GİRİŞ

              Elektrik  enerjisinin  kural  olarak  üç  fazlı   A.C. şeklinde üretim , tasıma  ve dağıtımı   A.C.  motorların    elektrikle  tahrikinde  geniş  ölçüde kullanılmalarının  başlıca   nedeni olmuştur.

              Elektrikle  tahrik  sisteminde kullanılan   şönt  ve seri karakterislikli   pek  çok çeşit  A.C.   motoru  vardır.   Özellikle  yapısı  basit     ve  ucuz  , pratik  olduğu  için   son  derece kullanışlı olduğundan  dolayı  irili  ufaklı  bir çok  tahrikte  üç  fazlı  asenkron  motorlar  kullanılır.    Üç  fazlı  asenkron  motor  üç  fazlı  dağıtım  sisteminde  dengeli  endüktif  bir yük teşkil  eder. Asenkron  motorun  farklı  iki  yapısı  vardır.

1 - ) Kısa   devre rotorlu  ( Sincap   Kafesli )  asenkron  motorlar 

2 - ) Rotoru   sargılı  ( Bilezikli )  asenkron  motorlar

              Bu  iki  tip  asenkron  motorun statorlarını  tamamen   aynı , yalnız  rotorların  yapı  tarzları  farklıdır. Normal  olarak  statorlarında  yıldız  veya  üçgen  olarak   bağlanabilen  üç   fazlı  bir  sargı   mevcuttur.  Kısa  devre  rotorlu   asenkron  motorun  rotorunda  kısa  devre  halinde   sincap  kafesli  ;  bilezikli  tip  asenkron  motorun  rotorunda  ise  kural  olarak  yıldız  bağlı  üç  fazlı  diğer  bir  sargı  bulunur.

             Her  iki  tip  asenkron  motorda   üç  fazlı  stator  sargısının  uçları  ( üç  giriş  ile   üç  çıkış )  bir  bağlantı   kutusuna  bundan  ayrı  olarak  sadece rotoru  sargılı üç  fazlı  asenkron  motorun    yıldız  bağlı  olan  rotor  sargısının  sadece üç   giriş   ucu  bilezik  ve  fırça  takımı  üzerinden  diğer  bir bağlantı  kutusuna  taşınmıştır.

              Çünkü  asenkron  motorlarda   Us = k * F1 * ø   bağıntısından  anlaşılacağı   gibi   manyetik  alanın  değişmesi  için    U / f oranın  sabit  olması  gerekmektedir.

              Demek ki  primer   şebeke  frekansı  ile  birlikte  şebeke  gerilimi  de aynı oran  dahilinde   değiştirildiğinde  motorun  manyetik  alanı  ve  netice  olarak   devrilme  momenti  ve  yüklenilebilirlik  kabiliyeti  sabit  kalır. Aslında  düşük  frekanslarda  statordaki  gerilim  düşümünün   artmasından  dolayı  devrilme  momentinde  bir  miktar  düşme  görülür.

              Endüstride  birçok  makinesi ,  değişik  birkaç  dönme sayısı  yada  çoğu  zaman  sürekli  hız  ayarı  yapılabilen  motora  ihtiyaç  gösterir. Tahrik  motorlarına  olan  bu  talep  tahrik  makinelerine  olan  ihtiyacı  artırmıştır.  Elektrik  enerjisinin  üretilmesi  ile  birlikte  elektrik  makineleri   önem  kazanmıştır.  Elektriğin  kolayca  taşınması ,  istenildiği  zaman  kullanılması ,  elektrik  makinelerin  verimini  diğer  makinelere  göre  yüksek  olusu  , elektrikle  çalışan  makinelerin  daha  fazla  kullanılmasını  şağlamıştır.

              Günümüzde  endüstride en çok   kullanılan   hareketli  elektrik  makinesi  asenkron  motorlardır.  Çalışma  ilkesi  bakımından  bu  makinelere  endüksiyon  makinesi de  denilebilir.  Ucuz  olması  , fırça  ve kollektörün  bulunmaması  nedeni  ile az arıza  yaparak  çalışmaları  daha  sık  uygulamalarda kullanılmalarına  sebep  olmuştur. Alternatif  akım makinelerinden  olan  asenkron  motorların  üretimleri  doğru  akım   makinelerine   göre  daha  ucuz  ama  kontrol  edilmeleri  daha  zor ve pahalıdır.

