Genel-Amaçlı Motorların Sınıflandırılması

Kalıcı Mıknatıslı Fırçasız Motorlar

Fırçasız motorlar 1960'ların sonlarında ortaya çıktı ve sabit mıknatıslı malzeme teknolojisi, mikroelektronik ve güç elektroniği teknolojisi ve motor teknolojisiyle birlikte hızla gelişti. Fırçasız motor, esas olarak motor gövdesi, konum sensörü ve elektronik anahtarlama devresinden oluşan tipik bir elektromekanik entegre üründür. Kalıcı mıknatıslı malzemeden yapılmış bir rotora sahip fırçasız motora aynı zamanda kalıcı mıknatıslı fırçasız motor da denir ve fırçasız motorların büyük çoğunluğunda kalıcı mıknatıslı rotorlar kullanılır.

Kalıcı mıknatıslı fırçasız motorlar iki türe ayrılabilir: kare dalga ile tahrik edilen fırçasız DC motorlar (BLDCM) (motor gövdesinin stator sargılarına kare dalga akımı ile enjekte edilir) ve sinüs dalgası ile tahrik edilen sabit mıknatıslı senkron motorlar (PMSM). Geleneksel fırçalı DC motorlarla karşılaştırıldığında BLDCM'ler, geleneksel DC motorların mekanik komutasyonunu elektronik komutasyonla değiştirir ve stator ile rotoru tersine çevirir (rotor kalıcı mıknatıslar kullanır), böylece mekanik bir komütatör ve fırçalara olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Öte yandan PMSM'ler, sargılı-rotorlu senkron motorun rotorundaki uyarma sargılarını kalıcı mıknatıslarla değiştirirken statoru değiştirmeden tutar, böylece uyarma bobinlerine, kayar halkalara ve fırçalara olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Bir BLDCM'nin stator akımı bir kare dalga tarafından sürüldüğünden, invertörün aynı koşullar altında bir kare dalga elde etmesi, bir PMSM'nin sinüzoidal sürücüsüne kıyasla çok daha kolaydır. Ayrıca, kontrolü PMSM'ninkinden daha basittir (her ne kadar düşük hızlardaki performansı PMSM'ninkinden-daha kötü olsa da esas olarak titreşimli torkun etkisinden dolayı). Bu nedenle BLDCM'ler daha geniş ilgi gördü.

Kalıcı mıknatıslı fırçasız motorlar, üstün performansları ve yeri doldurulamaz teknolojik avantajları nedeniyle giderek daha fazla ilgi görüyor. Özellikle 1970'lerin sonlarından bu yana, nadir toprak hidromanyetik malzemeleri, güç elektroniği ve bilgisayar kontrolü gibi destekleyici teknolojilerdeki hızlı gelişmelerin yanı sıra mikro{2}}motor üretim süreçlerindeki sürekli iyileştirmeler, sabit mıknatıslı fırçasız motorların teknolojisinde ve performansında sürekli iyileştirmelere yol açmıştır. Başlangıçta havacılık, robot bilimi ve ev aletlerinde küçük ve orta{4}boyutlu servo sürücülerde kullanılan bu sistemler, artık elektrikli araçlarda, elektrikli çoklu ünitelerde ve elektrikli gemilerde yaygın olarak kullanılıyor. Gelecekte, kalıcı mıknatıslı fırçasız DC motor teknolojisinin ve ilgili destek teknolojilerinin sürekli gelişmesinin yanı sıra insan toplumunun devam eden ilerlemesi ile birlikte, kalıcı mıknatıslı fırçasız motorlar daha da geniş uygulama alanları bulacaktır.

Lineer Motorlar

Motor tasarımı teorisinde, lineer motorların uygulanmasını teşvik eden ve onları yeniden gündeme getiren önemli ilerlemeler kaydedilmiştir.

Son yıllarda, endüstriyel makinelerde, demiryolu taşımacılığında, asansörlerde, uçak gemisi uçak fırlatıcılarında, elektromanyetik silahlarda, füze fırlatıcılarında ve elektromanyetik tahrikli denizaltılarda doğrusal motorlar pratik olarak uygulanmıştır. ABD ve diğer ülkeler tarafından araştırılan-sözde "uzay asansörü", uzay mekiklerini veya uzay aracını uzaya fırlatmak için doğrusal motorların kullanılmasını içerir.

