Motor Kömürleri Ne İşe Yarar?

Motor kömürleri: Sabit ve dönen sistemlerde elektrik akımını iletmede önemli bir etkendir. Hareketli sistemlerin performansı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bunun için kömür seçimi kritik bir rol oynar. Kömür elektrik motor parçalarının bir elemanıdır. Aynı zamanda motor fırçaları da denir.

Kollektördeki akımı, kollektör üzerindeki bakır dilimlere sürtünerek dış devreye almayı sağlayan kısımdır. Fırçalar karbon veya bakır karbon karışımıdır. Piyasada “kömürler” diye bilinir. Kullanıldıkları motor ismine göre AC motor kömürleri, DC motor kömürleri diye adlandırılır.

Kömür fırça kalite grupları;

• Elektro grafit
• Metal grafit
• Reçineli grafit
• Karbon grafit
• Grafit

Elektro Grafit Fırçalar

Taş kömürü koku, katran, petrokok, suni reçine, zift, kurum ve kurum koku, zift ve katran gibi bağlayıcı maddeler ile karıştırılır. Kalıpta preslenerek, fırınlanır. Karbon malzeme, 2500 ºC’de ikinci kez fırınlanarak elektro grafite dönüşür.

Yüksek komütasyon kapasitesi, ani aşırı yükler ve uzun süreli düşük yükte çalışabilme özellikleri vardır. Elektrik ve ısı iletkenliği ile beraber patina özellikleri iyidir.

Günümüzde sanayide tabii reçinelerin yerini büyük ölçüde suni reçineler almıştır. Suni reçineler, fiziksel yönden tabii reçinelere benzerse de kimyasal yönden farklılıklar gösterir. Termoplastik ve termoset reçineler olarak iki sınıfa ayrılırlar. Suni reçineler en çok plastikte, ayrıca vernik, yapıştırıcı ve iyon değiştiricilerin üretiminde kullanılır.

Metal Grafit Fırçalar

Grafit ve metal tozu ile karıştırılarak kalıplanır. Kalıplandıktan sonra sinterleme işlemi yapılır. Metal tozu olarak elektrolitik bakır kullanılırsa , bakır kalitesi, gümüş kullanılırsa gümüş kalitesi metal grafit fırça elde edilir. Gümüş kalite fırçalar, tako-generatörler ve ölçme cihazlarında kullanılır.

Reçineli Grafit Fırçalar

Tabii ve elektrografit malzemeler reçine ile karıştırılarak özel proses altında preslenir. Sonra ısıl işlemler yapılır. Komütasyon özelliği iyi, ani yük ve aşırı yük taşıma gücü sınırlıdır.

Karbon Grafit Fırçalar

Grafit, zift yada reçineyle karıştırılarak, preslenir ve daha sonra fırınlanır. Patina ve komütasyon özelliği iyi, ancak akım taşıma gücü elektrografit fırçalara göre daha zayıftır. Tristör beslemeli yada düz makinalar, küçük DC motorlar, mikalı kollektörler de kullanılır.

Grafit Fırçalar

Tabii grafit, zift veya reçineyle karıştırılarak preslenir ve daha sonra ısıl işlemi yapılır. Elastik, yüksek çevresel hıza uyarlı kontak kapasitesi vardır. Çelik bilezikli turbo-generatör fırçaları kullanılır.

Kömür Arızaları 

Kömürlerin kullanılması sonucu belirli bir süre sonra kırılabilir veya küçülebilir. Ya da yağ ve fırça basınçlarının azalması sonucu kömür arızaları oluşur. Küçülen ve kırılan kömürlerin yenileriyle değiştirilmesi gerekmektedir. Yay basınçları da gözden geçirilerek ayar verilir, olmazsa değiştirilir.

Değişen kömürleri yuvalarına, fırçaların kollektöre değdiği bölümler ise kollektör yuvalarına alıştırılır. Kömürler yerine tam oturmamış ve kaymışsa kollektörde  ark (şerare) oluşur. Bu durumdan dolayı makine, yük altında çalıştığında kömür tutucuları az şerare çıkan yere getirilerek arıza saptanır.

Kömürler Değiştirilirken 

1. Kullanılmamış bir zımpara kağıdı ile bilezik yada kollektör yüzlerini parlatınız. Lamellerin aralarını, kömür ve yuvalarını basınçlı havayla temizleyiniz.
2. Kollektörün lamelleri arasında bulunan mikaları tornada düzleştiriniz.
3. Makinenin yataklarında boşluk ve milinde salgı bulunmamasına dikkat ediniz. Kollektör yada bileziklerde ovallik olmamasını sağlayınız. Eğer yüzeye komple bakım (rektifiye) gerekiyorsa uygun bir cihazla yapılmalıdır.
4. Makineyi yerinden kaldırmadan kendi yataklarında nominal hız ve sıcaklığında döndürülmelidir.
5. Makine eksenine ve lamellere kömür yuvalarını taşıyan çubukların paralel olup olmadığına dikkat ediniz.

