1. Asenkron Motorun Kullanım Alanları ve Yapısı

Asenkron motorlar endüstride en fazla kullanılan elektrik motorlarıdır. Çalışma ilkesi bakımından asenkron motorlara endüksiyon motorları da denir. Genellikle motor olarak çalıştırılırlar, fakat belirli koşulların sağlanması durumunda generatör olarak da çalıştırılabilirler. Asenkron motorlar sincap kafesli (kısa devreli rotorlu) ve bilezikli (sargılı rotorlu) olmak üzere iki çeşittir. Stator ve rotor olmak üzere iki ana kısımdan oluşurlar.

Asenkron motorların avantaj ve dezavantajları şu şekilde sıralanabilir:

Sürekli bakım istemezler.
Diğer elektrik motorlarına oranla ucuz ve sağlamdırlar.
Çalışma anında ark (kıvılcım) üretmezler.
Yük altında devir sayıları çok değişmez.
Elektronik devreler yardımıyla (frekans dönüştürücüleri) devir sayısı kolayca ayarlanabilir.
Küçük güçlerden çok büyük güçlere kadar imal edilebilirler.
Genelde bir ve üç fazlı olarak üretilirler.
Kalkış anında nominal akımının 5-7 katı fazla akım çekerler.

2. Asenkron Motorun Üretim Aşamaları

Genel olarak motor üretim aşamasında şu adımlar izlenir :

Motor için kullanılan bakır tellerin imalatı/tedariki
Stator ve rotor sac paketlerinin imalatı
Rotor enjeksiyonun yapılması
Milin işlenmesi ve rotora geçirilmesi
Mil geçirilmiş ve tornalanmış rotorun balans ayarının yapılması
Stator sargılarının sarılması, yerleştirilmesi ve testlerinin yapılması
Sargıların verniklenmesi
Sargılı stator sac paketinin gövdeye geçirilmesi
Gövde ve kapakların egalize işleminin yapılması
Motor montajının gerçekleştirilmesi
Motor rutin testlerinin yapılması
Boyama, fırınlama ve paketleme işlemlerinin yapılması

2.1 Stator ve Rotor Sac Paketlerinin İmalatı

Sincap kafesli asenkron motorların stator laminasyon paketleri, motorların elektriksel açıdan en önemli bölümlerinden biridir. İmalatta kullanılan silisli saclar tedarikçi firmadan belli boyutlarda dilimlenmiş bir şekilde tedarik edilir. Alınan sacların önce test işlemleri yapılır. Bu test işlemi sırasında sac numunelerinin demir kayıplarına ve B-H eğrisine bakılır, sacların beyan edilen değerlere uygun olup olmadığı görülür.

Sac paketlerinde tek parça çelik yerine ince dilinmiş birden fazla sac bir araya getirilerek kullanılır, bunun temel nedeni demir kayıplarını azaltmaktır. Silisli sac tercih edilmesinin nedeniyse oluşan histerisiz kayıplarını minimize etmektir.

Küçük güçlü motorlarda, tedarik edilen dilinmiş çelik saclardan laminasyon presleri yardımıyla istenilen ölçülerde rotor ve stator sac paketleri üretilir. Burada elde edilen sac paketleri kendinden perçinli ve istenilen helis açısı verilmiş bir yapıdadır.

Eğer büyük güçlü bir motor üretilecekse, tedarik edilen dilinmiş çelik saclar daireler şeklinde kesilip gagalama makinelerinde (notching press) gagalama işlemine tabii tutulur. Daha sonra gagalama işlemiyle olukları açılmış stator ve rotor laminasyonları bir araya getirilip istenilen paket boyuna göre preslenir ve perçinlenir.

2.2 Rotor Enjeksiyonun Yapılması

Sincap kafesli asenkron motorlarda hareketli olan kısım rotor olarak adlandırılır. Silisli sac paketi ve kısa devre edilmiş iletken baralardan oluşur. Rotordaki kısa devre halkası, baralar, soğutma ve balans pimleri alüminyum enjeksiyon bölümünde dökülür. Bazı özel durumlarda saf alüminyum yerine alaşımlı alüminyum kullanılabilir, ayrıca kaynaklama yöntemiyle rotor iletken çubukları bakır veya pirinçten de yapılabilir.

