Elektrik çeliklerinde delik geometrisine bağlı manyetik akı dağılımının incelenmesi

Abstract

Elektrik üretim ve aktarımı konusunda elektriğin temel taşları olan çeşitli devre elemanlarımız, makinelerimiz ve aletlerimiz vardır. Bunlara baktığımızda bu tezde yapısına odaklandığımız, elektrik enerjisini hareket enerjisine çeviren elektrik motorları, hareket enerjisini elektrik enerjisine çeviren alternatörler ve elektrik enerjisi aktarımı sırasında kullandığımız transformatörlerimiz mevcuttur. Burada ki elektrik motorları, alternatörler ve transformatörlere odaklanmamızın amacı yapısında bulunan elektrik çelikleridir. Elektrik çelikleri bu yapıların olmazsa olmaz parçası durumundadır ve bundan dolayı elektrik çeliklerindeki verimin günümüz dünyası için önemi büyüktür. İşte bu elektrik çeliklerinden yapılan bu aletlerimizin yapımı sırasında elektrik çeliklerinin yapısında birbirine birleştirmek için delik açılır. Bu delik elektrik çeliklerinin düzenli yapısında bir ortam değişikliğine neden olur. Bu bozulma manyetik alanda çalışması gereken elektrik çeliklerinin üzerinden geçen manyetik akı çizgilerinin yön değiştirmesine buda manyetik dirence neden olur. Manyetik direnç ise güç kayıpları yaratarak manyetik verimliliği azaltır. Bu çalışmamızda ve bu bilgilerin ışığında en çok yaygın olarak kullanılan % 3 silisyum katkılı FeSi (Fe:Demir Element Sembolü, Si:Silisyum Elementi Sembolü) elektrik çeliklerini çeşitli geometrik delik yapılarında hatta bir adım öne giderek lazer kesim ve su jeti kesimleri yaparak aynı geometrik deliklerde bir karşılaştırmaya gidilmiştir. Manyetik akının ne kadar bozulmaya uğradığını delik yapılarında anlamak için geometrik şekillerin ağırlık merkezlerine göre aynı açı ile birer algılayıcı bobin yerleştirilerek manyetik akının değeri bobin üzerindeki manyetik akı tarafından indüklenen gerilim değeri ile hesaplamaya çalışılmıştır. Bu deneysel hesaplamaları yapıp sonuçları yorumlayarak manyetik akı verimliliği hakkında bir sonuca varmaya çalıştık.

There are various circuit elements, machines and tools which are the basic of electricity in electricity generation and transmission. When we look at them there are electric motors which transform electric energy into motion energy, alternators which transform motion energy into electric energy and transformers used when electrical energy transmission.The purpose of focusing on the electric motors, alternators and transformers is that their structure has electrical steels. Electrical steel is an indispensable part of these structures, therefore the efficiency in electrical steel has a big importance for today's world. Because of this, these electricals tools are made from electrical steel during which are made them, which are made a hole on a structure of the electrical steel to combine each other. This hole causes a change on the regular structure of electric steels. This deterioration causes directional change of magnetic flux on electrical steels which work in a magnetic field, in the same way this status causes magnetic resistance. Thus the magnetic resistance reduces magnetic efficiency by generating power loss. In this work, the most commonly used % 3 silicon-added FeSi (Fe: iron element symbol, Si: silicon element symbol) electrical steel have been compared to same geometrical figures on various holes. In addition one step further, the same situation has been compared to laser cut and water cut. To understand how much deterioration is on holes structure, by placing a sensor coil at the same angle according to centers of gravity of geometric shapes, the value of magnetic flux has been tried to calculated with the value of the voltage induced by the magnetic flux on the coil. We tried to make a conclusion about the magnetic flux efficiency by making this experimental calculation and interpreting the results.