Kömür Tutucularının Ayarlanması

Tüm kömür basınçları ile dinamometre eşit ve makine üreticisinin verdiği değerde olmalıdır. Eğer böyle bir değer yoksa tablodaki basınçlar kullanılmalıdır:

Kömür (Fırça) Cinsi	Basınç g/cm²Kollektörde	Bilezikte
Sert	175	–
Yumuşak  grafit	150	175
Elektrografit	175	200
Madeni (maden oranı < % 70)	150	150
Madeni (maden oranı > rr70)	150	175

Verilen değerler, özel durumlarda kömür çalışma koşullarına bağlı olarak değişir.

1. Yuvalar öyle sıralanmalıdır ki; aynı hiza üstünde çalışan kömürlerin sayısı eşit olmalıdır. Böyle düzenlenen kömür gurupları, makine ekseni yönünde kaydırılır. Kollektörün yüzüne kömür izleri  paylaştırılır. Böylece kollektörün oluk gibi aşınmasına mani olunur.
2. Üst maddeyi yaparken bir kömür hattını taşıyan çubuk üstünde bulunan kömür yuvaları gevşetilir. Lamelin birinin kenarına bakarak kömürleri aynı iz üzerine getiriniz. Gevşeyen yuvaları tekrar sıkınız.
3. Kömür dizilerinin aralarındaki uzaklıkları bulmak için lamel sayısını kutup sayısına bölünüz. Dizilerin aralıklarını böyle düzenleyiniz. Dizilerin, makinanın statöre göre beraber çevre boyunca kaydırılarak uygun yerler bulunmalıdır. Makine bu durumda kıvılcımsız ve verimli çalışır, kömür ve kollektörün aşınması azalmış olur.
4. Kömür yuvaları alt yüzlerinin kollektörden uzaklığı, büyük makinalarda 2-3mm, küçük makinalarda ise 1mm olmalıdır. Bu mesafeyi ayarlarken yuva ile kollektör arasına uygun kalınlıkta mukavva parçası konulur. Böylece yuva bağlantısı gevşetilir. Yuva mukavvaya dayanana kadar kollektöre  yapıştırılır ve iyice sıkılır.
5. Yuvanın ölçüleri tam ve iç yüzleri düzgün olursa kömürler rahat çalışırlar.
6. Çalışmaları bastırma düzeninin mafsalları varsa rahat olmalı, yok ise yağlanıp silinmelidir.

Kömürlerin Yuvaya Uygunluğu

• Yuva ölçüleri ile kömür ölçüleri birbirine uymalıdır.
• Gerekli sayıda kömür bulunmalıdır.
• Kömürlerin tümündeki kömür (karbon) ve marka tipini gösteren işaretler aynı olmalı koşulu vardır. Ayrı tip kömürler birlikte çalışırsa iyi sonuç vermeyebilir.
• Pabuç biçiminin ve kamçı boyunun kömür tutucusuna uygunluğuna bakılmalıdır.

Kömürlerin Yerleştirilmesi

• Alt ve üst yüzeyleri eğik olan kömürlerde, kömürün yuvasına doğru yönde yerleştirilmesi önemlidir.
• Boşluk olması kömürün  yuvasında rahatça kaymasını sağlar. Ancak bu boşluklar, kömür genişliğinde 0-3, kömür kalınlığında 0,2mm den çok olmamalıdır.
• Kömürün en ufalmış halinde bile baskı düzeninin kömürün tepesine uygun biçimde basıp basmayacağına bakılmalıdır.
• Pabuç ve kamçıyı doğru yerleştirilmelidir.

Kömürlerin Sürten Yüzlerinin Alıştırılması (Rodaj) 

Kömürler, dönen bölümün yüzüne alıştırılmalıdır. İşletmeye konmadan önce makine, kömürlerin rodaj işlemi yapılmalıdır. Aşındırıcı yüzü kömürlere dönük olmak üzere, kömürlerin altına bir zımpara kağıdı konulması gerekir. Zımpara bezleri iletken tanecikler içerdiğinden kullanılmamalı, burada özellikle zımpara kağıdı kullanılmalıdır.

Zımpara kağıdı, çalışma sırasında dönüş tarafında ileri ve geri hareket etmesiyle kömürün sürten yüzü alışıncaya değin aşınması sağlanır. Kömürün yüzüne gömülme ihtimali olan ufak parçacıklar uzak tutulmalıdır. Körük yada basınçlı hava ile bakır ve zımpara tozları, makine tekrar durdurulmak suretiyle üflenmesi sağlanır. Yuvalardan kömürler çıkarılır ve yuvaların içlerinin temizliği yapılır.

