ELEKTRİKSEL EYLEYİCİLER

Transkript

1 ELEKTRİKSEL EYLEYİCİLER

2 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

3 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.

4 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.

5 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.)

6 Elektrikli aktuatörler Elektriksel enerji mekanik enerjiye dönüştürülür. DC motorlar (Doğru akım motorları) AC motorlar (Alternatif akım motorları) Doğrusal motorlar Step (adım) motor Servo Motorlar

7 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.

8 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.

9 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.

10 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

11 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.

12 AC motorlar Kurulumu kolaydır. Uzun ömürlü ve dayanıklıdır. Yapısı karmaşıktır. Hız kontrolü için özel algoritmalara ihtiyaç duyar. Maliyeti düşüktür.

13 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.

14 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.

15 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.

16 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

17 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.