-24, PB-120-13,5, PB-360-12 gibi 12V akü şarj cihazları kullanılmaktadır.

Elektrikli Araba Modelleri

Elektrikli araç modelleri, tasarımı iç ve dış dizaynı yeni teknoloji ile üretilmiştir. Türkiye’deki hibrit (hybrid) olmayan tamamen elektrikli otomobil (electric car) modelleri:

• Tesla
• BMW i3 BMW i3s
• Renault Zeo
• Renault Twizy
• Jaguar I- Pace
• Smart EQ
• Porsche Taycan
• Mini Cooper SE
• Volvo Cars

Elektrikli Araç Fiyatları

Fiyatlar motor, batarya maliyeti, model, marka, konfor ve iç dizaynına göre değişmektedir.

Elektrikli Bisiklet Nedir? Elektrikli Bisiklet Nasıl Çalışır? Özellikleri Nelerdir?

Elektrikli Bisiklet Nedir: Bisiklet, doğayla bütünleşmiş, çevreye dost ve oldukça keyifli bir aktivitedir. Genellikle gelişmiş ülkelerde yolculuklar ve seyahatler bisikletlerle yapılabiliyor. Fakat ülke şartlarımızda, okula ya da gezmeye bisikletle gitmek pek mümkün olmuyor. Elektrikli bisiklet denildiğinde, ilk akla gelen bir scooter veya elektrikli motosiklet olabilir. Elektrikli bisiklet bunlardan farklıdır.

Klasik bisikletler insan gücü ile çalışan pedallı bisikletlerdir. Günümüzde ise elektrikli bisikletler üretilmeye başlamıştır. Elektrikli bisikletler normal bir bisiklet gibi pedal çevirerek kullanılır. Bir bisiklet için kullanılan elektrikli parçalar, tamamen insan gücünü arttırmak içindir.

Normal bir bisiklete; motor, pil (batarya, akü) ve kontrolör gibi elektrikli parçalar eklenir. Elektrikli bisikletin tasarımına kusursuz bir şekilde entegre etmektir. Bu ürünler, piyasadaki tüm elektrikli bisikletlerin temelini oluşturur.

Elektrikli bisiklet fikri yeni bir fikir değildir. 1881 yılında Gustavo Trouve Fransa’ da elektrikli bisikleti icat etmiştir. Ancak o zamanın teknolojik şartları e-bike’ lerin hızlı gelişmesine olanak vermemiştir.

Elektrikli Bisiklet Nedir?

Elektrikli bisikletlerin pedallarına ya da ön tekerlerine elektrikli motorlar entegre edilir. Uygun boyutlu elektrikli motorları kullanan bu bisikletler, standart bisikletlerden çok farklı değildir.

Elektrikli bisikletlerin standart bisikletlerden farkı;

Pedal kuvvetine ek olarak istendiğinde elektrik desteğinin devreye girerek sürücüye destek olmasıdır. Yani elektrik sistemi ihtiyaç olduğunda pedal kuvvetine ek olarak devreye girer.

Elektrikli motorlar genellikle bisikletlerin arka kısmına eklenen bataryalardan güç alırlar. Sürücünün pedal çevirmesi ve bunun için harcadığı güce göre çeşitli hızlarda devreye girerek sürücünün daha az güç harcamasını sağlar.

Çoğu elektrikli bisiklet, normal bir bisikletin tasarımını, geometrisini ve bileşenlerini içerir. Ancak şarj edilebilir bir batarya ile çalışan ek bir elektrik motoruna sahiptir. Elektrik motoru, sürücüye yokuşların üstesinden gelmesinde yardımcı olur. Otomatik veya manuel olarak ekstra güç verir. Ayrıca istendiğinde standart bir bisiklet gibi kullanılır.

Elektrikli Bisiklet Avantajları

Elektrikli bisikletler, elektrik motorundan ek bir güç sağlar. Bir E-Bike, standart bisikletlerin sürüş keyfini aynı şekilde korurlar. Daha uzun mesafelere gitmeye, dik yokuşları rahatlıkla tırmanmaya olanak sağlıyor.

Elektrikli Bisiklet Nasıl Çalışır?

Elektrikli bisikletler için en yaygın motor tipine göbek motoru denir. Bisikletin arka veya ön tekerleğine entegre edilmiştir. Devreye girdiğinde, tekerleği çeker veya iter. Bu sistem iyi çalışsa bile, bir dezavantajı vardır. Bisikletin viteslerine bağlı değildir. Bundan dolayı tepelerde ve çeşitli arazilerde verimliliğini kaybeder.

Elektrikli bisikletlerin ilerlemesi için kullanılan entegre bir elektrik motoru vardır. Elektrikli bisiklet (electric bike) ile, hem pedalları çevirerek yol alınabilir. Hem de aküden motora sağlanan elektrik sayesinde yol almak mümkündür.

Elektrik enerjisi sadece tekerleğin dönmesi için harcanır. Elektrikli bisiklet pedallı yapısı sayesinde sürücünün pedalı çevirmesi ile hareket eder. Böylece birlikte elektrik enerjisini birleştirerek bisikletin ilerlemesini sağlar.

