Fırçalı doğru akım motorların dizaynında manyetik sıvıların etkisinin analizi

Abstract

Elektrik motorları endüstrinin vazgeçilmez elemanlarından biridir. Her ne kadar kolektör ve fırçalardan kaynaklanan mekanik kaynaklı arızalar ve periyodik bakım gibi bazı dezavantajlara sahipse de, doğru akım motorları (DAM) ayarlanabilir hız, iyi hız regülasyonu, sık çalışma durumlarından (başlatma-durdurma) motorlar arasında önemli bir yere sahiptir. Son zamanlarda kalıcı mıknatıs malzemelerindeki önemli gelişmeler, küçük güçlü uygulamalarda kalıcı mıknatısın doğru akım makinelerinde kullanımının yaygınlaşmasını sağlamıştır. Klasik doğru akım makinelerinde kutupların uyartımı, kutuplar üzerine sarılan kutup sargılarının dışarıdan bir doğru akım kaynağıyla beslenmesi sonucu motor ebatlarında küçülme sağlanmış ve ayrıca uyartım kaynağına olan ihtiyacı da ortadan kaldırmıştır.Elektrik makinelerinde kayıpları azaltmak, verimi arttırmak, ebatları küçültmek gibi arayışlar, makine dizaynında değişik malzemelerin kullanımını gündeme getirmiştir. Manyetik sıvı (ferrofluid) teknolojisi de bu arayış içinde yerini almıştır. Günümüzde manyetik sıvılar lineer ve döner makinelerde, simülasyon ve deneysel olarak kullanılmaktadır. Döner sistemlerde özellikle stator ve rotor arasındaki hava boşluğuna manyetik sıvının tatbiki ile boşlukta bulunan havanın manyetik direnci azaltılabilir, ayrıca motordaki akım ve gerilim harmoniklerinin azaltılması için makinenin yapısında değişiklik yapmak çok zor olduğundan manyetik sıvı kullanılması düşünülmektedir.Bu çalışmada da, Fırçalı doğru akım motorunun kutupları, armatürü ve mili üzerine manyetik sıvı tatbiki yapılarak, motordaki manyetik etkileri ve motorun manyetik devre parametreleri incelenmeye çalışılmıştır. İki adet eş fırçalı doğru akım motoru kullanılarak manyetik sıvının motor parametreleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Sonuçlar grafiksel olarak verilmiştir.

Electrical motors are indispensable parts of industry. Although they have mechanic breakdowns caused by collector and brushes and some disadvantages like periodic care, direct current motors have an important place among motors due to their adjustable speed, good speed regulation and often working situations (starting and stopping). Recently important improvements in permanent magnet devices have provided common usage of permanent magnet in direct current machines for small and strong practices. As a result of the excitation of poles in classical direct current machines and as a result of pole bandages which are on poles being fed from an outside direct current source, the dimensions of motors have become small and the need for excitation source has stopped.Some searches in order to decrease losses, to increase efficiency and to make their dimensions smaller has brought out usage of different devices in designing machine. Ferrofluid technology has taken its own place in this search. Today, ferrofluids are used in linear and rotating machines experimentally and as simulation. In rotating systems by applying the fluid into the air gap especially between the stator and rotor, magnetic resistance of air in the gap can be decreased. In addition, since it is very difficult to make changes in the structure of machine, ferrofluid is considered to be used in order to decrease current and resistance harmonics in the motor.In this study, by applying ferrofluid onto the poles, armature and axle of direct current motor with brush, its magnetic effects and magnetic circuit parameters of motor have been tried to be investigated. The effect of ferrofluid on the parameters of motor has been investigated by using two direct current motors with same brushes. Results have been given with graphics.