Bilgisayar disk sürücülerinde, ses bobini motoru adı verilen ve aynı zamanda bir tür doğrusal motor olarak da değerlendirilebilecek, okuma/yazma kafasını çalıştıran bir motor türü vardır.

Lineer motorlar yalnızca elektrik motorlarıyla sınırlı değildir; doğrusal jeneratörler de vardır. Şekil 2-7, dalga güdümlü doğrusal üreteci göstermektedir.

Step Motorlar
Adım motorları, otomatik kontrol cihazlarında aktüatör görevi görerek, rotor dönüşünü kontrol etmek için elektrik darbe sinyallerini açısal yer değiştirmeye dönüştürür. Her giriş darbe sinyali, step motorun bir adım ileri hareket etmesine neden olur, dolayısıyla buna darbe motoru da denir. Mikroelektronik ve bilgisayar teknolojisinin gelişmesiyle birlikte step motorlara olan talep her geçen gün artmakta ve ülke ekonomisinin tüm sektörlerinde kullanılmaktadır.

Bir step motor için sürücü güç kaynağı, bir frekans dönüştürücü darbe sinyali kaynağı, bir darbe dağıtıcısı ve motor sargılarına darbe akımı sağlayan bir darbe amplifikatöründen oluşur. Bir step motorun çalışma performansı, motor ile sürücü güç kaynağı arasındaki iyi koordinasyona bağlıdır.

Adım motorları, motor türlerine göre iki temel tipe ayrılır: elektromekanik ve manyetoelektrik. Elektromekanik step motorlar demir çekirdek, bobinler ve dişli mekanizmalardan oluşur. Solenoid bobine enerji verildiğinde, demir çekirdeği harekete geçiren ve onun hareket etmesine neden olan manyetik kuvvet üretir. Dişli mekanizması çıkış milini belirli bir açıyla döndürür ve dönme önleyici bir dişli-çıkış milini yeni çalışma konumunda tutar. Bobine tekrar enerji verildiğinde, şaft başka bir açıyla döner ve bu şekilde adımlama hareketi gerçekleştirir. Elektromanyetik step motorlar temel olarak üç biçimde gelir: kalıcı mıknatıslı, reaktif ve kalıcı mıknatıslı endüksiyon.

Süper İletken Motorlar Süper iletken motorlar, elektromekanik enerji dönüşümü ilkeleri açısından sıradan motorlardan pek farklı değildir; tek farkı, sargılarının boyutu büyük ölçüde küçültebilen ve enerji tasarrufu sağlayabilen süper iletken malzemeler kullanmasıdır. Süperiletkenlik soğutma ekipmanı gerektirdiğinden, yapı özellikle karmaşıktır ve bu nedenle genellikle yalnızca büyük jeneratörlerde veya motorlarda (büyük gemileri itmek için kullanılanlar gibi) kullanılır. Şekil 2-9, gemiler için süper iletken bir DC motoru göstermektedir.

Ultrasonik Piezoelektrik Motorlar Ultrasonik piezoelektrik motorlar, 1980'lerin ortalarında-geliştirilen yeni türde bir tahrik cihazıdır. Manyetik alanları veya sargıları yoktur ve çalışma prensipleri geleneksel elektromanyetik motorlardan tamamen farklıdır. Elektrik enerjisini elastik bir gövdenin ultrasonik titreşimine dönüştürmek için piezoelektrik malzemelerin ters piezoelektrik etkisinden yararlanır ve ardından sürtünme aktarımını hareketli gövdenin dönme veya doğrusal hareketine dönüştürür. Bu tip motorların düşük çalışma hızı, yüksek çıkış, kompakt yapı, küçük boyut ve düşük gürültü gibi avantajları vardır. Üstelik çevresel manyetik alanlardan etkilenmez ve biyolojik yaşam bilimleri, optik aletler ve yüksek hassasiyetli makineler gibi alanlarda uygulanabilir.