Elektrikli bisikletlerin Pedelec yani ‘pedal yardımcılı’ olarak bilinen modelleri vardır. Bu modelde ihtiyaç duyulduğu anda gidon üzerine yerleştirilmiş destek ayar kolu bulunur. Bununla elektrik motorunu devreye sokmaya yarar. Böylece pedal kullanmadan elektrik motoru ile ilerlemek mümkündür.

Ayrıca krank ve dişlilerle entegre edilen ortadan tahrik motoru vardır. Bu, birkaç avantaj sağlar:

Ortadan tahrikli motor, bisikletin dişlilerini kullandığı için az pil enerjisi harcar. Buna rağmen daha yüksek performans gösterir. Eğime bağlı olarak vites değiştirebileceği için yokuş çıkma gücü çok daha iyidir. Motor yere daha yakın konumlandırılarak ağırlığı ortalanmıştır.

Pedal yardımcılı modellerde pedalı çevirmeden elektrik motoru devreye girmez. Gidon üzerine yerleştirilen destek ayar koluyla elektrik desteği alabilir. Dik yokuşlarda elektrik motoruyla birlikte pedal çevirerek kolaylıkla tırmanılabilir. Rampa aşağı yerlerde elektrik motor desteğini tamamen devreden çıkarabilir ve pedal gücüyle hızlanılabilir. (Yasalar gereğince elektrik gücü ile maksimum 25 km/s hıza ulaşılabilir. Bu hızdan sonra elektrik motorunun devreden çıktığını unutmayalım.)

Elektrikli Bisiklet Motor Gücü

Elektrikli bisiklet motorlarının, 200W’dan 1.000W’a çok çeşitli güçleri vardır. Elektrikli bisikletler genel olarak pedallarında 248 W elektrik gücü bulundurmaktadır. 1000 W’a kadar elektrik gücü bulunan elektrikli bisiklet değil, elektrikli motor sayılmaktadır. ABD’de yasal sınır 750W, ancak farklı eyaletler kendi sınırlarını belirleyebilir.

Bu sınırı beygir gücü gibi düşünün. Daha yüksek bir derecelendirme, bisikletin fazla ağırlık çekebileceği demektir. Ancak bunu yaparken daha fazla pil kapasitesi kullanmak gerekir. Örneğin, 750W’lık bir motor, pili 250W’ lık bir motordan çok daha hızlı tüketecek, ancak daha güçlü olacaktır.

Bununla birlikte, bir faktör daha dikkate alınmalıdır. Motorun tasarımı ve konumu, elektrikli bisikletlerin nasıl çalıştığı konusunda önemli bir rol oynar.

Bu motorlar, B sınıfı ehliyet gerektirir. Ehliyetsiz bisiklet için, 248 W gücünde elektrikli bisikletler tercih edilmelidir. Bunlarda plaka zorunluluğu var, trafik sigortası zorunlu değil, MTV (motorlu taşıt vergisi) yoktur.

250W üzerinde motor gücü olan ve pedal olmadan ilerleyebilen modeller trafik kanununa göre;

• Trafik tesciline tâbi
• Plaka takmak zorunlu
• Kask takmak zorunlu

Bu sebeple ülkemizdeki elektrikli bisikletler 250W’ lik güç sınırını aşmamaktadır.

Elektrikli bisikletin sahip olduğu motor gücü bisikletin menzilini etkilemektedir. Bisiklet satın alırken bisikletin motor gücü tercihe bağlıdır.

220 Watt motor gücü olan bir elektrikli bisikletin;

Menzili 25-35km, hızı 25km/h, tırmanması 17%, taşıma kapsitesi 100kg, batarya kapasitesi 48V 14Ah, şarj süresi 6-8 saat arasındadır. Yol, hava ve kullanım koşullarına göre değişiklik gösterir. TS EN 15194 standardı nedeniyle 25 Km / h hız ile sınırlandırılmıştır.

Örneğin;

• 500 Watt motor gücü bulunan bir elektrikli bisiklet ortalama 25 kilometre
• 1200-1500 Watt arası motor gücü bulunan bir elektrikli bisiklet yaklaşık 40-50 kilometre
• 2000 Watt ve üzerinde motor gücüne sahip olan bir elektrikli bisiklet 75 kilometre arası yol alabilir.

Genellikle 15-20 derecelik eğimli yolları zorlanmadan tırmanarak kolayca çıkabilirler.

Elektrikli bisikletlerde jant genişliği olarak 20”, 26”, 27.5”, 28” ve 29” gibi boyutlar kullanılmaktadır. Vites sayısı ise 3, 7, 8, 10 ve 21 vites gibi aralıklarda değişiklik göstermektedir.

Elektrikli Bisikletlerde Fren

Elektrikli bisikletlerde V-fren tipi kullanılır. V-fren dışında hidrolik disk, ön arka disk, mekanik disk ve kampana gibi fren mekanizmaları da kullanılmaktadır. Katlama özelliği olan elektrikli bisiklet ile yolculuk oldukça kullanışlıdır. Ayrıca toplu taşıma araçlarında da rahattır. Elektrikli bisikleti katlayarak bir yere koymak yerden tasarruf etmeye yardımcı olmaktadır.

Elektrikli Bisiklet Nasıl Şarj Edilir?