Alüminyum enjeksiyon bölümündeki büyük eritme potalarında, tedarik edilen alüminyum külçeler eritilir. Tezgahtaki kalıplara göre istenilen uç halkası, soğutma ve balans pimi ölçüsüne uygun olarak rotorlara alüminyum enjeksiyon işlemi gerçekleştirilir. Enjeksiyon işlemi sonrasında rotorların bara açısı, uç halkası ölçüleri ve paket boyları belli aralıklarla kontrol edilir.

2.3 Rotora Mil Geçirme, Taşlama ve Balans Alma İşlemlerinin Uygulanması

Alüminyum enjeksiyon işlemi gerçekleştirilmiş rotorlara presle geçirilen miller çelikten imal edilir. Milin çıkış ucu kasnak ve kavrama gibi iletim elemanlarının bağlanması amacıyla işlenir ve kama yuvası açılır. Genelde asenkron motorlarında standart olarak mil ucu tek taraflıdır, ancak istek halinde motorlar her iki tarafında mil ucu bulunacak şekilde imal edilebilir.

Mil geçirilen rotorlara belirlenen dış çap ölçüsüne göre tornalama işlemi uygulanır. Bu sayede rotor dış yüzeyindeki ovallik ortadan kaldırılır, stator ve rotor arasında istenilen hava aralığı oluşturulur.

Mil geçirilmiş rotorun tornalama işlemi bittikten sonra balans ayarı yapılmalıdır. Bu işlemin amacı rotorun dengeli ve sarsıntısız dönüş yapabilmesini sağlamaktır. Rotor, balans makinesine yerleştirilerek belli bir devirde döndürülür ve balans değerlerine bakılır. Herhangi bir dengesizliğin olması durumunda rotorun balans pimlerine küçük ağırlık (balans pulu) takviyesi yapılır ve rotor dengeli hale getirilir.

Balans sonrasında rotorun dış kısmı özel bir vernikle kaplanır. Bu vernik rotor yüzeyinde meydana gelebilecek aşınmalara ve erozyona karşı dayanıklılık sağlar. Ayrıca farklı renklerde vernik kullanılması, rotorun imalat sürecinde diğer rotor tipleriyle karıştırılmasını engeller. Rotorun dış yüzeyinin vernikle kaplanmasının ardından mile rulmanlar geçirilir. Böylece rotor, montaj işlemi için hazır hale gelir.

2.4 Stator Sargılarının Sarılması, Yerleştirilmesi ve Testlerinin Yapılması

Stator oluklarına yerleştirilmek için hazırlanan bobinler, yapılan motor tasarımlarına göre farklı kesit ve sarım sayılarındaki bakır iletkenlerden meydana gelir. Bobinleri hazırlamak için sargı makinelerinden yararlanılır. Sac paketi ile bobinler arasında elektriksel izolasyonu sağlamak için öncelikle stator oluklarına mylar adı verilen oluk izolasyon malzemeleri yerleştirilir. Daha sonra tasarım sırasında kararlaştırılan sargı şemasına göre izoleli bakır iletken teller oluklara yerleştirilir.

Sargı yerleştirme işlemi küçük tipteki motorlarda inserting makineleriyle; büyük güçteki motorlarda ise elle gerçekleştirilir. Ayrıca stator oluklarına sargı yerleştirme konusunda geliştirilmiş özel robotik sistemler vardır. Bu sistemler üretim adeti çok olan uygulamalarda üreticiye hem ekonomik hem de zaman yönünden büyük avantaj sağlar.

Bütün bobinler stator oluklarına yerleştirildikten sonra fazlar arası izolasyonu sağlamak için yarım ay şeklinde kesilmiş izolasyon kağıtları bobinlerin arasına yerleştirilir. Sargı yerleştirme işlemi tamamen bittikten sonra sargı uçları belirlenir. Tasarım aşamasında belirlenmiş sargı şemasına göre sargıların uç bağlantıları yapılır. Belirlenen faz uçlarına makaronlama işlemi yapılır. Daha sonra bir araya getirilen sargı uçları kaynaklanır. Kaynaklanan uçları sargılardan izole etmek için makaronlar takılır.

Sargılı stator sac paketinin gövdeye rahat girebilmesi ve motora yerleştirilecek rotorun sargılara temas etmemesi için sargı kısmının sıkı ve düzgün bir formda olması gerekir. Bunun için sargıların ön ve arka kısmına, dövülerek veya pres makinelerinde preslenerek form verilir. Ayrıca verilen formun bozularak tellerin gövdeye temas etmemesi için sargılara bandajlama ve dikim işlemi gerçekleştirilir. Bu işlemler sırasında tellerdeki izolasyona zarar vermemek gerekir, bu yüzden işlemler dikkatlice yapılmalıdır.

