Marş Motorunun Çalışma Prensibi

Marş Motorunun Çalışması Parçaları ve Görevi

Doğru akımla çalışan fırçalı bir elektrik motorudur. 

Mıknatıslar manyetik alanları içerisinde bulunan maddeleri çekerler veya iterler. Bir mıknatısın aynı kutupları birbirini iterken, zıt kutupları birbirini çeker. 

Marş motorunun görevi motora ilk hareketi vererek çalışmasını sağlamaktır

Mıknatısın bu şekildeki manyetik etkisiyle itme ve çekme kuvveti oluşturması, yani manyetik alandaki kuvvet hatlarının bir hareket üretmesi, çeşitli faydalı buluşlara imkan sağlamıştır. Basit bir mıknatısın pusula ibresini döndürmesi, hareket ettirmesi, elektrik enerjisinden hareket enerjisi (mekanik) enerji elde edilebildiğinin ilk göstergesi olmuştur. Mıknatısın itme veya çekme hareketinin, sürekli olarak devam eden bir döndürme hareketine dönüştürülmesi (ilk elektrikli motor), Michael  Faraday Kanunu) tarafından gerçekleştirilmiştir.

[youtube id=KRF36eYOuk0]

Manyetik alanda, manyetik kuvvet hatları mıknatısın dışında N kutbundan S kutbuna doğru akarken; mıknatısın içinde S kutbundan N kutbuna doğru akar, yani bir dairesel hareket izler. Elektromıknatıs, bir demir parça üzerine bobin (sargı) şeklinde sarılmış ve üzerinden elektrik akımı geçirilen teldir. Elektrik akımının yönü (artı ve eksi uçları) değiştirilirse, manyetik alanın yönü (kuvvet hatlarının hareket yönü), yani mıknatısın kutupları (N ve S) da değişecektir. Doğru akımla çalışan bir elektrik motorunun çalışmasında, yani içerisindeki rotorun sürekli dönüş hareketi yapabilmesindeki ve akımın yönü değiştirildiğinde motorun dönüş yönünün de değişmesindeki temel esas budur.

Ortada (rotor olarak) bir doğal mıknatıs var. İki yanda bobin tarafından oluşturulmuş elektromıknatıs kutupları var. Elektrik verildiğinde elektromıknatıs, mıknatıslanır ve rotordaki zıt kutuplu tarafı kendine çekecek şekilde hareket ettirir (döndürür). Elektromıknatıs bobininin + ve - bağlantı uçları değiştirildiğinde, yani akımın yönü değiştiğinde, demir nüvede oluşan manyetik kutuplar da değişir. Demek ki dönüş hareketinin sürekli olması için, manyetik kutupların sürekli değişmesi gerekir, aksi halde rotor yarım tur atıp duracaktır. Öyleyse marş motorunda rotor olarak; akım yönü (yani manyetik kutuplarının yönü) sürekli değişen bir elektromıknatıs (endüvi) kullanmak gerekir.

Marş motorunda endüvinin sürekli dönmesi isteniyorsa, manyetik kutupların (N ve S) sürekli olarak değişmesi gerekir. Bu sebeple marş motoru özelinde, endüvide (rotorda) bir sabit mıknatıs kullanılamaz. Marş motorundaki endüvide (dönen kısımda) bir elektromıknatıs kullanılır. Çünkü elektromıknatısa gönderilen elektrik akımının yönü, fırçaların temas ettiği kollektör dilimlerinin dönme hareketi yapması sayesinde değiştirildiğinde, manyetik kutuplar (N-S) da yer değiştirir, böylece dönüş hareketi devamlılık kazanır. 

Sabit bir manyetik alan içerisinde bulunan iletkene elektrik akımı verildiğinde, o iletken tel hareket eder. Marş motorunda o iletken tel: endüvi (rotor) ve o sabit manyetik alanı oluşturan kısım ikaz sargılarıdır (endüktör). Eğer iletken tele uygulanan elektrik akımının yönü sürekli olarak uygun zamanda (senkronize bir şekilde) değiştirilebilirse, yani manyetik alan kutupları sürekli değiştirilebilirse, bu tel sürekli olarak dönecektir. Örneğin marş motoru: Endüktör (ikaz) sargılarında sabit manyetik alan oluşur, endüviye elektrik akımı verilerek manyetik kutuplar oluşur, endüktör ve endüvinin aynı kutupları birbirini iter ve farklı kutupları birbirini çeker. Bu hareket sırasında endüvinin kutupları senkronize şekilde değiştirildiğinden, dönüş hareketi süreklilik arz eder. Endüvideki bu sürekli farklı kutupların oluşması, kollektör dilimlerine basan fırçalardan (kömür) gelen akım yönünün, dönüş gerçekleştikçe sürekli değişiyor olmasındandır.

Manyetik kuvvetlerin oluşması için mıknatıslar kullanılır. Sabit bir manyetik alan oluşturulmak istenen yerde, doğal (kalıcı) mıknatıslar veya sargılı elektromıknatıslar kullanılabilir. Örneğin marş motorunun gövdesindeki endüktörde (ikaz sargılarında) genellikle elektromıknatıslar (sargılar) veya bazı modellerde kalıcı mıknatıslar kullanılmaktadır. Bu kısımda manyetik alanın sabit olması sistemin çalışma mantığı gereğidir.