Elektrikli bisikletin aküsü kolay bir şekilde taşınabilir. Genellikle lityum-iyon ve lityum-polimer piller ile çalışırlar. Lityum (İyon / Polimer / Manganez / Vb.) Bunlar pillerdeki en yeni teknolojidir. Lityum piller çok daha hafiftir ve ayrıca büyük ölçüde bakım gerektirmezler. Pil, motosikletin ağırlığını, stilini ve menzilini etkilediği için seçimi çok önemlidir. Piller, elektrikli bisikletlerin nasıl çalıştığı konusunda büyük rol oynar.

Yüksek kapasiteli, 36V 10Ah Lityum-Polimer piller hafiftir. Daha uzun bir sürüş menzili sunarlar. Pil, pedal yardımı modunda 40 mil (veya yalnızca gazla 20 mil) gidilebilir.

Direksiyon ile sele arasında bulunan şarj girişi vardır. Şarj girişine fiş takılmakta ve prize de takılan fişin diğer ucu ile ev elektriği sayesinde bisiklet şarj edilebilmektedir. Ev elektriği ile kolayca, batarya kapasitesine göre 1 ila 10 saat arasında akü tamamen şarj edilebilir. Aküyü şarj etmek için tamamen boşalmasını beklemek akünün uzun ömürlü olması açısından önemlidir.

Soğuk hava, bataryaların ömrünü etkileyen bir faktördür. Ev dışında duran elektrikli bisikletin bataryası düşük sıcaklıklar da güç depolama özelliğini kaybedebilir. Bu sebeple elektrikli bisiklet, oda sıcaklığına yakın koşullarda korunmalıdır.

Elektrikli Bisikletin Ağırlığı

Ağırlık; elektrik kullanımı ve bisikletin taşınmasında etkili olan faktördür. Birinci ağırlık, vücut ağırlığıdır. Bisikletin teknik özelliklerinde belirtilen menzil ve güç değerleri üzerinde doğrudan etkilidir.
İkinci ağırlık faktörü, elektrikli bisikletin toplam ağırlığıdır. Elektrikli bisikletlerin 20 kilogramın üzerinde ağırlığı vardır.

Elektrikli Bisikletin Donanımı

Elektrikli bisikletler, farklı donanımlara sahiptirler. LED gösterge paneli üzerinde hız, alınan toplam yol süresi gösterilmektedir. Ayrıca batarya durumu ve pedal destek seviyesi de görülebilmektedir. LED ekranların yanı sıra ekstra bagaj bölmesi ve USB şarj soketi de bulunmaktadır. Ön ve arka bölümde bulunan entegre LED aydınlatmalar, ışığın yetersiz olduğu ortamlarda. Çamurluk gibi donanımlar ise kötü hava şartlarında çevresel faktörlerden daha az etkilenmeyi sağlamaktadır.

Elektrikli Katlanır Bisiklet Nedir?

Elektrikli katlanır bisikletler kolay taşınırlar. Eforsuz yani fazla güç harcamadan sürüş imkanı sunarlar. Şehir içi ve şehir dışı ulaşımda tercih edilen ürünlerdir. Elektrikli katlanır bisikletler, gücünü elektrik enerjisinden alır. Şarj etme ile şarjın dayanma süresi değişiklik gösterebilir.

Satın alınacak bisikletin daha çok nerede kullanılacağı önemlidir. Yüksek enerji depolama kapasitesine sahip bir model satın alınabilir. Elektrik depolayacağı bir aküsü bulunduğu için klasik modellere göre daha ağırdır. Elektrikli katlanabilir bisiklet son derece hızlıdır. Saatte 45-50 km yol alan modelleri vardır. Çoğu modelde elektrikli gösterge paneli bulunur. Bundan dolayı bisikletin şarjını ve hızını kontrol etmek mümkündür. Elektrikli katlanır bisikletler, aküsü bittiği zaman manuel olarak kullanma olanağı da vardır.

Elektrikli Bisiklet Modelleri

Elektrikli bisiklet modelleri;

• Kullanacak kişinin cinsiyeti,
• Vites sayısı, fren tipi, katlana bilirlik
• Marka, jant gibi özelliklere göre belirlenmektedir.

  

Elektrikli Bisiklet Markaları

• Xiaomi, Btwin, Salcano, Carraro, Mondial, Ümit, Bianchi,
• Tetra, Carraro, YBS, Benelli, Arora,Yuki, Volta,
• Merida e bike, Yamaha e bike, Mondraker e bike, Smart e bike v.b gibi markalar vardır.

Bu markalardan çoğu elektrikli bisikletlerini bayan, bay ve unisex olarak imal etmektedirler. Elektrikli bisiklet pazarında geliştirdiği güçlü elektrik motorları ile Bosch elektrikli bisikletlerde yer almaktadır.

Mopet Nedir?

Elektrikli bisikletler arasında yer alan mopetler hızlı ve pratik bir ulaşım aracıdır. Yapısının ufak olması, kolay yönetilebilmesi ve seri hareket kabiliyeti vardır. Bu sayede özellikle paket servisi veren şirketler tarafından tercih sebebidir.

