DC motorda fırçaların altında küçük ve sakin bir kıvılcım çoğu zaman normaldir. Kolektörün çevresine sıçrayan, uzun ve gürültülü kıvılcım ise bir arızanın işaretidir. Nedenler üç grupta toplanır: fırça tarafı (aşınmış ya da yanlış kalitede fırça, zayıf yay, yuvasında sıkışmış fırça), kolektör tarafı (kir, ovallik, çizik, lameller arasında taşan mika) ve sargı tarafı (endüvide kopukluk ya da kısa devre, alan sargısında arıza). Kolektör yüzeyindeki izlerin biçimi, nedenin hangi grupta olduğunu çoğu zaman gösterir.
Kolektör ve fırçalar ne iş yapar?
DC motorun dönen kısmı olan endüvide (armatür) bobinler oluklara yerleştirilmiştir ve her bobinin iki ucu kolektörün iki lameline bağlıdır. Lameller bakırdır; aralarında yalıtım için ince mika katmanları bulunur. Kömür fırçalar yaylarla kolektöre bastırılır ve akımı endüviye taşır.
Endüvi döndükçe fırça bir lamelden ötekine geçer. Bu geçiş anında fırçanın altındaki bobinin akımı yön değiştirir; bu olaya komütasyon denir. Akım tam o kısa anda yönünü değiştiremezse fırça ile lamel arasında ark oluşur. Kıvılcımın kaynağı budur ve neredeyse her nedeni, bu geçişi bozan bir şeydir.
Normal kıvılcım ile arıza kıvılcımı nasıl ayrılır?
- Normal: Fırçaların kolektörü terk ettiği kenarda küçük, dağınık ve sessiz kıvılcımlar. Yük arttıkça biraz çoğalabilir. Kolektör yüzeyi eşit tonda, koyu ve parlak bir film tabakasıyla kaplıdır.
- Arıza: Fırçanın altından uzun dillerle sıçrayan, kolektörün çevresini dolaşan ya da çıtırtıyla patlayan kıvılcım. Ozon ve yanık kokusu, hızla biten fırçalar, kolektörde çizik ve yanık izleri eşlik eder.
Kolektörün çevresini tamamen saran ark (çevresel ark) en ağır durumdur; fırça tutucuları ve kolektörü kısa sürede yakar. Böyle bir durumda motor hemen durdurulmalıdır.
Fırça kaynaklı nedenler
- Aşınmış fırça. Fırça kısaldıkça yay basıncı azalır, temas zayıflar. Fırça tamamen bittiğinde yay ya da fırça tutucu kolektöre sürterek lamelleri çizer.
- Yanlış fırça kalitesi. Fırçalar sertlik, iletkenlik ve sürtünme bakımından farklı kalitelerde üretilir. Motora uygun olmayan fırça ya da aynı motorda karıştırılmış farklı kaliteler kıvılcımı artırır.
- Zayıf ya da eşit olmayan yay basıncı. Yayı yorulmuş fırça kolektör üzerinde zıplar; her zıplayışta ark oluşur.
- Yuvasında sıkışan fırça. Kömür tozu ve kir fırçanın yuvası içinde serbest hareket etmesini engeller; fırça aşındıkça kolektörden ayrılır.
- Kolektöre oturmamış yeni fırça. Yeni fırçanın yüzeyi kolektörün eğrisine alıştırılmadan motor yüke alınırsa temas alanı küçük kalır ve fırça ısınır.
- Fırçaların yeri. Fırça tutucuların konumu, komütasyonun en sorunsuz olduğu noktaya göre ayarlıdır. Söküm ve takmada bu yer kayarsa kıvılcım artar.
Kolektör kaynaklı nedenler
- Kir ve yağ. Lameller arasına dolan kömür tozu, yağ buharı ve ortam tozu, lamelleri birbirine bağlayarak kaçak yolu açar ve yüzeyde ark izleri bırakır.
- Ovallik ve salgı. Kolektör zamanla ovalleşebilir ya da milde salgı oluşabilir. Fırça her turda aynı noktada zıplar ve kıvılcım o bölgede yoğunlaşır. Bu durumda kolektörün tornalanması gerekir.
- Taşan mika. Lameller aşındıkça aralarındaki mika lamel yüzeyinden yüksekte kalabilir. Fırça mikanın üzerinden atlar ve lamelle teması kesilir. Mikanın lamel yüzeyinin altına oyulması gerekir.
- Gevşek ya da yükselmiş lamel. Isınma ve titreşimle yerinden oynayan tek bir lamel, fırçayı her turda sektirir.
Sargı kaynaklı nedenler
- Endüvi bobininde kopukluk. Kopuk bobinin bağlı olduğu lamellerden geçerken akım aniden kesilir ve güçlü bir ark oluşur. Bu lamellerde belirgin yanık izi görülür; çok kutuplu motorlarda iz, kolektör çevresinde düzenli aralıklarla tekrar eder. Bobin ucunun lamele bağlandığı noktada gevşek ya da çatlamış bir bağlantı da aynı belirtiyi verir.
