Günümüzde oldukça geniş bir kullanım alanına sahip olan bu makineler, doğru akım elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmede kullanılırlar. 1821 yılında Michael Faraday, ilk kez bir mıknatıs ve hareketli telden sürekli bir dönme hareketi elde edebileceğini kanıtlamıştır ve bu buluş elektrik motorlarının temeli olarak kabul edilmiştir. Devamında birçok bilim adamının bu sürece büyük katkıları bulunmuştur onlardan biri olan Thomas Alva Edison, 1880 yılında New Jersey’de ilk minyatür elektrik motorlarını bulmuştur ve Nikola Tesla, 1888-1896 yılları arasında kendi geliştirdiği indüksiyon motorunun patentini almıştır. Sonrasında bu konu üzerine buluşlar ve araştırmalar devam etmiş ve günümüze kadar gelmiştir.
Doğru Akım Motorunun Genel Yapısı
Doğru akım motorlarının içerisindeki bir mil sayesinde dönen, hareketli kısma Endüvi adı verilir. Endüvinin etrafını çevreleyen sabit, hareketsiz kısma ise Endüktör adı verilir. Bunların yanı sıra motoru tamamlayan kollektör, yatak, kapak ve fırça gibi kısımlarda bulunur.
-
Endüvi
Milin dönme hareketi ile mekanik enerjinin üretildiği kısımdır. Motorun yapısına ve boyutuna göre endüvinin boyutları değişkenlik gösterir. Endüvi, mil üzerine sıkıştırılmış saç paketlerinden, bu paketlerin aralıklarına yerleştirilmiş endüvi sargılarından ve de endüvi sargı uçlarının bağlı olduğu kollektör kısımlarından meydana gelir. Endüvi sargıları aynı zamanda bu aralıklarda bir nevi bandaj görevi görür ve bu aralıklara üst üste iki bobin yanı denk geldiğinden sargılar çift tabakadan oluşur. Sargıların uçları kollektör lamelleri ile birleştirilir.
-
Endüktör
Endüvinin etrafını çevreleyen, makinenin dış kısmında kalan sabit kısımdır. Endüktörün görevi, manyetik alan oluşturmaktır. Manyetik alanın oluşabilmesi için endüktörün yapı iskeletinde ana kutuplar ve yardımcı kutuplar bulunur ve bu kutuplar demir saç levhaların paketlenmesi ile yapılır. Motorun yapısına göre 2,4,6,8 veya daha fazla kutuptan meydana gelebilirler.
Doğru akım motorlarında genel olarak elektromıknatıs kullanılmaktadır fakat çok küçük olanlarında sabit mıknatıs da kullanılabilmektedir. Manyetik akının oluşabilmesi için kutupların üzerinde kutup sargıları yer alır. Ana kutupların sargılarına uyarma sargıları adı verilir ve sargılar kutuba sarılmadan önce sargı ile kutup arasına izolasyon kağıdı yerleştirilir.
-
Kollektör
Aralarında yalıtkan bulunan ve birbirlerine bağlı sert bakır levhalardan oluşur. Kollektör levhaları, bakalit dökümü veya mekanik sıkıştırma yöntemi ile birleştirilirler.
Endüktörde oluşan manyetik akının yardımıyla endüvide üretilen alternatif gerilim, kollektör sayesinde doğrultulur ve yine kollektör üzerinde bulunan fırçaların yardımıyla dış mekanizmaya iletilir.
-
Fırça ve Fırça Yatağı
Fırçalar, doğru akım motorlarında gerilim uygulanmasını ve kollektör ile elektriksel bağlantıyı sağlar. Kollektöre belirli bir basınç uygulamaları gerekir bu yüzden de fırçaların üzerinde baskı yayları bulunmaktadır. Motorun verim durumu bu baskı yaylarının sıkı ya da gevşek olması durumuna bağlıdır.
Fırçalar, fırça yataklarına yerleştirilir ve motorların boyutlarına göre fırçaların ve fırça yataklarının boyutları da farklılık gösterir. Fırçalar grafit ya da kömürden yapılır aynı zamanda fırçalar, motorun akı ve gerilim boyutuna göre sert, orta, yumuşak olarak üç tipte karbondan üretilirler ve belirli durumlarda iletkenliği arttırmak sebebiyle karbon – bakır alaşımlı yapılabilirler.
-
Yatak ve Kapaklar
Doğru akım motorlarında, yataklar en önemli parçalardan biridir. Doğru akım motorlarında kullanılan, kendi kendine yağlanan metal ve bilyeli yataklar, motorun eksen etrafındaki hareketini oldukça kolaylaştırırlar ve de oldukça sessiz çalışırlar. Yine bilezikli ve rulmanlı yataklarda doğru akım motorlarında kullanılır. Rulmanlı yataklar, küçük ve orta güçteki motorlardaki sürtünme vb. kayıpların minimum seviyede yaşanmasını sağlar fakat çalışırken fazlasıyla gürültülüdür.
Yataklarında diğer birçok parça gibi bakım, onarım ihtiyaçları vardır ve genelde aşınma, sürtünme vb. durumlar arızanın sıkça tekrarlanmasına yol açar.
Kapaklar, makinenin dış yüzeyindeki parçalardır.
Doğru Akım Motorları Nasıl Çalışır?
Endüktör üzerindeki bobinlerden geçen elektrik akımının, aynı kutupların birbirini itmesi ve zıt kutupların birbirini çekmesi prensibiyle motorun iç kısmında bir manyetik alan meydana gelir. Sonrasında endüvinin üzerindeki iletkenlerin bu manyetik alan içerisinde dönmesi ile dairesel hareket oluşur. Buradaki asıl amaç, elektrik akımının dairesel harekete dönüştürülmesidir. Bu arada endüktörde oluşan iki zıt kuvvet kollektöre geldiğinde fırçalar sayesinde burada yer değiştirirler ve böylece Zıt Elektromotor Kuvveti (Zıt EMK) oluşur. Motorun fırçalı olmasının nedeni akım yönünde değişiklik elde etmektir.
Doğru Akım Motorlarının Kullanım Alanları
- Pompalarda,
- Klimalarda,
- Fanlarda,
- Laboratuvar düzeneklerinde,
- Dikiş ve kaynak makinelerinde kullanılmaktadır.