ELEKTRİK-ELEKTRONİK FAKÜLTESİ
ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
ELEKTRİK MAKİNALARI 1
DÖNEM ÖDEVİ 1
BARIŞ ÇELİK
21012036
GR: 1
İbrahim Şenol
GÜZ DÖNEMİ -2024
1.UYARMA ŞEKİLLERİNE GÖRE DC MAKİNALAR
Doğru akım makineleri, genel olarak elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren
makinelerdir. DC motorlar, verilen elektrik gücünü doğru akım olarak alır ve bunu mekanik
enerjiye çevirir.
DC motorlar, biri sabit ve diğeri dönen iki parçadan oluşur. Sabit kısma stator, dönen kısma
rotor ya da endüvi denir.
DC motor yapısı
Doğru akım makinalarını uyarma şekillerine göre şu şekilde sınıflandırabiliriz:
1. Serbest Uyarmalı
2. Kendinden Uyarmalı
 Seri Uyarmalı
 Şönt Uyarmalı
 Kompund Uyarmalı
1. Serbest Uyarmalı
Ana kutup sargıları, uyarma sargılarıyla bağlantılı değildir. Uyarma sargıları, bağımsız bir
doğru akım kaynağı tarafından beslenerek uyarma alanını oluşturur. Bu nedenle, iki ayrı
bağımsız doğru akım kaynağına ihtiyaç duyulur.
Serbest Uyarmalı DC Makinesi
Yukarıdaki şekilde “Vfd” uyarma devresi gerilimini, “Rfd” uyarma devresi direncini, “Ifd” ise
uyarma devresi akımını belirtir.
2. Kendinden Uyarmalı
 Seri Uyarmalı:
Bu tip makinelerde uyarma sargısı endüvi sargısına seri bağlıdır. Bu makinelerde
uyarma akımı (Ifd), endüvi akımına (Ia) eşittir. Endüvi akımının tümü uyarma
sargısından geçtiği için endüvi akımı arttıkça uyarma akımı da artar. Bu durum yüksek
moment oluşmasına sebep olur. Seri uyarmalı motorlar sürekli yük taşınan yerlerde ve
yükle durma kalkmanın fazla olduğu yerlerde kullanılır. Yük vinçleri, tramvay ve tren
buna örnek gösterilebilir.

Şönt Uyarmalı:
Bu makinelerde uyarma sargıları endüvi sargılarına paralel bağlanmıştır. Uyarma
sargısını çok sayıda ve ince sarımlar oluşturmaktadır. Bu tip makinelerde endüvi akımı,
yük akımı ve uyarma akımının toplamına eşittir.
Şönt uyarmalı DC motoru
Şönt motorlarda yüksüz durumda devir kendiliğinden yükselmez. Devir sayısı yük
altında çok az değiştiği için devir sayısının sabit kalması gereken yerlerde daha çok
kullanılır. Kâğıt fabrikaları, dokuma tezgahları, dokuma tezgahlar bunlara örnek
verilebilir.

