Elektrik Makineleri #13 | Hava Aralığında Alan ve İndüklenen Gerilim: Dağıtılmış Sargı

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Geçen derste duran üç bobinle dönen bir alan kurduk, ama hesabı alan boşluktaymış gibi yaptık. Gerçek bir makinenin ortasında demir bir rotor ve onunla stator arasında ince bir hava aralığı var. Açılışta 3D animasyonda statorun içine iki kutuplu bir rotor koyuyoruz ve döndürüyoruz: bobinlerde hiç akım yokken üç bobin sırayla ışıyor, üç gerilim 120 derece kaymış üç sinüs çiziyor. Bugün iki soruyu cevaplıyoruz: alan hava aralığında nasıl dağılır, ve dönen alan duran bir bobinde ne kadar gerilim indükler? Her hesap adım adım, hiçbir işlem atlanmadan. Bu derste: - Akının yolu: kuzey, hava, stator demiri, hava, güney; aralık iki kez geçilir - 1 mm aralık ve 0.6 m demir (bağıl geçirgenlik 3000): demir ≈ 0.2 mm havaya eşdeğer; manyetomotor kuvvetin ≈ %91'i aralıkta harcanır; akı aralığı dik geçer - Silindirik ve çıkık kutuplu rotor; aynı aralıkta akı yoğunluğu manyetomotor kuvvetle orantılı - Tek bobin yetmez: 40 sarım · 5 A = 200 A·tur, her geçişe ±100 A·tur kare dalga; 30 derecede bile 100 - Oluklara dağıtılmış sargı: 10 · cos α ile 10, 7, 3 iletken; merdiven 0, 50, 85, 100 ve sinüs 0, 50, 86.6, 100; harmonik ve kesirli adım - Alanın üstüne oturmak: 314.16 rad/s, kenarlar 31.42 m/s; kenar başına 6.28 V, toplam 12.57 V - e = φ · ω: φ = 2 · 0.1 · 0.4 · 0.5 = 0.04 Wb, 0.04 · 314.16 ≈ 12.57 V (iki ders önceki halkayla aynı); 26 sarım ≈ 326.7 V tepe - Üç bobin üç faz: 30 derecede +½, −1, +½ → toplam 0 - Etkin değer ve uç gerilimi: 326.7 / 1.414 ≈ 231 V; 4.443 · 26 · 0.04 · 50 ≈ 231 V; yıldızda ≈ 400 V, üçgende 231 V; üç tuzak Bölümler: 0:00 Geçen Ders ve Bugün 0:35 Dönen Rotor, Duran Bobinler 1:16 Akının Yolu: Hava Aralığı 2:07 Sinüs İçin Ne Gerekir? 2:58 Oluklara Dağıtılmış Sargı 4:06 Alanın Üstüne Oturmak 5:07 Gerilim: Akı Çarpı Açısal Hız 6:00 Üç Bobin, Üç Faz 6:49 Etkin Değer ve Uç Gerilimi 7:49 Üç Tuzak 8:26 Özet ve Sıradaki Ders Sıradaki derste iki alanın birlikte ürettiği torku, makinede gücün nereye gittiğini ve kayıpları göreceğiz. Kaynak kitap: Stephen J. Chapman, Electric Machinery Fundamentals, 5. baskı — Bölüm 3.3–3.4 (konu sırası ve problem tipleri). Örnekler özgündür. Elektrik-Elektronik, Mekatronik, Enerji ve Makine Mühendisliği öğrencileri için Elektrik Makineleri serisinin on üçüncü dersi.