Sincap kafesli asenkron motor nedir? Çalışma karakteristikleri nelerdir sorularına cevap arayacağımız bu yazımızda şöyle bir açıklama getirebiliriz. Kısa devre rotorlu motorlar üç fazlı motorların en önemlilerindendir. Kısa devre çekirdekli motorlar ve Sincap Kafesli Asenkron Motor olarak da anılmaktadır. Ülkemizde bir benzetme nedeni ile Kafes – rotorlarına Sincap Kafesi deyimi yakıştırılmıştır.

Bu motorların statoru Bilezikli Asenkron Motorlarda olduğu gibi yapılmıştır. Buna karşın rotor saç paketi oluklarında sargılar yerine alüminyum ya da bakırdan yuvarlak veya kanatçık şeklinde çubuklar bulunmaktadır. Bu çubuklar her iki ucundan kısa devre bilezikleriyle elektriksel olarak kısa devre edilmiştir. (Şekil -1). Bu şekilde oluşturulmuş bir düzen şekli rotor saç paketi ile birlikte sincap kafesi olarak tanınır.

Alüminyum kafes doğrudan doğruya rotor saç paketi üzerinde pres-döküm yöntemi ile elde edilir. Bakır kafesin yapılması için önce, rotor saç paketi oluklarına bakır dökümü yapılarak çubuklar elde edilir. Bu çubukların her iki tarafına kısa devre bilezikleri sert lehim ile birleştirilmektedir.

Bu türde kısa devre edilmiş kafesli bir rotorun, bilezikleri dışarıdan kısa devre edilmiş döner bilezikli bir rotora göre çalışma şekli bakımından bir fark yoktur.

Çalışma Şekli

Sincap kafesli asenkron motorlar(Kısa devre rotorlu motorlar) işletme anında bilezikleri kısa devre edilmiş döner bilezik rotorlu motorlarla hemen hemen aynı özellikleri gösterir.

Kısa devre rotorunun yol alma momenti daha küçük ve yol alma akımı çekişi daha büyüktür.

Kısa devre-rotorlu motorların yol alma akımı, anma akımının 8-10 katı büyüklükte olmaktadır. Geçit momentini küçük tutmak amacı ile rotor çubukları yatık tertiplenir. Ayrıca V-basamakları halinde de tertiplenebirler (şekil – 1).

Bazı kafes-rotorlu motorların rotorları ilk devre bağlama anında yüksek bir etkin direnç gösterir. Motor yüksek devire geldikten sonra ise küçük bir etkin direnç gösterir. Bir tür kendinden yol verme dirençli olan bu rotorlarda ilk devreye bağlama anında akım çekişi küçük olur. Yol alma momenti büyük olmaktadır. Bunun sonucu motor daha yumuşak yol alır. Motor yüksek devire ulaştığında rotor direnci kendiliğinden düşer. Bu durum yüklenmeler karşısında devir sayısı değişikliklerini büyük ölçüde önler.

Skin Efektli Rotor

Bu tür otomatik direnç ayarlı bir rotor Skin efekti prensibine göre çalışır. (Skin efekti) ve bunlara bu nedenle Skin efektli – rotor da denir. Skin efektli rotorların saç paketi üzerinde alt alta iki sincap kafesi vardır. Alttaki kafes işletme – kafesi; üstteki kafes yol verme kafesi olarak anılmaktadır. İlk devre bağlama anında hem işletme kafesinin, hem de yol verme kafesinin çubukları üzerinden alternatif akımlar geçer. Üzerinden akım geçiren çubuklar çevresinde manyetik alanlar oluşur. Her bir çubuğun manyetik alanı hem kendisine hem de komşu çubuğa etkiyerek çubuk dirençlerinin yükselmesine neden olur(Skin efekti ve Proximity efekti!). İşletme kafesinin çubukları altta bulunduğundan, bunların alan çizgileri daha çok demir üzerinden geçmektedir. Böylece manyetik akının büyük olmasından dolayı dirençleri daha büyük olmaktadır (şekil – 2) . Rotor devir sayısı arttıkça, rotor frekansı düşer. Skin efekti akım frekansı ile doğru orantılı olduğundan çubukların direnci düşer.

Skin – efektli rotorların yol alma momentleri (M_A) büyük ve yol alma akımları küçüktür. Bunların en büyük sakıncalı tarafı, oluk kesitlerinin, yani bir deyimle hava aralıklarının oldukça büyük olmasıdır.(şekil – 3) Bu nedenle bunlarda akı kaçakları büyük, güç faktörü ve verimi küçük olmaktadır.

Daha hafif ve ucuz olan kafes-rotorlu motorlar çok az bir bakıma gereksinim duyarlar. Fırçaları olmadığından kıvılcım; yani parazit oluşturmazlar. Bu üstünlüklerinden dolayı döner bilezik rotorlu motorlara yeğdir. Kafes-rotorlu motorlardan, örneğin iş makinalarında, kaldırma düzenlerinde ve tarım makinalarında yararlanılmaktadır.