Kompund Uyarmalı:
Uyarma devresi sargılarında hem seri hem şönt sargı bulunan makinelerdir. Şönt alanın
etkisi seri alana göre daha yüksektir. Seri alan şönt alanı kuvvetlendirirse makine
artırmalı kompund, zayıflatırsa azaltmalı kompund olarak adlandırılır.
Uzun şönt kompund DC motor devresi
Seri uyarmalı motor karakteristikleri:
Şönt uyarmalı motor karakteristikleri:
Kompund uyarmalı motor karakteristikleri:
2.RÜZGAR TÜRBİNLERİNDE KULLANILAN
TRANSFORMATÖRLER
Yenilenebilir enerji kaynakları olan rüzgâr, güneş ve hidroelektrik, çevre dostu ve
sürdürülebilir enerji üretimi açısından büyük bir potansiyele sahiptir. Ancak bu enerjinin
verimli ve güvenli bir şekilde kullanılabilmesi, üretildiği yerden tüketim noktalarına
kadar etkin bir iletim süreci gerektirir. Bu noktada transformatörler kritik bir rol oynar.
Transformatörler, enerji voltajını dönüştürerek iletim sırasında enerji kayıplarını
minimize eder ve enerji sistemlerinin şebeke ile uyumlu hale gelmesini sağlar. Ayrıca,
enerjinin iletim hatlarında güvenli bir şekilde taşınmasını ve dalgalanmaların
düzenlenerek enerji kalitesinin artırılmasını mümkün kılar.
Rüzgâr enerjisi santrallerinde, türbinlerden gelen düşük voltajlı enerjinin yüksek
voltajlara dönüştürülmesi, enerjinin daha az kayıpla iletilmesini sağlar. Benzer şekilde
güneş enerjisi santrallerinde, güneş panellerinden üretilen doğru akım enerjisi alternatif
akıma dönüştürülerek şebeke ile uyumlu hale getirilir. Hidroelektrik santrallerde ise
türbinlerden üretilen düşük voltajlı enerji, transformatörler sayesinde yüksek voltajlara
çevrilerek daha verimli bir iletim süreci sağlanır. Tüm bu süreçler, enerjinin kayıplarını
azaltırken şebeke entegrasyonunu kolaylaştırır. Bunun yanı sıra, transformatörlerin
enerji iletimindeki yalıtım özellikleri, güvenli bir enerji akışını garanti eder.
RÜZGÂR
ENERJİ
SANTRALLERİNDE
TRANSFORMATÖRLER:
KULLANILAN
YENİ
NESİL
Transformatörler, alternatör çıkış gerilimini hat gerilimine yükseltmek için kullanılır ve
genellikle YNd veya Dyn bağlantı gruplarına sahiptir. Yüksek gerilim üçgen bağlı olduğunda
nötr noktası olmadığından, topraklama transformatörleri kullanılır. Rüzgâr türbinlerinde
kullanılan transformatörler, türbinin içine yerleştirilecekse uygun boyutlarda olmalıdır ve bu
tür transformatörler "slim line" olarak adlandırılmaktadır. Ancak, son yıllarda daha yaygın bir
uygulama olarak, transformatörler türbin dışına yerleştirilmektedir. Yeni nesil
transformatörlerin en büyük avantajı, akım ve gerilim harmoniklerine uygun olarak tasarlanmış
olmalarıdır.
Rüzgâr türbini içine monte edilen transformatör
RÜZGÂR
ENERJİ
SANTRALLERİNDE
KULLANILAN
TRANFORMATÖRLERDE YAPILAN YENİLİKLER:
YENİ
NESİL

Daha düşük kayıplı ve yüksek verimli transformatörler tasarlanması

Soğutucu donatının minimum boyutlarda tutulması

Transformatör sargılarının yüksek ısıl dayanımı olan uygun yalıtım malzemeleri ile
üretilmesi

Yüksek sıcaklıklara dayanabilen sentetik veya organik esterli transformatör yağlarının
kullanılması

Transformatörlerin hermetik (atmosfere tam kapalı) olarak yapılması

Düşük kayıplı silisli sacların kullanılması

Transformatör boyutlarının minimuma indirgenmesi
Slim Line transformatör
3. TRANSFORMATÖRLERDE KULLANILAN SÜPER
İLETKENLER (HTS)
Ülkemizde ve dünyada elektrik makinalarında oluşan kayıpların azaltılması için çalışmalar
yapılmaktadır. Kayıpların azaltılması için kullanılan en önemli maddelerden biri de süper
iletkenlerdir. Süperiletkenlik, bazı maddelerin kritik sıcaklık altında soğutulduğunda direnç
göstermemesidir. Süperiletkenlerin başka bir özelliği de içindeki manyetik akıyı çok iyi bir
diyamanyetiklik göstererek dışarı itmesidir.
HTS iletkenlerin en önemli avantajlarından biri, sıvı hidrojen yerine sıvı azot kullanılarak
kritik sıcaklığa soğutulabilmeleridir. Sıvı hidrojenle soğutma yöntemi, yüksek maliyetli
olmasının yanı sıra büyük hacim gereksinimi nedeniyle de tercih edilmez. Bu nedenle, HTS
sistemler için "cryogenic" adı verilen özel soğutma sistemleri geliştirilmiştir. Cryogenic
sistemler, yağsız sıvı azot ile kapalı devre çalışan bir mekanizma sunar. Bu sayede, trafo
bakımları yılda yalnızca bir kez yapılabilir ve bu işlem sırasında trafonun enerjisi
kesilmesine gerek kalmaz.
HTS transformatör
4. ELEKTRİKLİ EV ALETLERİNDE
ELEKTRİK MOTORLARI
KULLANILAN
AC MOTORLAR
ASENKRON MOTOR: Endüksiyon motoru, diğer adıyla asenkron motor, rotorda
tork oluşturmak için gereken elektrik akımını stator sargılarındaki manyetik alanın
etkisiyle elektromanyetik indüksiyon yoluyla üretir. Bu özelliği sayesinde, rotorun
harici bir elektrik bağlantısına ihtiyacı yoktur. Endüksiyon motorlarının rotorları
genellikle iki farklı tipte tasarlanır: sincap kafesli rotor veya sargılı rotor. Bu motor
türü, basit yapısı, dayanıklılığı ve düşük bakım gereksinimi sayesinde birçok
uygulamada yaygın olarak tercih edilir.
Kullanıldığı Cihazlar:

