Komütasyonu İyileştirmenin Yöntemleri Nelerdir?

Komütasyonu İyileştirmenin Yöntemleri Nelerdir?

Komütasyon tanımı

Komütasyon, motorun etkin bir şekilde çalışmasını sağlamak için bobinin içindeki akımı tersine çeviren süreçtir.

Komütasyonu iyileştirmenin üç ana yöntemi vardır.

• Direnç komütasyonu

• E.M.F. komütasyonu

• Tazminat bobinleri

Direnç Komütasyonu

Bu komütasyon yönteminde, parlatısız komütasyon elde etmek için yüksek elektriksel dirençli fırçalar kullanılır. Bu, düşük dirençli bakır fırçaların yerine yüksek dirençli karbon fırçalarla değiştirilerek sağlanabilir.

Resimden açıkça görebiliriz ki, C bobinden gelen IC akımı, komütasyon döneminde fırçaya iki yolla ulaşabilir. Bir yolu, komütatör segmenti b üzerinden doğrudan fırçaya, diğeri ise kısa devre bobini B üzerinden ve ardından komütatör segmenti a üzerinden fırçaya giden yol. Fırça direnci düşük olduğunda, C bobinden gelen IC akımı, daha kısa olduğu için nispeten daha düşük elektriksel dirençte olan 1. yolu takip edecektir.

Yüksek dirençli fırçalar kullanıldığında, fırça komütatör segmentlerine doğru ilerledikçe, fırça ile segment b arasındaki temas alanı azalır ve segment a ile arasındaki temas alanı artar. Şimdi, elektriksel direnç temas alanına ters orantılı olduğundan, fırça hareket ettikçe Rb direnci artacak ve Ra direnci azalacaktır. Böylece akım, fırçaya ulaşmak için 2. yolu tercih edecektir.

Bu yöntem, istenen yönde akımın hızlı tersine çevrilmesini sağlayarak komütasyonu iyileştirir.

ρ, iletkenin direnç katsayısıdır.

l, iletkenin uzunluğudur.

A, iletkenin kesit alanıdır (buradaki açıklama da bu şekilde kullanılmıştır).

 E.M.F. Komütasyonu

Komütasyon döneminde kısa devre bobinindeki akımın tersine dönüşünün gecikmesinin asıl nedeni, bobinin endüktif özelliği olmaktadır. Bu tür komütasyonda, bobinin endüktif özelliği sonucu üretilen reaktans gerilimi, komütasyon döneminde kısa devre bobininde ters E.M.F. üreterek neutralize edilir.

Reaktans Gerilimi

Bobinin endüktif özelliği sonucu kısa devre bobininde meydana gelen, komütasyon döneminde içine akımın tersine dönmesine karşı çıkan gerilime, reaktans gerilimi denir.

Ters E.M.F. iki şekilde üretilir:

• Fırça kaydırma yöntemiyle.

• Ara kutup veya komütasyon kutupları kullanarak.

 Fırça Kaydırma Yöntemi ile Komütasyon

 Bu komütasyon iyileştirme yönteminde, DC jeneratörler için fırçalar ileri yöne, motorlar için geri yöne kaydırılarak, reaktans gerilimini ortadan kaldırmak için yeterli ters E.M.F. üretilir. Fırçalar ileri veya geri yönde kaydırıldığında, kısa devre bobini zıt pol olan bir sonraki kutbu etkisi altına girer. Sonrasında, bobinin kenarları, yeterli ters E.M.F. üreten zıt pol olan ana kutuplardan gerekli manyetik akıyı keser. Bu yöntem, en iyi sonuç için her yük değişikliğiyle birlikte fırçaların kaydırılması gerektiğinden nadiren kullanılır.

Ara Kutup Kullanma Yöntemi

 Bu yöntemde, yoke üzerine sabitlenmiş ve ana kutuplar arasında yerleştirilmiş küçük kutuplar, ara kutuplar olarak adlandırılır. Jeneratörler için, aralarındaki ana kutupların polüyle, motorlar içinse onlardan önceki ana kutupların polüyle eşleşir. Ara kutuplar, komütasyon döneminde kısa devre bobininde ters E.M.F. üreterek, reaktans gerilimine karşı gelir ve parlatısız komütasyon sağlar.

Tazminat Bobinleri

Bu, armatür momenti dalgası (mmf) dengelenebilir hale getirerek armatür reaksiyonu ve kıvılcım aşması sorununu ortadan kaldırmada en etkili yöntemdir. Tazminat bobinleri, rotordan (armatür) iletkenlerine paralel olarak kutup yüzlerindeki deliklere yerleştirilir.

Tazminat bobinlerinin büyük dezavantajı yüksek maliyetidir. Genellikle ağır aşırı yükler veya plugging'e maruz kalacak büyük makinelere ve ani tersine çevirme ve yüksek ivmelere ihtiyaç duyan küçük motorlara uygulanır.