Elektrik Motorları| Elektrik Motorları |
| Mustafa Odabaşı tarafından yazıldı | ||||||||||||||||
Elektrik motorları, manyetik alanlar ve iletkenler arasındaki etkileşimi kullanarak elektrik enerjisini, mekanik enerjiye dönüştürür. Bu etkileşimin insanlarca farkedilmesinin 1821 yılına kadar giden bir geçmişi olduğunu biliyoruz. Elektrik motorları giderek artan verimlilikleri ile bugüne kadar üretilegelmiştir.Elektrik Motorlarının Çalışma Prensibi Elektrik enerjisinin mekanik enerjiye nasıl dönüştürülebildiğini, 1821 yılında İngiliz bilim adamı Michael Faraday açığa çıkarmıştır. Michael Faraday aynı zamanda fizikteki elektromanyetik alan konseptinin de temellerini atan kişidir.Asılı bir iletken teli, ortasında bir mıknatıs bulunan civa dolu kaba batıran Faraday, tele elektrik verildiğinde, mıknatısın manyetik alanı ile etkileşerek etrafında dönmeye başladığını göstermiştir. Bu, en basit elektrik motorudur. İşte elektrik motorları, temelde bu basit prensiple çalışır. Bu konuya daha derinlemesine girmeden, elektrik motorlarının biz uçak modelcilerini ilgilendiren kısımlarına bakalım; Uçak Modelciliği ve Elektrik MotorlarıUçak modelciliğinde kullanılan elektrik motorları, doğru akımla (DC) çalışan motorlardır ve iki temel tiptedir;1. Fırçalı Elektrik MotorlarıFırçalı (brushed) elektrik motorlarının eski teknoloji olduğunu söyleyebiliriz. Model uçaklarda kullanımları yavaş yavaş son buluyor ve artık sadece oyuncak sınıfına giren modellerde görür olduk. Bu nedenle fırçalı elektrik motorlarının çalışmasını kısaca açıklamakla yetinelim;
2. Fırçasız Elektrik MotorlarıAsıl üzerinde konuşmamız gereken elektrik motoru tipi, fırçasız (brushless) olanlardır. Fırçasız elektrik motorlarını, fırçalı motorlardan ayıran temel fark, motordaki akım çeviricinin fırçalı motorlarda olduğu gibi mekanik olarak (fırçalar ile) değil, elektronik olarak kontrol ediliyor olmasıdır. Fırçasız motorlarda elektromıknatıslar (bobin sargıları) sabittir. Fırçasız motorların, fırçalı olanlara göre üstün yönlerini şöyle sıralayabiliriz;
Fırçasız motorlar yapısal olarak iki temel türdedir; Inrunner MotorlarInrunner motorlarda rotor klasik yerleşimi ile motorun merkezindedir, kalıcı mıknatıslar rotor üzerindedir. Elektromıknastıslar (bobin sargıları) sabit bir şekilde rotoru çevreler. Motor klasik biçimde, yani dış kabuk sabit kalarak, motorun iç kısmı dönerek çalışır.Outrunner MotorlarOutrunner motorlarda bobin sargıları (elektromıknatıslar) yine sabittir, motorun ortasındadır ve motorun çekirdeğini oluşturur. Rotor, kalıcı mıknatısların da üzerine yapışık olduğu dış kabuğun kendisidir. Motorun içi sabit kalırken dış kabuk döner. Outrunner motorların avantajı, dönen dış kabuk olduğu için motorun arkalı-önlü monte edilebilmesi ve daha yüksek tork sağlamasıdır.