Çamaşır Makineleri: Çamaşır makinelerinde, asenkron motorlar çamaşırları
çalkalama ve sıkma işlemleri için kullanılır.

Buzdolapları: Kompresör motorları genellikle asenkron motorlardır ve buzdolabının
soğutma sistemini çalıştırır.

Bulaşık Makineleri: Bulaşık makinelerinde, suyun fışkırtılması ve makinenin içindeki
hareketleri sağlamak için kullanılır.
Avantajları:

Düşük maliyetli ve dayanıklıdır.

Bakım ihtiyacı azdır.

Genellikle enerji verimliliği yüksektir.
Dezavantajları:

Başlangıç torku (ilk hareket) sınırlıdır.

Hız kontrolü zordur.

SENKRON MOTORLAR: Senkron elektrik motoru, sabit durumda çalışırken
milin dönüş hızının, besleme akımının frekansı ile senkronize olduğu bir AC
elektrik motorudur. Bu durumda, motorun dönüş periyodu, AC çevrimlerinin
tam sayısı ile birebir uyumludur.
Senkron motorlar, statorlarında çok fazlı AC elektromıknatıslar barındırır. Bu
elektromıknatıslar, hat akımının salınımlarına uyumlu bir şekilde zamanla dönen bir
manyetik alan oluşturur. Rotor ise sabit mıknatıslar veya elektromıknatıslarla
donatılmıştır ve statorun manyetik alanıyla aynı hızda döner. Bu uyumlu hareket,
motorun senkron hızında çalışmasını sağlar.
Eğer hem rotor hem de stator, birbirinden bağımsız şekilde çok fazlı AC
elektromıknatıslarla besleniyorsa, bu tür motorlar "çift beslemeli" senkron motor
olarak adlandırılır.
Kullanıldığı Cihazlar:

Mikrodalga Fırınlar: Mikrodalga fırınlarında, dönme tablasının sabit hızla dönmesi
gerektiği için senkron motorlar kullanılır.

Bazı Küçük Ev Aletleri: Mutfak robotları gibi cihazlarda da kullanılabilir.
Avantajları:

Sabit hızda çalışma sağlar.

Yüksek verimlilik.
Dezavantajları:

Başlangıç torku daha düşüktür.

Daha pahalı olabilir.
DC MOTORLAR
FIRÇALI DC MOTORLAR (BRUSHED DC): Fırçalı elektrik motoru, doğru akım (DC)
güç kaynağıyla çalışan ve dahili bir komütatör (değiştirgeç) sistemi içeren bir elektrik
motorudur. DC güç sistemleri, ticari ve endüstriyel motor uygulamaları için 100 yılı aşkın
bir süredir kullanılmaktadır. Fırçalı motorlar, elektrik enerjisinin mekanik enerjiye
dönüştürülmesinde ticari olarak başarılı ilk motor türlerinden biridir.
Bu motorların hızı, çalışma voltajının veya manyetik alanın gücünün değiştirilmesiyle
kolayca kontrol edilebilir. Geleneksel olarak, elektrikli tahrik sistemleri, vinçler, kâğıt
makineleri ve çelik haddehanelerinde yaygın olarak kullanılmıştır. Ancak, fırçalar zamanla
aşındığı ve düzenli bakım gerektirdiği için, fırçasız motorlar, daha az bakım ve daha yüksek
verimlilik sunarak birçok alanda fırçalı motorların yerini almıştır.
Kullanıldığı Cihazlar:

Elektrikli Süpürgeler: Elektrikli süpürgelerde, yüksek hız ve tork gerektiren
motorlardır.