              Bir asenkron  makinenin  devir  sayısı  kontrolü  için    ( mil  momenti  sabit  kalmak  ) şartı  ile  diğer asenkron  makineye  yada  güç elektroniği  elemanlarına  ihtiyaç  vardır. Gelişmiş  birçok  ayar  sistemi  arasında  son  yıllarda  endüstride  yaygın  olarak  kullanılan   kontrollü  diyotlar   ( tristörler ) asenkron  motor  hız  ayarı  alanında  hiç  kuşkusuz  yeni  bir  çığır  açmıştır.

ASENKRON  MOTORLARIN  ÇALIŞMA  PRENSİBİ 

              Asenkron  motorlar  stator  ve  rotordan  ibaret  olup  stator  ve rotor  üzerine  açılan  oluklara  yerleştirilen  sargılardan  oluşur.  Stator  üzerine  yerleştirilen  sargılar  ya üçgen  şeklindeki  sargılardan  yada  yıldız  bağlı  sargılardan  oluşmaktadır.

              Stator  sargılarından  geçen  akım alternatif  akım  olduğundan  manyetik  devrede  periyodik  olarak  değişen   bir alan  meydana  getirir. Bu alana  alternatif   alan denir.  Bu  alternatif  alanı fourier  serisi  ile  yazmak  mümkündür.  Alternatif  alanın  her bir  harmoniğini  iki  döner  alana  ayırabiliriz. Bu döner alanlardan  birisi  saat ibresi  yönünde  dönüyorsa  diğeri saat  ibresi  tersi  yönünde   döner ve  her  ikisinin de  dönüş  açısal    hızı  aynıdır.  Üç fazlı asenkron  motorlarda  birbirinden  120 derecelik  farklı  olan  akımlar stator  sargılarından  geçerek  üç  adet  alternatif  alan  meydana  getirecektir.  Üç  alternatif  alanın   sadece  birinci  harmoniğini  dikkate  alırsak   altı  adet  döner  alan  meydana  gelir.  Bu  altı  adet  döner  alandan üçü  saat  ibresi  yönünde , üçü de  saat ibresinin  tersi  yönündedir.  Bunların  açısal  hızları aynı  olup  Ws tir.  Sağa  doğru  dönen  döner  üç  alan  çakışık  olarak  döndüğü  taktirde  sola  döner  alanlar  arasında  120 derecelik  faz  farkı  olduğu  için  bileşke  değeri  sıfır  olur, ve  motor  sağa  doğru  dönen  çakışık  üç  döner  alanın  oluşturduğu moment  ile  sağa  doğru  döner  . bu  açıklamadan  anlaşılabileceği gibi  stator  sargılarından geçen  akımlar  Ws  açısal  hızı  ile  döner  stator alanı  oluşturur.

              Motora  ilk  gerilim  uygulandığı  anda  motor  duracaktır.  ns    hızıyla dönen  stator  döner  alanı  durmakta  olan  rotor  iletkenini  aynı   hızda  keser  ve  rotor  alternatif  gerilimin  oluşmasını  sağlar.  Bu gerilim frekansı  f1 olup  bu değer  şebeke  frekansına  eşittir.

              Motor  senkron  devir  sayısında   dönseydi  bu taktirde  senkron  devirde  dönen  stator  alanı  rotor  iletkenlerini  kesmeyecekti. Son  uçta  rotor  sargılarında  alternatif  gerilim  meydana  gelmeyecektir.  Akım  geçmeyince döndürme   momenti  de  sıfır  olacaktır. Bu nedenle  rotor  devir  sayısı  senkron devir sayısını  altında  olacaktır.  Bu  açıklamadan  anlaşılacağı  gibi   asenkron  motorun  motor  halinde  çalışması  halinde   rotorun  senkron  devirde  dönmesi mümkün  değildir. Rotor  senkron  devirde daha  küçük  olan  ve  yük ile  değişen devirde  döner.