Mopetlerin yakın zamana kadar sadece benzinle çalışan modelleri üretilmekteydi. Mopetler için gelişen teknolojik olanaklar sayesinde elektrikli motorlar üretilmiştir. Mopetler de Hareket için gereken gücü sağlayan içten yanmalı motor yerine elektrik motor kullanılmıştır. Bu mopetler elektrikli mopet veya elektrikli bisiklet olarak adlandırılır.

Elektrikli Bisiklet Kullanırken Dikkat Edilecek Hususlar

Bisiklet yollarından gidilmelidir. Trafik kurallarına uyulmalı ve araç işaretleri takip edilmelidir. Elektrikli scooter ve otomobiller gibi elektrikli bisikletler sessiz çalışırlar. Çevrenizde bulunan yayalar tarafından fark edilmeyebilir. Bisikletin fark edilmesini kolaylaştıracak ekstra bir zil veya ışık eklemek olası kazaların önüne geçecektir.

Gece sürüşlerinde yayalar ve araç sürücüleri tarafından fark edilmek için önlem alınmalıdır. Bunlardan jant ışığı, ışıklı sibop kapağı, led far, arka stop kullanılmasında oldukça yarar vardır. Bisiklet kullanımında kask ve koruyucu aksesuarlar, dizlik kullanmak önemlidir.

Neden Elektrikli Bisiklet

Elektrikli bisiklet kullanmak için onlarca sebep sayabiliriz. Sağlıklı, ekonomik olması, pratiklik, taşınabilirlik bunlardan bazılarıdır. Elektrikli bisikletler bu özellikleri ile tüm dünyada hızla popülerlik kazanıyor. İl ve ilçelerde, hafta sonu gezintilerinde, doğada elektrikli bisiklet kullanılabilir.

Kışın Elektrikli Bisiklet

Kışın kullanılmayan elektrikli bisikletlerde dikkat edilmesi gereken hususlar:

Kışın genellikle elektrikli bisiklet – scooterlar hava soğuk olduğundan pek kullanılmazlar. Kullanılmayınca lastiklere ve aküye zararları olur.

Lastiğe zararları nelerdir?

Dış ortamdaki oksijen ve nem çok fazla zarar vermezler. Ancak, lastiğin içine sıkıştırdığımız havanın içindeki oksijen ve nem çok daha tehlikelidir. Çünkü bunlar serbest kalabilmek için lastiğin katmanları arasına sızarlar. Lastiğe zarar verenlerden birisi de güneş ışığıdır. Eğer güneş ışığı direkt lastiğe gelirse lastik içinde bulunan antiozodant maddesi lastiği korumak için azalmaktadır.

Ayrıca lastik yüzeyinde yağ, akü asidi, solvent, deterjan gibi petrol ürünler varsa bunlar da lastiğin ömrünü azaltır.

Nasıl tedbirler alınmalıdır?

• Lastik uzun süre kullanılmayacaksa 2-3 PSI (bar) fazla şişirilmelidir.
• Lastik, pudra, arap sabunu veya vazelin ile ince bir kat kaplanabilir.
• Betonla teması kesilmelidir. Bunun için yere tahta konulmalı veya naylon serilmelidir.
• Yere temas eden alanda lastikteki geçici düzleşme önlemek için her ay 1 metre öne veya arkaya hareket ettirilmelidir.
• Depolama ortamı havadar, nemsiz olmalıdır eksi derecelere inmemelidir. Aküler için en ideal sıcaklık 20-25 derecedir. Bu sebeple mümkünse kapalı yağmur, rüzgar almayan bir depoya konulmalıdır.
• Hava sıcaklığı 0′ ın altındaki değerler de lastiğin sertleşmesine neden olur. Bu ısıda sabit kalan lastik, kendini toplayamadan sertleşir. Daha sonra elektrikli motosikletinize binildiğinde yol tutuşunda lastik zorluk çekecektir.
• Aküler her ay şarj edilmelidir. Motor kullanılmadığı sürece sigorta kapalı tutulmalıdır. Akülerin kendi kendine boşalması bir miktar azaltılabilir.

Elektrikli Bisiklet Fiyatları

Elektrikli bisiklet fiyatları için kesin bir rakam vermek doğru değildir. En iyi elektrikli bisikletin, hangi özelliklere sahip olduğu önemli etkendir. Elektrikli bisiklet menzili, markası ve diğer özellikleri fiyatı etkilemektedir.

Aküyü doldurma ücretlerinin 5 ile 7 TL’yi geçmemesi açısından ekonomiktir. Genel olarak elektrikli bisiklet fiyatları 1500-15.000 arasında değişiyor. Elektrikli bisiklet kullanıcısına zamandan tasarruf ettirmektedir. Akü konusunda ekonomiktir. hem de şehrin trafiğinden sıyrılmayı sağlaması ile en tercih edilen ulaşım araçlarından biri olmuştur.

 

 

Step Motor. Sürücü Devresi. Çalışma Prensibi. Sürücü Seçimi

Step motor sürücü nedir: Elektrik enerjisini dönme hareketine dönüştüren motorlardır. Adım motor olarak da adlandırılan step motor, hareketlerini adım adım ilerletmektedir. Bundan dolayı özellikle yüksek hassasiyet gerektiren endüstriyel projelerde yer almaktadır. Elektro-manyetik cihaz olarak step motor, tüm bu işlemleri yaparken kontrol edilmelidir. Step motorlar üzerinde kontrol sağlamak için gerekli olan cihaz ise step motor sürücüleridir.