Saç Kurutma Makineleri: Saç kurutma makinelerinde kullanılır, çünkü hızlı dönüş
sağlar.

Mutfak Robotları: Çeşitli mutfak robotlarında, motorlar genellikle düşük maliyetli ve
verimli olmalıdır.
Avantajları:

Düşük maliyetli ve basit yapılıdır.

Hız ve tork kontrolü kolaydır.
Dezavantajları:

Fırçaların aşınması nedeniyle düzenli bakım gerektirir.

Sesli çalışabilir ve verimlilik kayıpları yaşanabilir.
FIRÇASIZ DC MOTORLAR (BRUSHLESS DC- BLDC): Fırçasız Doğru Akım
(BLDC) Motorları, senkron motor sınıfına giren ve rotorunda sabit mıknatıslar bulunan özel
elektrik makineleridir. Yapı olarak senkron motorlara benzeyen bu motorlar, uzun ömürlü,
bakım gerektirmeyen, sessiz çalışan ve yüksek verimli olmaları nedeniyle birçok avantaja
sahiptir. Ancak, yüksek maliyetli olmaları, sürücü ve konum sensörü gerektirmeleri, belli
bir gücün üzerinde üretilmemeleri gibi dezavantajları vardır.
Fırçasız DC motorlar, mekanik komütasyon yerine elektronik komütasyon kullanır. Klasik
DC motorlardaki fırça ve kollektör sistemi yerine, komütasyon görevini elektronik bir
denetleyici ve motor sürücüleri üstlenir. Bu sayede kıvılcım oluşumu, bakım ihtiyacı ve
aşınma gibi problemler ortadan kalkar. Rotorun konum bilgisi, genellikle Hall sensörleri
veya sensörsüz yöntemlerle elde edilir.
Giderek ucuzlayan sürücü ve elektronik kontrol sistemleri sayesinde, bu motorların
kullanımı artmıştır. Günümüzde bilgisayarlar, uzay araçları, ev aletleri, endüstriyel
uygulamalar, otomotiv ve askeri ekipmanlar gibi birçok alanda yaygın olarak
kullanılmaktadır.
Kullanıldığı Cihazlar:

Elektrikli Süpürgeler: Daha sessiz ve verimli çalıştıkları için modern elektrikli
süpürgelerde tercih edilir.

Kahve Makineleri: Hassas hız kontrolü gereken cihazlardır.

Fanlar: Daha sessiz ve verimli oldukları için bazı fanlarda kullanılır.
Avantajları:

Daha sessiz çalışır.

Daha verimli ve uzun ömürlüdür.

Bakım ihtiyacı yok denecek kadar azdır.
Dezavantajları:

Daha pahalıdır.

Elektronik kontrol gerektirir.
ÖZEL MOTORLAR
STEP MOTORLAR: Step motorlar, elektrik enerjisini adım adım dönme hareketine
dönüştüren elektromekanik cihazlardır. Adım adım hareket etme özelliklerinden dolayı bu
adı almışlardır. Girişlerine uygulanan darbe (pals) sinyalleri sayesinde, hassas ve kontrol
edilebilir bir şekilde dönme hareketi üretirler. Bu motorlar, sabit mıknatıslardan oluşan
kutuplara sahiptir ve dönme hareketini yüksek doğrulukla sağlarlar.
Step motorların temel bileşenleri rotor, stator ve rulmanlardır. Rotor, motorun dönen
kısmıdır ve manyetik alan tarafından yönlendirilir. Rulmanlar, rotora bağlı şaftın pürüzsüz
bir şekilde hareket etmesini sağlarken, stator ise genellikle birden fazla kutuptan oluşur.
Statorun kutup sayısı motora göre değişiklik göstermekle birlikte, genellikle sekiz kutuplu
tasarımlar yaygındır. Bu kutupların manyetik polaritesi, elektronik anahtarlar aracılığıyla
sürekli olarak değiştirilir, bu da rotorun belirli adımlarla hareket etmesini sağlar.
Rotorun manyetik özelliği, sabit mıknatıs kullanılarak veya dış manyetik alan uyarımıyla
elde edilir. Bu tasarım, step motorları, hassas pozisyon kontrolü gereken uygulamalarda
ideal bir seçenek haline getirir.
Kullanıldığı Cihazlar:

Mikrodalga Fırınlar: Döner tabla için step motorlar kullanılır.