              Elektrik   ile  tahrikte  geniş  bir   uygulama  alanına  sahip  olan  asenkron  motor  esas  itibariyle  şönt karekterislikli   sabit  devir  sayılı   bir  tahrik  makinesidir.  Genellikle  motor  olarak  kullanılmakla  birlikte  bazı  koşulların  sağlanması  ile  birlikte  generatör  olarak  çalışabilirler.

              Asenkron  motorlar  eş zamanlı  olmayan  makinelerden ,  yani  stator  sargılarının  oluşturduğu  döner  alan  hızı  ile  rotorun  dönme  hızı  birbirinden  farklıdır. Rotor  dönme  hızı  motor  çalışmada  asenkron  hızdan  küçük ,  generatör  çalışmada  ise  senkron  hızdan  büyüktür. İşletme  özellikleri  bakımından  doğru  akım  şönt  motoru  ile   boy  ölçüşebilecek  şekilde   değilse  bile  sürekli  devir  sayısı  ayar imkanına  sahiptir. 

Bir, iki, üç ve çok  fazlı  olarak  imal  edilebilirler. En fazla  kullanılan  motorların  birisi  yukarıda da belirtildiği  gibi   kısa  devre  rotorlu   veya   sincap  kafesli  asenkron  motor  ve de  rotoru  sargılı  veya  bilezikli  asenkron  motorlardır.

              Bilezikli  asenkron  makinelerin  rotor  oluklarına  genellikle   üç  fazlı  sargılar  yerleştirilir.  Üç  fazlı  rotor  sargısı  yıldız  olarak  bağlanır  ve  yıldız  noktası  dışarı çıkartılmaz . Mil üzerine  bağlı  ve  milden  yalıtılmış  üç  bilezik  rotor  ile  birlikte  döner. Bilezikler  üzerinde  sabit  duran  fırçalar yardımı  ile    dış  kaynaktan  gerilimi  ve  frekansı  değiştirilebilen  gerilim uygulanabildiği  gibi  sargılara  dışarıdan    empedansa  bağlanabilir.  Rotor  bileziklerine  yol  alam  direnci  bağlayarak  yol  alam  akımı  sınırlayarak  yol  alam  direnci   büyütülebilir. Ayrıca  rotora  frekans   ve   güç  faktörü  kontrolü  yapılabilir.  Rotoru  sargılı  asenkron  makinelere  uygulanan   bu kontrol   sistemi  sincap  kafesli  motora  uygulanan  hız  kontrolün den  daha   ucuzdur.  Bununla  rotor sargıları   rotorda  oldukça  yer  kapladığı  için    sincap  kafesli  motorlara   göre  bilezikli  asenkron  motorlardan   daha  az  güç   elde  edilir.

              Sincap  kafesli  asenkron  motorların   statorlarında  döner  alan  oluşturan   sargılar  vardır.  Rotor  kısa  devre  çubuklarının   oluşturduğu  hacim   sincap  kafesinkine  benzediği  için   motora  bu  isim  verilmiştir.  Normal  çalışma  şartlarında  rotor  çubuklarında   endüklenen  gerilim  10 V   altındadır. Bu  yüzden  kısa  devre  çubukları  rotor  saç  paketinden  yalıtılmaz .  Rotorda  yalıtkan  malzeme  için   yer  kaplanmadığı  için   bu  motorda  birim  hacime  düşen   güç  bilezikli  asenkron  motorlardan  daha  fazladır.

              Bilezikli  asenkron  motorlarda  rotorun  sargılı  olması   ile   bileziklerin  getirdiği  avantaj   devir  sayısının  kolaylıkla   ayarlanmasını  kalkış  momentinin   değiştirilebilmesi  üstünlüğünü  sağlar . Sincap  kafesli  makinede  ise    rotor  sayısı  yerine    kısa  devre   edilmiş    iletken  çubukların   bulunuşu  makinenin  hem  kalkış  momentini  , hem de devir  sayısı  ayarı  yapabilme  yeteneklerini  kısıtlamaktadır.  Bu nedenle  sincap  kafesli  makineler   daha  çok  kalkış  momenti  değişmeyen   ve devir  sayısı  mümkün  olduğu  kadar  sabit  olan   iş  makinelerinin   tahrikinde  kullanılır. Ancak  yapım  kolaylığından  dolayı   bilezikli  makineye  göre  iki kat daha   ucuzdur.