Step motor sürücüsü, step motorun görevlerini yerine getirebilmesi için motora komut vermeye yarar. Yani step motor sürücüleri ile step motorlar birbirlerine karşılıklı etkide bulunurlar.

Step Motor Sürücü Devresi

Step motorlar, çok yüksek hızlı anahtarlayan motor sürücülerle ve motor kontrol kartları ile kontrol edilirler. Bu motor sürücüler bağlı oldukları enkoder (encoder) veya mikro kontrolcülerden pals sinyalleri alır. Alınan her sinyal işlenerek motorun bir adım atmasını sağlar.

Step motorları istenilen yönde ve hızda çalıştırılmak istendiği zaman sargılarına belli bir sırada darbeler uygulanmalıdır. Step motor (stepper motor), uygulanan darbeye göre adım atar. Bu adımların sayısı motora ilave edilecek bir devre ile sağlanabilir. Bu devrelere sürücü devresi veya kontrolör (stepper motor controller) denir.

Step Motor Sürücü ve Çalışma Prensibi

Elektronik devreler ile bu işlem kolay bir şekilde yapılmaktadır. Step motorların ve kullanılacak yerin özelliğine göre hazırlanmış mikroişlemci kontrollü sürücü kartları vardır. Sürücü devreleri (stepper motor driver) basit yapıda olabilecekleri gibi mikroişlemci kontrollü de olabilir. Bu elektronik kartlar sayesinde adım motorları istenilen hız ve hassasiyette çalıştırılır. Step motorların sürülebilmesi için motorun bağlanacağı step sürücü (stepper driver) devresi olmalıdır. Bu sürücü devresi yardımıyla motorun doğru sargılarına gerekli tetiklemeleri göndermektir. Günümüzde sanayide kullanılan step motorlar için mikroişlemci kontrollü sürücüler vardır. Bunlar için özel olarak tasarlanmış PLC‘ lerde mevcuttur.

 

Robot eklemlerinin hareketinin hassas olması için mikroişlemciler kullanılır. Böylece işlemci, yönü, adım zamanını ve sayısını en uygun hareketi sağlayacak şekilde lojik seviyede işaretler ile karar bölümüne iletilmesini sağlar. Bu işlem, adım sayısına uygun, ardışık anahtarlamanın olmasıyla istenen hareketin yapılmasını sağlar. Bu işlemleri açık-çevrim eklem kontrollü şeklinde düşünüp, değerlendirmeyi ona göre yapmalıdır. Adım motorunun (step motor) servo motora üstünlüğü açık-çevrim kontrolünde kullanılabilir olmasıdır.

Şekilde görüldüğü gibi laboratuvar cihazlarında karşılaşılabilecek bir sistem.

 

Dairesel kısmın hareketini step motor yapmaktadır. Mikroişlemcili devre ile sürücü kontrol edilmektedir.

Step Motorların Sürücüleri Nelerdir?

• Adım motorun kaç adım atacağı, uygulanan palslere bağlıdır.
• Günümüzde sürme işlemi mikroişlemcilerin bobinlere giden enerjinin anahtarlaması ile sağlanmaktadır.

Step Motor Sürücü Devreleri 

Step motor sürücü devreleri 3 temel prensip üzerine yapılır. Bu temel sürücü mantığı step motorların istenilen hız ve torkda çalışmasını sağlar.

Step Motor Çalışma Prensipleri

L/R Sürücü 

Step motor öngörülen voltaj ve akım değerlerinde çalıştırılır. Böylece motor bobinlerindeki indüktif etkiden dolayı küçük bir hız artışında motor öngörülen akıma ulaşamaz. bunun için düşük hızlar dışında motor verimli bir şekilde sürülemeyecektir

L/nR Sürücü

Akım artışında geçerli olan zaman sabitini (t=L/R) düşürmek için motor bobinlerine seri direnç bağlanması ile yapılır. Böylece motor öngörülen voltajın n katı değerde çalıştırılır. Bu sayede motorda belirgin bir hız artışı yaşanır. Ancak bağlanan seri direnç üzerinden yüksek akım geçeceği için bu devrelerde gereksiz çok fazla güç tüketimi yaşanır.

Chopper Sürücü

Motor öngörülen voltaj değerinden 5-20 kat fazla bir voltaj ile beslenir. Akımın yükselme hızı diğer sürücülere göre oldukça hızlıdır. Yükselen akım belirli bir değerde sınırlanmazsa motor gereğinden fazla akım çekeceği için yanar. Akım sınırlama mekanizması chopper sürücüsünün temelini meydana getirir.

Motor bobinine seri bağlı küçük bir sense direnci üzerindeki voltaj bir komparatör ile karşılaştırılır. Böylece bobine giden akım ayarlanır. Sürücü PWM (Pulse Width Modulation) mantığında çalışır. Kaynak zaman içinde açılıp kapandığı için güç tüketimi minumum düzeyde olur. Yüksek voltaj ile beslemeden dolayı yüksek hızlarda tam tork ile çalışılabilir.