Makinaya Yol Verilmesi

• Kömürlerin yuvalarda iyi kayabildiğini makinaya yol vermeden önce kontrol edilmelidir.
• Az yükle makinaya yol verilir. Yükü arttırarak patın denilen renkli iz tabakasının oluşmasını sağlanır.
• Çalışmanın normal olması patın oluşması ile görülür. Bu zamanda kömürlerin kaymasını düzenli olarak takip olarak ediniz. Duruma göre bakır renginden patın rengi, siyah renge bile dönüşebilir. Patın meydana gelmiş olması önemlidir. Patın meydana gelmesi biraz zaman alır. Makinaya  iyi ayar verilmiş ise 50-100 saatte 1/4 yükten tam yüke alınması mümkündür.

Kömürlerin Değiştirilmesi

Kömürlerin değişimi sırasında bazı arızalar ortaya çıkabilir. En sık rastlanan arızalar şunlardır:

• Kömürler kısalabilir, kırılabilir.
• Yay basıncı da, kısalma sonucu azalmış olur.
• Kısa devre, kömür yatağı ile gövde arasında meydana gelebilir.
• Kömürlerin konumlarının değişmesine kömür yatağındaki sıkıştırma vidasının gevşemesi sebep olur.

Böyle durumlarda kollektör ile kömürler arasında şerare oluşur. Motor kömürü arızalandığında özellikleri aynı, kullanılmamış olanlara değişim yapılır. Yay basıncı da tekrar kontrol edilip ayar verilmelidir.

Kollektörün Değiştirilmesi

Arızalanmış rotoru baştan sarmadan önce kollektörün kontrolü yapılmalıdır. Bazen kollektörler özelliklerini yitirmiş ve aşınmış olur. Bu durumda yenisiyle değiştirmek gerekir. Kollektörün bakımı yapılıp tekrar sarılırsa çalıştırılan rotordan verim alınamaz.

Yine bobin uçlarının lehim yapılan bölümü sökülürken hasar görebilir. Dilimlerin arasında pislik, yağ, toz ve kömür tozu kısa devre yapmasına sebep olur. Kollektör ve fırça birbiriyle sürtünmesinden kollektörde dengesiz aşınmalar oluşur. Aşınma çok aşırı değilse kollektörde bakım yapılır. Dengesiz aşınma varsa kollektör tornayla düzeltilir. Eğer az ise aşınma zımpara kağıdı ile düzeltilir. Mikaları aşındırmadan dilimlerin aralarını çakı veya demir testere ile temizlemek mümkündür.

Kollektör Değiştirilirken

• Milden çıkarılmak istendiğinde kollektör, çekerek mile zarar vermeyecek şekilde olmalıdır
• Kollektör mile denge bozulmayacak ve kasılmasına imkan vermeden yerleştirilmelidir.
• Yerleştirilen kollektör ilk yerine tamamen oturmuş olmalıdır. Geride de kalmamalı ileriye de sabitlenmiş olmamalıdır. Aksi durumda fırçalar kollektöre iyi basmaz bir zaman sonra rotor yine arıza verir.

Motorlarda Balans

Elektrik motorları imal edilirken rotorlarda bazı zaman salınım meydana gelebilir. Rotoru sargılı asenkron motorlarda tekrar sarım yapıldığında gürültülü çalışma ve salınım olabilmektedir. Bu durum rotorda dengesizlik yani balanssızlık oluşturmaktadır. Balanssızlık dönmede oluşan kalkış eksenini, dönme ekseni ile çalışmadığı için bu durum meydana gelir. Bu durumun zıttı ise dengeli çalışmadır. Rotorun her sargı noktasında balanssızlık eşit olmalıdır. Olmazsa bu durum yataklarda eşit dağılım meydana getirerek merkezkaç kuvvetleri oluşturur. Sonuçta rulman yatakları az zamanda aşınır ve rotor statora sürtmeye başlar. Fırçaların basma kuvveti ve dengesi bozulduğundan kollektör ve fırça hasar görür. Rotor yeniden  yanabilir. Bundan dolayı dolayı sarım yapılmış rotoru sargılı asenkron motorların tekrar arıza oluşturmaması için  balansları alınmalıdır. Bu işlem balans makinalarında yapılmaktadır.

Balans Alma (Dengeleme)

1. Rotor üstündeki dişlerde matkap ile boşaltmalar meydana getirilir.
2. Endüvi üzerindeki soğutma pervanesinin üstüne uygun yerlere bilezikler tutturulur.
3. Rotorların sargı başlarına, sertleşen bir madde konulur.
4. Rotorun sac paketi  açılan oyuklara dengeleme ağırlıkları yerleştirilir. Elektrik makinalarının bakımı ve korunması bir çalışmayı gerektirir. Çünkü yaklaşık olarak arızaların 1/4 ünü elektrik arızaları kapsar. AC ve DC motorların bakımı ayrı ayrı olmakla birlikte arızaları meydana getiren nedenleri de hemen hemen aynıdır.