Transcript Enerji Dönü*ümü (veya Elektrik Makine Temelleri)

Enerji Dönüşümü
(veya Elektrik Makine Temelleri)
Elektrik Makinaları ve Transformatörler
 Elektrik makinası mekanik enerjiyi elektrik enerjisine veya
elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bir cihazdır.
 Mekanik
enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürüyorsa
Generatör,
elektrik
enerjisini
mekanik
enerjiye
dönüştürüyorsa Motor olarak isimlendirilir.
 Transformatörler bir gerilim seviyesindeki elektrik enerjisini
başka bir gerilim seviyesindeki elektrik enerjisine dönüştüren
cihazlardır.(Yalıtım transformatörleri hariç).
 Elektriği üretmek için generatör, iletmek ve dağıtmak için
transformatör ve mekanik enerjiye çevirmek için elk.
motoruna ihtiyaç vardır.
Dairesel Hareketle Alakalı Tanımlar
Dairesel hareketle alakalı tanımlar ve kanunlar aşağıda kısaca
özetlenmiştir.
 Açısal pozisyon (θ): Keyfi bir referans noktasından ölçülen
ölçülen değerdir. Birimi radyan veya derecedir. Doğrusal
hareketteki yolun karşılığıdır.
 Açısal hız (ωm, fm, nm): Zamana göre açısal pozisyondaki
değişim miktarıdır. Doğrusal hareketteki hızın dairesel
hareketteki karşılığıdır.
m
d
m 
(radyan/sn),
fm 
dt
2
n m =60f m  devir/dakika 
 devir/sn 
 Açısal ivme (α): Birim zamanda açısal hız değişimidir.
Doğrusal hareketteki ivmenin dairesel hareketteki karşılığıdır.
α=
dω
(rad/sn 2 )
dt
 Moment (τ): Bir cisim üzerindeki bükme kuvveti olarak tarif
edilir. Doğrusal hareketteki hıza etki eden kuvvetin dairesel
hareketteki karşılığıdır.
  Kuvvet×Daire Merkezine Dik mesafe (Birimi:Newton.Metre)
 Newton’un Dönme Kanunu: Dönen bir cisme uygulanan net
moment o cismin atalet momenti ile açısal ivmenin çarpımına
eşittir (τ=J.α). Bu ifade doğrusal hareketteki F=m.a’ya karşılık
gelir.
 İş (W): Bir cisme bir dairesel yol boyunca bir momentin
uygulanmasıdır.
W   dθ , Moment sbt ise; W=
 Güç (P): Birim zamanda yapılan iş veya işteki artış miktarıdır.
P(watt)=
dW d
dθ
=  τθ  =τ
=τ(N.m)ω(rad/sn)
dt dt
dt
τ(lb.ft)n(dev/dak)
P(watt) =
7.04
τ(lb.ft)n(dev/dak)
P(hp)=
5252
Manyetik Alan-Elektrik Makine Temel İlkeleri
 Akım taşıyan bir iletken etrafında bir manyetik alan oluşur.
 Zamanla değişen bir manyetik alanın etkisinde kalan bobinde
bir gerilim indüklenir. (Transformatör)
 Manyetik alan içerisinde bulunan ve içinden akım geçen bir
iletkende bir kuvvet indüklenir. (Motor)
 Manyetik alanda hareket eden bir sargıda gerilim endüklenir.
(Generatör)
 Amper kanunu: Üzerinden akım
geçen bir iletkenin çevresinde bir
manyetik alan oluşur. Bu durumda
manyetik dolanım iletkenden
geçen akımla doğru orantılıdır.
 H  dl =I
net
Hlc  Ni
akı yoğunluğu (B,
Henry/m) ile manyetik alan
şiddeti arasında;
 Manyetik
B  H
bağıntısı vardır.
 μ
(Weber/metre2 veya Tesla): malzemenin manyetik
geçirgenliğidir. Belli bir malzemede manyetik alan
oluşturmanın göreceli kolaylığını gösterir.
  0r , 0  4107 H / m
 Akı yoğunluğunun genliği:
B  H 
Ni
lc
 Belirli bir alandaki toplam akı:    B  dA
A
 Eğer akı yoğunluğu vektörü A alanına dik ve bu alandaki
akı yoğunluğu sabit ise; ϕ=BA’dır. Birimi Weber’dir.
 Manyeto motor kuvveti (MMK) elektik devresindeki
elektromotor kuvvetin manyetik devredeki karşılığıdır.
F =Ni (A.s)
 Bir
elektrik devresindeki ohm kanunun
manyetomotor kuvvet içinde geçerlidir: F =ϕR
benzeri
 Burada R devrenin relüktansı olup elektrik devresindeki
direncin karşılığıdır: R = lc / μA. Birimi Wb/A.s’dır.
 Relüktansın tersi permenans olup elektrik devrelerindeki
iletkenliğin karşılığıdır: P =1/R
 Seri relüktansların eşdeğeri ve paralel relüktansların
eşdeğeri elektrik devrelerindeki seri ve paralel dirençlerin
eşdeğer hesabıyla aynıdır.




Elektriksel devreye benzetimle yapılan hesaplar gerçek
sonucun %5’i hassasiyettedir. Bunun sebebleri;
Manyetik devredeki akının tamamının manyetik çekirdek
üzerinden yolunu tamamladığı varsayılır. Halbuki azda olsa
bir kaçak akı mevcuttur.
Relüktans hesabında çekirdeğin kesit alanı ve akının ortalama
yolu dikkate alınır.
Ferromanyetik malzemelerde geçirgenlik malzemedeki akı
miktarıyla değişir.
Bir çekirdekteki akı yolunda bir hava aralığı mevcutsa hava
aralığının etkin kesit alanı çekirdeğinkinden daha büyük
olacaktır. Bu genişlemeye hava aralığındaki manyetik alanın
saçaklama etkisi sebep olur.