Bir step motor için basit türden bir sürücü devresi, dış resistans olmaksızın ve bir tek güç kaynağı ile gerçekleştirilebilir. Şekilde step motoru sürmek için kullanılabilecek bir prensip devre gösterilmektedir. Devre darbe şeklindeki bir işaretlerle sürülmektedir. Devrede; lojik kapılar, flip-floplar ve anahtarlama amaçlı transistörler kullanılmıştır. Stator sargılarının indüktansı ve rezistansından dolayı I_s akımı, sargının L/R zaman sabitiyle ekpotansiyel olarak yükselir.

Sürücü devrelerin amacı, akımının düzenlenmesi ve sınırlanmasını sağlamaktır. Tepki zamanının kısaltılmak istenmesi büyük bir akım değeri getirir ki, bu da istenmeyen bir durumdur.

Akımı Sınırlama Yolları

Kaynağa seri bir dış rezistans yerleştirerek

Akımı sınırlamanın en basit yolu kaynağa seri bir dış rezistans yerleştirmektir. Seri rezistans sınırlama yönteminin bir dezavantajı vardır. Örnek; dış rezistans motor rezistansın 4 katı ise, gücün % 80‟i motorun dışında harcanır. Bu ise düşük verimli bir sisteme neden olur.

Chopper tekniği

Akım sınırlamanın diğer bir yolu chopper tekniğidir. Burada yüksek gerilim, motorun aşırı uyarımı için yeniden kullanılır. Ama akımın belli bir limitin üzerine çıkmaması için gerilim on ve off şeklinde periyodik olarak anahtarlanır. Anahtarlama motor sargısındaki ortalama akımı yükseltir ve sargı enerjisi bitene kadar devam eder. Buradaki avantaj yüksek verim elde edilmesidir, ama sürücü devresi daha karmaşıktır.

Dual-voltaj (ikili gerilim) tekniği

Akım sınırlamanın diğer bir yöntemi de dual-voltaj (ikili gerilim) tekniğidir. Adından da anlaşılacağı gibi iki kaynak kullanılır. Başlangıçta motoru uyarmak için yüksek bir gerilim uygulanır. Akım belli bir değere ulaştığında yüksek gerilim anahtarlaması, düşük gerilim anahtarlamasına dönüşür. Bu anda akım var olan değerini korur. Burada verim yüksek olmasına karşılık, sürücü devresi karmaşıktır ve iki güç kaynağı gerektirdiği için maliyet yüksek olur.

Step Motor Sürücüsü Seçimi

Step motor sürücüleri kendi aralarında çeşitlere ayrılmaktadır. Step motor sürücü alırken step motor sürücüsünün gücüne ve projeye uygun olan step motor sürücüye karar vermelidir. Step motor sürücü seçiminde en önemli noktalardan biri de step motor açısı ile uyumlu olmasıdır. Motorun voltaj, akım, nema ve faz değerlerine uygun olan step motor sürücü kartı aldıktan sonra adım ayarları yapılır. Step motor sürücü üzerinde bulunan switch yardımı ile mikro adımlama ayarlarının değişimi sağlanabilir.

Step Motor Sürücü Fiyatları

Sürücü fiyatları kullanım alanları ve özelliklerine göre değişmektedir.

 

Step Motor Sürücü Çeşitleri. NPN Transistörlü Unipolar Step Motor Sürücü Devresi. ULN2003 Entegreli Unipolar Step Motor Sürücü Devresi. 

Step motor: Elektrik enerjisini dönme hareketine çeviren elektro-mekanik cihaza step motor denir. Step motorlara aynı zamanda adım motorları adı verilir. Step motor kontrolü için çeşitli sürücü devresi vardır.

Step Motor Sürücü Çeşitleri

NPN Transistörlü Unipolar Step Motor Sürücü Devresi

Bu devrelerde kullanılan transistörler anahtarlama elemanıdır. Transistörlerin sırayla tetiklenmesi sonucunda bobinlere doğru şekilde enerji verilmiş olur. Devredeki diyotların görevi, ters EMK’ dan dolayı, transistörleri korumak için konulmuştur. Kullanılan diyotun değerinin herhangi bir önemi yoktur.

Transistörlerin motor için gerekli akıma bağlı olarak seçimi yapılır. 5 amper civarı akım değeri için TIP141,daha küçük akımlarda BC108 veya BC547B tipi olan seçilebilir. Transistörler BC547 seçilirse R = 4,7K ohm seçilebilir. Motor akımını sınırlamak için, R sınır direnci motor sargılarına seri olarak bağlanabilir.

ULN2003 Entegreli Unipolar Step Motor Sürücü Devresi

ULN2003 entegresi içerisinde 7 adet NPN transistor ve dâhili diyot mevcuttur. Şekilde görüldüğü gibi, mikrokontrolörden herhangi bir bacağa +5V verdiğimizde, karşısındaki bacak toprağa verilecektir. ULN2003a step motor sürücü entegresi ile 500mA kadar akım çeken motorlar çalıştırılabilir. +12V’a kadar entegreye besleme verilebilir.