Kahve Makineleri: Otomatik kahve makinelerinde, kahve öğütme ve su ısıtma
işlemleri için step motorlar kullanılır.
Avantajları:

Yüksek hassasiyet.

Sabit tork sağlama.
Dezavantajları:

Verimlilikleri genellikle daha düşüktür.

Hızları sınırlıdır.
SERVO MOTORLAR:
Servo, bir mekanizmanın işleyişini, hataları algılayan ve bu hataları geri besleme
mekanizması yardımıyla düzelten otomatik bir kontrol sistemidir. Robotik teknolojide en
yaygın kullanılan motor türlerinden biri olan servo motorlar, hassas hareket kontrolü
gerektiren birçok alanda tercih edilir. Bu sistemler yalnızca mekanik değil, aynı zamanda
elektronik, hidrolik, pnömatik ve diğer teknolojilerde de kullanılabilir.
Servo motorlar, mekanik pozisyon, hız veya ivme gibi hareket değişkenlerinin kontrol
edilmesini sağlayan düzeneklerdir. Genellikle kapalı döngü kontrol prensibiyle çalışırlar;
bu, motorun çıkışındaki bir değişkenin sürekli izlenerek kontrol edilmesi anlamına gelir.
Servo sistemler, hareket doğruluğu ve kararlılığı açısından üstün performans sunar.
Bir servo motorun içinde, hareketi sağlayan bir motor (AC, DC veya step motor) bulunur.
Bunun yanı sıra, bir sürücü devresi ve bir kontrol devresi de servo sistemin ayrılmaz
parçalarıdır. Bu entegre yapısı sayesinde, servo motorlar pozisyon, hız ve tork kontrolünde
yüksek hassasiyet sunar. Robotik kollar, CNC makineleri, otomasyon sistemleri ve insansız
araçlar gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Kullanıldığı Cihazlar:

Robotik Mutfağı Robotları: Bu cihazlar hassas hareket ve pozisyon gerektirir.

Kahve Makineleri: Kapsül besleme ve su sıcaklık ayarı gibi işlemler için servo
motorlar kullanılabilir.
Avantajları:

Yüksek hassasiyet ve hız kontrolü.

Yüksek tork üretme kapasitesi.
Dezavantajları:

Pahalıdır.

Elektronik kontrol gerektirir.
KAYNAKÇA
https://www.eksenreduktor.com.tr/dc-motor-nedir-nasil-calisir
https://afguven.com/depo/ESM210/emds-bolum-3.pdf
https://www.elektrikport.com/makale-detay/dogru-akim-motorlari-3-elektrikportakademi/11452#ad-image-0
https://tr.wikipedia.org/wiki/Do%C4%9Fru_ak%C4%B1m_motoru
https://tr.wikipedia.org/wiki/Elektrik_motoru
https://nurullahbesli.net/dogru-akim-seri-motorlar/
https://tr.wikipedia.org/wiki/%C5%9E%C3%B6nt#:~:text=%C5%9E%C3%B6nt%20(Sh
unt)%20uyarmal%C4%B1%20do%C4%9Fru%20ak%C4%B1m,say%C4%B1s%C4%B1
%20istenen%20yerlerde%20tercih%20edilir.
https://nurullahbesli.net/kompunt-motorlar/
https://nurullahbesli.net/dogru-akim-sont-motorlar/
https://www.elektra.com.tr/blogdetay_yenilebilir-enerji-sektorunde-transformatorlerinislevi-1
https://www.emo.org.tr/ekler/96926abbb03fafa_ek.pdf
https://www.kontrolkalemi.com/forum/konu/hts-s%C3%BCperiletkentransformat%C3%B6r-hakk%C4%B1nda-genel-bilgi.58491/
https://tr.wikipedia.org/wiki/F%C4%B1r%C3%A7al%C4%B1_do%C4%9Fru_ak%C4%
B1m_motoru
https://tr.wikipedia.org/wiki/Senkron_motor
https://tr.wikipedia.org/wiki/Asenkron_motor
https://tr.wikipedia.org/wiki/F%C4%B1r%C3%A7al%C4%B1_do%C4%9Fru_ak%C4%B
1m_motoru
https://maker.robotistan.com/step-motor-nedir/