Volt Volt, V ile gösterilir ve bir iletkenin üzerinden geçen bir amperlik akımın, iletken üzerinde bir watt'lık gücü harcarken iletken üzerinde oluşan gerilim farkını anlatır. Elektriksel açıklaması çok karışık oldu değil mi? Kolay anlaşılması için bizi ilgilendiren kısmı ile basitçe açıklarsam iyi olacak, Volt, elektrik akımının basıncını gösterir. Tıpkı otomobil lastiklerine doldurduğumuz havanın basıncının PSI olarak ölçülmesi gibi, elektriğin basıncı da Volt ile ölçülür diyebiliriz. Volt bize ne kadar elektrik aktığını anlatmaz, sadece akan elektriğin basıncını belirtir.Amper Amper, A ile gösterilir ve bir noktadan birim sürede geçen elektrik yükü miktarını anlatır. Yine yukarıdaki örnekten gidelim. Bir bataryayı otomobil lastiği ve içindeki havayı elektrik yükü olarak düşünün. Lastiğe bir hortum bağlayıp havayı boşaltmaya başlarsanız, Amper bize birim sürede hortumdan akan hava miktarını anlatır.Amper/Saat Ah ile gösterilir ve bize bir saat içerisinde ne kadar elektrik akımı sağlanabileceğini anlatır. Bataryalarda belli bir süre içerisinde çekilebilecek akımı açıklamakta kullanılan Miliamper/Saat birimi, mAh ile gösterilir. Miliamper, Amper'in binde biridir. Örnek verecek olursak, 2200 mAh'lik bir batarya, bir saat boyunca 2200 Miliamper, ya da [2200 / 1000 = 2.2] Amper elektrik akımı sağlayabilir. Watt Watt, W ile gösterilir ve bir güç birimidir. Amper ve Volt birimleri ile açıklarsak, 1 Watt, [1 Volt x 1 Amper]'dir. Bir elektrik motorunun pervanemizi çevirirken ihtiyacı olacak/harcayacağı gücü bize anlatır. Yine otomobillerden örnek verirsek, otomobil motorlarındaki Beygir Gücü'nün (HP) elektrik motorlarındaki karşılığı Watt'dır. Elektrikte 1 Beygir Gücü, 746 Watt'a karşılık gelir.Kv Değeri (Kv Rating)Kv değeri, sadece fırçasız elektrik motorları için geçerli olan devir katsayısıdır. Kv değeri kullanılarak bir fırçasız motorun bir dakikadaki yüksüz devri ile motora verilen voltaj kabaca ilişkilendirilebilir. Daha basitçe söylersek, bir fırçasız motorun Kv değeri, 1 volt için 1 dakikada çevireceği devirdir.Örneğin 1200 Kv'lik bir motor, yüksüz durumda, yani pervane, spinner vs. bağlı değilken, 7.2 volt verildiğinde, dakikada [1200 x 7.2 = 8640] devirle dönecektir. Aynı motora 11.1 volt verirseniz dakikada [1200 x 11.1 = 13320] devir, başka bir değişle 13320 RPM çevirir. Modelcilerin sıkça yaptığı bir yanlış, Kv değerini 'kilovolt' olarak okumaktır. Kilovolt, 1000 volt demektir ve kV şeklinde yazılır. Kv ile alakası yoktur. Kt Değeri (Kt Rating)Kt değeri, fırçasız elektrik motorlarındaki tork katsayısıdır. Kt değeri bize bir brushless motorun amper başına vereceği torku ounce-inch (oz-in) cinsinden verir. Örneğin Kt değeri 0.45 oz-in/A olan bir motor, 5 amper akım çekiyorsa, 2.25 ounce-inch, yani 162.017 gram-santimetre tork veriyor demektir. Aynı miktarda tork için, yüksek Kt değeri olan bir motor, düşük Kt değeri olana göre daha az akım çeker.Kv Değeri ile Tork İlişkisiBir brushless motordan, bir amper başına ne kadar tork elde edileceği, motorun Kv değeri ile de bağlantılıdır. Kv değeri yükseldikçe, amper başına elde edilecek tork düşer. Kv değeri düştükçe, motordan amper başına elde edilecek tork yükselir. Bu nedenle yüksek Kv değeri olan motorlarda küçük pervane kullanılmalı ya da torku yükseltmek için pervane ile motor arasına bir dişli sistemi (gearbox) yerleştirilmelidir. Düşük Kv değeri olan motorlar yüksek tork verecekleri için büyük pervaneler takılabilir. Aynı miktarda tork için, yüksek Kv değeri olan bir motor, düşük Kv değeri olana göre daha fazla akım çeker.Akım Değeri (Current Rating)Akım değeri, bir motorun çekeceği maksimum, sürekli (continous) ve/veya anlık (burst) akımdır. Motor için batarya ve ESC seçerken, daha yüksek olacağı için motorun anlık (burst) akım değeri dikkate alınarak, en az %10 üstünü karşılayacak bir konfigürasyon tercih edilmelidir.Hangi Uçağa Hangi Motor?Bu sorunun cevabı uçağınızın toplam ağırlığı ve ne kadar performans istediğinizde gizli. Aşağıdaki tabloyu kullanarak uçağınızın toplam uçuş ağırlığına ve uçuş stilinize bağlı olarak ne kadar güçlü bir motor konfigürasyonuna ihtiyacınız olduğunu yaklaşık olarak belirleyebilirsiniz;
|