- Sipirler arası kısa devre. Endüvi ısınır, yanık koku gelir, motor gücünü kaybeder. Kısa devreli bobinin lamelleri de kararır.
- Alan sargısı ya da yardımcı kutup arızası. Kutup sargısında kopukluk ya da kısa devre, alanı bozar ve komütasyonu zorlar. Büyük motorlardaki yardımcı kutup sargısı ters bağlanmışsa kıvılcım belirgin biçimde artar.
- Aşırı yük ve ani yük değişimleri. Etiket akımının üzerinde çalışan ya da sürekli darbeli yük alan motorda komütasyon zorlanır. Kıvılcım yük azalınca azalıyorsa önce yük tarafına bakılmalıdır.
Kolektör yüzeyindeki izler ne anlatır?
Motor durdurulup enerjisi kesildikten sonra kolektöre bakmak, nedeni daraltmanın en hızlı yoludur:
- Eşit tonda koyu, parlak film: Normaldir ve korunmalıdır. Bu film komütasyonu kolaylaştırır; zımparayla parlatıp kazımak fırça aşınmasını hızlandırır.
- Belirli lamellerde düzenli aralıklarla yanık: Endüvi sargısında kopukluk ya da bobin-lamel bağlantısında sorun akla gelir.
- Kolektör boyunca ince çizgiler ve şeritler: Fırça kalitesi, kirli ortam ya da motorun uzun süre çok düşük yükte çalışması.
- Tek bölgede yoğunlaşan yanık ve aşınma: Ovallik, salgı ya da gevşek lamel.
- Lameller arasında koyu dolgu: Kömür tozu ve kir birikimi; temizlik gerekir.
Kömür fırça değişiminde nelere dikkat edilir?
- Aynı ölçü ve aynı kalite. Fırçanın eni, boyu ve yüksekliği yuvaya tam uymalı; kalitesi motorun orijinal fırçasıyla aynı olmalıdır. Fırçanın üzerindeki kod bu yüzden değişimden önce not edilir.
- Hepsi birlikte. Birden fazla fırçası olan motorda yalnız biteni değiştirmek akımın fırçalar arasında eşit paylaşılmasını bozar. Fırçalar takım olarak değiştirilir.
- Kolektöre alıştırma. Yeni fırçanın yüzeyi kolektörün eğrisine alıştırılır. Bu iş için iletken toz bırakan zımpara kullanılmaz; kalan toz lameller arasında kaçak yolu açar.
- Yay ve bağlantı örgüsü. Yayın basıncı ve fırçanın bakır bağlantı örgüsü kontrol edilir; yorulmuş yay ya da kopmaya yüz tutmuş örgü yeni fırçayı da kısa sürede bozar.
- İlk saatler. Yeni fırçalı motor mümkünse ilk saatlerde hafif yükte çalıştırılır; kolektör yüzeyindeki film bu sürede yeniden oluşur.
Sarım ne zaman gerekir?
Kıvılcım fırça ya da kolektör kaynaklıysa motor çoğu zaman sarım istemez: doğru kalitede fırça, temizlik, gerekirse kolektör tornalama ve mika oyma yeterlidir. Endüvi sargısında kopukluk, sipir kısa devresi ya da ısıl hasar varsa endüvinin yeniden sarılması gerekir. Sarımda bobin uçlarının hangi lamele bağlandığı (kolektör adımı) eski sargıdan birebir alınmalıdır; bu bilgi yanlış alınırsa sarılan endüvi de kıvılcım yapar.
Matkap ve taşlama gibi el aletlerindeki üniversal motorlar da kolektörlü ve fırçalıdır; aynı belirtiler onlarda da görülür. Aletlerdeki endüvi arızası için kompresör ve el aleti motoru sarımı sayfasına bakabilirsiniz.
Ne yapmalı?
- Kolektörün çevresini saran ya da çıtırtıyla patlayan kıvılcımda motoru hemen durdurun. Arkla çalışmaya devam eden motorda kolektör ve fırça tutucular kısa sürede onarılamaz hâle gelir.
- Kolektöre ve fırçalara yalnız enerji kesilip motor tamamen durduktan sonra bakın. Dönen kolektöre ve fırça tutuculara el yaklaştırmayın; DC sürücülerde enerji kesildikten sonra bir süre gerilim kalabilir.
- Fırçaların boyuna, yaylarına ve yuvalarında serbestçe hareket edip etmediğine bakın. Değiştirilecekse aynı kalitede fırça kullanın.
- Kolektördeki izlerin fotoğrafını çekin. Düzenli aralıklarla tekrar eden yanık izi, sargıdan şüphelenmek için yeterli bir işarettir.
Endüvi ve alan sargısı arızalarında DC motor sarımı ve tamiri yapıyoruz. Motorun etiketini ve kolektörün fotoğrafını gönderirseniz, arızanın fırçada mı sargıda mı olduğunu ilk konuşmada daraltabiliriz. DC motorun AC motordan farkını AC ve DC motor farkı yazısında anlattık.