Mosfet Transistörlü Unipolar Step Motor Sürücü Devresi

Sürücü devresi olarak anahtarlama hızları yüksek olan Mosfet güç transistörleri kullanmak daha iyi bir seçimdir. Mosfet güç transistörlerinde BJT transistörlerinde olduğu gibi ikinci kırılma noktası olmaz. Bunun için tercih sebebidir. Anahtarlama hızları da yüksektir. Mosfetlerin giriş dirençlerinin yüksekliği de kontrol devrelerine doğrudan bağlanmayı sağlar. Devredeki güç transistörleri (Mosfet) yerine;

IRLI520N veya UN40AF ya da BD522 model transistörler kullanılabilir. Bu transistörlerin Drain ve Source bacakları arasında diyot vardır. Bu sebeple, Mosfet’ leri korumak için dışardan ayrıca bir diyot konulmasına gerek yoktur.

UCN5804B Entegreli Unipolar Step Motor Sürücü Devresi

Bu entegre devresi küçük unipolar step motorları sürmek için imal edilmiştir. Bu entegre ile +35V gerilime kadar çalışan ve 1.25A akım çeken step motorların kontrolü sağlanır.  Entegre devresinin çıkışları step motora doğrudan bağlanabilir. Entegrenin adım girişi, yarı adım girişi ve yön girişleri de vardır. Motor hareketi için adım girişine pals verilmelidir. Yön girişi lojik 0 olunca motor bir yöne, lojik 1 olunca diğer yöne döner.

Transistörlü Bipolar Step Motor Sürücü Devreleri

Bipolar motorlarda ayrı bobinler olduğu için, bu bobinlere verilen gerilim yönünün değiştirilmesi gerekir. Bu elektrik motorlarını sürmek için H- köprüsü devreleri kullanılır.

L297, L298 Entegreli Bipolar Step Motor Sürücü Devreleri

L297; step motor kontrol entegresidir. Girişine step ve dir uygulanır. Uygulanan step ve dir sinyalleri ile çıkışında step motor faz sinyallerini üretmektedir. Entegre full-step, half-step ve wave-drive modlarında çalışabilmektedir.

L298; H-bridge sürücü entegresidir. Bipolar step motorların sürülmesi için tasarlanmıştır. Max 2A / phase akım verebilir. Girişine uygulanan faz sinyallerini çıkışa yükseltip vermektedir. Chopper tekniği ile çalıştığından max hızda verim yüksektir. En önemli özellikleri:

• Step ve yön sinyalleri ile çalışma
• Max 45V motor voltajı
• Max 2A faz akımı
• Ayarlanabilir faz akımı

PIC 16F877; Mikroişlemci ile step motor kontrol devresidir.

PIC 16F877 işlemcisi ve L297, L298 ile yapılan uygulamalar:

L298 L297 Motor sürücü robot, cnc veya farklı kontrol projelerinde kullanılabilir.

Motor Sürücü Fiyatları

Motor sürücü fiyatları, sürücü devresi özelliklerine bağlıdır.

DC Motor Sürücü Devresi. Basit DC Motor Sürücü Devresi. DC  Motor Sürücü Devresi Yapılışı. Hız Kontrol Kartı. 

Doğru akım motoru: Elektrik enerjisini, mekanik enerjiye çevirir. Bu elektrik makinesine doğru akım motoru denir. Doğru akım motorlarına DA motor veya DC motor da denir.

DC Motor Sürücü Devresi Nedir?

Doğru akım motorlarını çalıştırmak için, DC motor sürücü ile DC motor sürücü kartı gerekmektedir. DC elektrik motorları özelliklerine göre tasarımı yapılır. Büyük güçlü dc motor sürücüleri tasarımı yapıldığı gibi mini dc motorun da yapılır. 5v dc motor, 6v dc motor, 9v dc motor, 12v dc motor, 24v dc motor, 48v dc motorlarda da DC motor sürücü devresi tasarımı da yapılır. Örneğin; Şönt motor, seri motor, kompunt motor DC servo motor v.s. Sürücü devresinin genel amacı, akımın düzenlenmesi ve sınırlanmasını sağlamaktır.

DC Motorların Sürülmesi

DC motorların sürülmesi ve dc motor sürücü devresi;

• Armatür (rotor) gerilimini değiştirerek devir ayarlanabilir.
• Rotor (endüvi) akımını değiştirerek tork (döndürme momenti) ayarlanabilir.
• Rotora uygulanan akımın yönünü değiştirirsek ters yöne dönmesini sağlanabilir. (Kutup yerlerini yani kutup sargılarına uygulanan akım yönünü değiştirsekte olur.)
• Sürücü devreleri ile DC motorların hızları, dönüş yönleri ve momentleri çok hassas olarak denetlenebilir.
• 180 Volt takometre geri beslemesi ve voltaj geri beslemesi vardır. 2 – 200 Volt aralığında ve 0 -10 Amper aralığında çalışır.
• Armatür voltajı, feedback yöntemi ile de çalışmaktadır.
• Dönüş hızlarını düşürmek ve momenti artırarak redüktörlü motorlar günümüzde çok kullanılmaktadır.