Gövdede ikaz sargıları yerine doğal mıknatısların kullanıldığı marş motorları da vardır. Bunlar daha hafif, daha küçük, daha az maliyetli marş motorlarıdır. Fakat kalıcı mıknatıs kullanımı, marş motorunun torkunu düşürür, büyük güçler elde edilemez, bu sebeple bu motorlarda tork artırımı için redüksiyon dişlileri (planet dişliler) kullanılır. Doğal (kalıcı) mıknatısların kullanıldığı elektrik motorları daha düşük güç gerektiren yerlerde tercih edilir, örneğin cam sileceği, fan motoru vb.

Marş motorunda endüvi, sabit bir manyetik alan içerisinde dönmektedir. İkaz (endüktör) sargısında oluşan N kutbu, endüvideki S kutbu olan sargıyı kendine çeker; yine aynı anda diğer ikaz sargısındaki S kutuplu elektromıknatıs, endüvinin N kutuplu sargısının olduğu kısmı kendine çeker, bu çekme hareketi endüvinin dönmesine sebep olur. Dönüş hareketinin sürekli (kesintisiz) ve akıcı şekilde gerçekleşmesi için; daha fazla kutuplu ikaz sarısı (örneğin  karşılıklı çift N-S kutuplu 4 sargı) kullanılabilir, bununla birlikte endüvide de sargı (bobin) sayısı arttırılmıştır (en az 3 sargı paketi ). Böylece daha fazla sayıda mıknatıs elde edilmiş olur. Endüvinin akıcı (sürekli)  dönüş hareketi, karşılıklı zıt kutuplarından peş peşe birbirini çekmesinin bir sonucu olarak gerçekleşir.

Endüvideki manyetik kutupların (N-S) sürekli değişmesi, kollektör dilimlerinin dönmesi sırasında; bir pozitif (+) fırçaya (kömüre) bir de negatif (-) fırçaya ard arda temas ediyor olması sayesinde gerçekleşir. Böylece ard arda gelen itme-çekme etkisi sayesinde endüvi (yani marş motoru) sürekli dönmeye başlar.

Daha büyük manyetik alan kuvveti, daha yüksek torkla dönüş anlamına gelir. Daha büyük manyetik alan elde edilebilmesi için, daha fazla elektrik akımı (amper) ve büyük bobinler (elektromıknatıslar) gereklidir. Marş motorundan bir motoru döndürebilecek kadar dönme kuvvetinin elde edilebilmesi için, yani daha kuvvetli manyetik alan oluşturulabilmesi için, kalın bakır teller, çok sayıda sarıma sahip bobinler, endüvinin gövdesinde çelik bir gövde kullanılması gibi uyarlamalar yapılmıştır.

İkaz Sargılı Marş Motoru

Merkezdeki rotoru döndürebilmek için, çevrede bir mıknatıs kullanılmak zorundadır. Bu bir doğal (daimi) mıknatıs olabileceği gibi, bobin-sargı (elektromıknatıs) da olabilir. 

Bu dc motor bir marş motoru olarak kullanılabilir, bir marş motoru söz konusuysa, sabit çevredeki bu elektromıknatıs sargılarına "ikaz sargısı veya endüktör" denir. Çevrede ikaz sargıları elektrikle beslenerek sabit manyetik alan yaratır. Merkezde elektrik akımıyla beslenen bir elektromıknatıs olan "rotor"da kutuplar sürekli değiştiğinden, rotorun sürekli dönmesi sağlanır. Bu elektrik motoru düzeneğinde doğal (daimi) mıknatıs kullanılmamıştır. 

[youtube id=CEkLcnmZGeg]

Doğal (Daimi) Mıknatıslı Marş Motoru

Fakat doğal (daimi) mıknatıslı marş motorları da yaygın olarak kullanılır, bunlarda ikaz sargıları yerine doğal mıknatıslar vardır.

Çevrede doğal mıknatıslar sabit manyetik alan yaratır. Merkezde elektrik akımıyla beslenen bir elektromıknatıs olan "rotor"da kutuplar sürekli değiştiğinden, rotorun sürekli dönmesi sağlanır. 

Marş Sistemi Tesisatı ve  Çalışma Prensibi

Kontak anahtarı (ST ucu), marş rölesine akım verir ve ON haline getirir. Marş rölesi iletime geçince, marş şalterine besleme akımını gönderir. Marş şalteri iletime geçer. Marş motoru yüksek akımla direkt olarak akü (BAT) kablosuyla beslenir ve marş motoru çalışır. Marş rölesinin yük hattında 20-25 amperlik bir sigorta bulunur. Marş rölesi ve sigorta, sigorta kutusunda yer alır.

Marş selenoidinden marş motoruna giriş yapan marş akımı, ikaz sargıları ve oradan da kömürler (fırça) vasıtasıyla kollektörlere ve endüvi sargılarına aktarılır. Marş motorunda endüvi sargıları ve ikaz sargıları birbirine seri olarak bağlanmıştır durumdadır. Seri bağlı devrelerin özelliği gereği akım (amper) her yerde aynıdır, yani endüvi ve endüktörden aynı miktarda elektrik akımı (amper) geçer. Marş motoru dönmeye başladığında oldukça yüksek tork üretirken, devir hızı arttıkça tork değeri düşer, bu da marş motorunda istenen bir özelliktir.

Endüktör ve endüvinin bir birine paralel olarak bağlandığı elektrikli motorlara “şönt motorlar” denir. İkaz sargısı ve endüvinin gerilimleri (volt) aynıdır fakat çektikleri akım (amper) farklıdır; ikaz sargıları maksimum akım çeker. Daha sabit bir devir sayısına sahiptirler, motora binen yük değişse bile, elektrikli motorun devir hızı değişmez.