İmal edilen sargılı stator sac paketi, sorunsuz çalışabileceğinin anlaşılabilmesi için bazı rutin testlere sokulur. Bu testlerde kopukluk veya şase gibi herhangi bir sorunla karşılaşılırsa sargılı stator sac paketi bir sonraki aşamaya geçemez.

Tüm rutin testleri geçen sargılı stator sac paketi verniklemeye işlemine tabii tutulur. Sargılar, vernikleme ve fırınlarda kurutma işlemleri sayesinde sabit ve sıkı bir form alır. Tüm bu işlemlerden geçen stator, gövde geçirme işlemi için hazır hale gelir.

2.5 Gövde ve Kapakların İşlenmesi, Statora Gövde Geçirme İşleminin Gerçekleştirilmesi

Motorların gövde ve kapakları, alüminyum enjeksiyon yöntemiyle ya da dökme demirden kum kalıplama yöntemiyle üretilir. İşlenmemiş kapak ve flanşlar CNC tezgâhlarında işlenir. Tedarik edilen işlenmemiş gövdelerin ise iç yüzeyleri talaşlı imalat bölümünde egalize tezgahlarında işlenerek gövde geçirme işlemi öncesi hazır hale getirilir. Verniklenmiş sargılı stator sac paketi gövdeye; pres kullanarak sıkı geçirme metoduyla (bu işlem genelde pik gövdeli motorlar için yapılır) veya gövdenin çeşitli yollarla ısıtılıp genleştirilmesiyle geçirilir. Daha sonra gövde geçirilmiş stator sargı çekirdek grupları fatura açma için talaşlı imalat bölümüne gönderilir.

İçlerine stator sargı çekirdek grupları yerleştirilmiş alüminyum ya da pik (dökme demir) gövdelere egalize tezgahlarında fatura açma işlemi yapılır. Bu işlem;

Gövdeye yerleştirilecek rotorda herhangi bir eksenel kaçıklığın olmaması,
Montajı yapılacak kapağın gövdeye tam olarak yerleşebilmesi,
Rotorla stator arasındaki hava aralığının motorda her noktada eşit dağılması ve
Rotorun dönüşü sırasında statora sürtmemesi için belirlenen toleranslara uygun olarak yapılmalıdır.
Bu son işlemin ardından gövde geçirilmiş stator sargı çekirdek grubu montaj için hazır hale gelir.

2.6 Mil, Gövde, Kapak, Flanş, Muhafaza Tası ve Ayak Gibi Motorun Mekanik Parçalarının İşlenmesi

Tedarik edilen gövde, kapak, flanş ve ayak parçalarının vida yerlerinin açılması, torna ve freze işlemleri talaşlı imalat bölümünde yapılır. Motor muhafaza tasları için ise pres makinelerinde kesilen rondeller, derin çekme makinelerinde şekillendirilir ve muhafaza taslarına ana şekli verilir. Daha sonra pres makinelerinde muhafaza taslarının ön kısmındaki havalandırma delikleri açılır. Tas delme makinelerinde vidalama yerleri açıldıktan sonra ise montaj için son şeklini alır.

2.7 Motorun Montaj, Boyama ve Paketleme İşlemleri

Montaj hattında, diğer bölümlerde hazırlanmış olan motor parçaları birleştirilerek bir araya getirilir. Bu kapsamda;

Rulmanları geçirilmiş ve balansı yapılmış milin, Sargısı sarılmış, verniklenmiş, gövde geçirilmiş ve fatura açma işlemi uygulanmış statorun, Ayak, kapak, flanş, klemens kutusu, muhafaza tası ve pervane gibi kullanıma hazır hale getirilmiş diğer mekanik parçalarının montaj işlemi yapılır.

Motorun teknik bilgilerini içeren motor etiketi de gövdenin üzerine çakıldıktan sonra montaj işlemi tamamlanır. Montaj işlemi yapıldıktan sonra motor son kez rutin testlere sokulup sorunsuz çalıştığı tekrar kontrol edilir. Tüm üretim ve montaj aşamalarını hatasız geçen motor, son onayın ardından boyanır ve paketlenmek üzere depo kısmına gönderilir. Paketlendikten sonra müşteriye sevk için hazır hale gelir.