BASİT DC MOTOR SÜRÜCÜ DEVRESİ

DC motor sürücü devresi yapmak için kullanılan malzemeler;

• IRFT224 transistör
• Potansiyometre 50k
• 3 volt dc motor
• 12 volt batarya (akü)
• 2 adet beyaz kablo
• 1 adet mavi kablo
• 1 adet kırmızı kablo
• Lehimleme makinesi
• Bir adet alüminyum soğutucu (transistörü soğutmak için)

DC  Motor Sürücü Devresi Yapımı

Transistörü ısınmaması için alüminyum soğutucuya monte edelim. Lehimleme işlemine başlayalım. Şekilde görüldüğü gibi 50 k potansiyometrenin ayaklarını düz tutalım. Düz tuttuğumuzda sağdaki ilk ayağını transistörün orta ayağına lehimleyelim. Transistörün sol ayağını potansiyometrenin orta ayağına lehimleyelim paralel bir şekilde. İki adet beyaz kablo uçlarını birleştirerek potansiyometrenin sağ bacağına lehimleyelim. Beyaz kablonun bir tanesini motor için kullanalım. Diğerini ise bataryanın eksi ucu için kullanalım. İki kabloyu birbiriyle birleştirelim. Daha sonra potansiyometrenin boşta olan sol ayağına lehimleyelim.

Bir adet kırmızı kabloyu akünün “+”  kutbu için kullanalım. Bu kırmızı kabloyu transistörün orta ayağına lehimleyelim. Potansiyometredeki beyaz kablo uçlarının bir tanesini motora bağlayalım. Diğer  beyaz kablo ucunu ise akünün “-“ kutbuna bağlayalım. Transistördeki mavi kablo ucu ile potansiyometredeki beyaz ucu motora bağlayalım. Transistördeki mavi kablo ucu motorun diğer ucuna bağlayalım. Transistörün orta bacağında bulunan kırmızı uç ile potansiyometredeki beyaz kablo ucu bataryaya bağlayalım. 12 Volt güç almak için. Mavi kablo ucu beyaz kablo ucu motora lehimleyelim. Kırmızı kablo ve beyaz kablo ucunu devrenin çalışması için akümülatöre (battery) bağlayalım.

Akümülatöre;

• kırmızı kablo ucu “+”
• beyaz kablo ucu “–”

Artık çalıştırmak için potansiyometreyi sağa veya sola doğru çevirdiğimizde motorun çalıştığını görürüz. Motoru istenilen devirde hızlı veya yavaş bir şekilde döndürebiliriz. Kullanılan DC sürücünün gücüne göre DC sürücü fiyatları değişim göstermektedir.

DC Motor Hız Kontrol Kartı

Bir DC motor kontrol cihazı, bir microcontroller, aküler ve motorlarla birlikte çalışan bir cihazdır. Çoğu DC motor hız kontrol kartı ünitesinde;

düşük voltaj, aşırı voltaj, kısa devre koruması, akım limit koruması, termal koruma ve voltaj (voltage) geçişleri bulunur.

Bu korumalar olmadan, motor kalıcı elektriksel veya mekanik hasara maruz kalabilir. Bazı DC motor kontrol cihazları iki motoru bağımsız olarak kontrol eder. Genel olarak her iki motoru beslemek için sadece bir besleme voltajı kullanılabilir.

Bir denetleyici kullanmanın avantajları;

• Motorun elektrik korumasını sağlar.
• Sabit hızı korur.
• Değişen sistem taleplerine dinamik cevap verir.
• Makine performansını / teşhisini değerlendirmek için izleme.
• Enerji tasarrufu sağlar.
• Doğru hız kontrolünü sağlar.

PWM DC Motor Hız Kontrol Devresi

PWM (Darbe Genişlik Modülasyonu) Motor Kontrol Devresinin Amacı;

Sinyal bilgisinin aktarımı için uygun duruma çevrilmesi, güç kontrolünün sağlanması gibi. Ayrıca güneş pilli şarj üniteleri gibi özel devrelere destek olmak.

Bunların dışında voltaj regülatör devreleri,

• Haberleşme sistemleri,
• Ses efektleri ve yükselticiler,
• Güneş enerji sistemleri,
• Rüzgar enerjisi sistemlerinde kullanılan mikro inverterlerin dizaynlarında kullanılır.

PWM DC Motor Hız Kontrol Devresi Özellikleri

• PWM motor kontrol devresi kullanarak, Arduino ile yanıp sönen bir led devresi kurabilir. Ya da Arduino ile DC motor kontrolü gerçekleştirilebilir.
• PWM motor kontrol devresi. Arduino ile beraber kullanıldığında dijital sonuçlardan analog sonuçlar elde edilir.
• DC motor kontrol devresinde PWM  ile motor kontrolü daha verimli olmaktadır.
• Bundan dolayı transistörlerdeki ısınmada azaltılmıştır.
• PWM devresi ile yüksek akım çeken DC motorların hız ve yön kontrolü yapılabilir.

DC Motor Sürücü Fiyatları

DC Motor Sürücü Fiyatları – Dc Motor Sürücü Modelleri. (12-40V 10A Motor Sürücü Kartı (400W). (12V-24V 10A Motor Sürücü Kartı). (24V Motor Sürücü).(24 Volt 500 Watt Sürücü) gibi aranan özelliklere göre değişmektedir.