Elektrik mühərriki

Elektrik mühərriki — elektromexaniki çevrici olub elektrik enerjisini mexaniki enerjiyə çevirir. Elektrik mühərriklərində (EM) valda oturdulmuş dolaqlarda maqnit sahəsinin yaratdığı qüvvə nəticəsində hərəkət yaranır və beləliklə val fırlanır. Buna görə də, elektrik mühərriklər həm də generatorun əksi tərəfi kimi qəbul edilir. EM-lərdə çox vaxt fırlanma, bəzi hallarda isə xətti hərəkət almaq mümkündür. Bu mühərriklər müxtəlif iş maşınlarını hərəkət etdirmək üçün tətbiq olunur.^[1]

• Sabit elektrik cərəyanla işləyən EM,
• Dəyişən elektrik cərəyanla işləyən EM,

-Sinxron EM-lərin rotoru firlanma tezliyi ilə maqnit sahəsinin firlanma tezliyi ilə üst-üstə düşür.

-Asinxron EM-lərdə rotoru firlanma tezliyi ilə maqnit sahəsinin firlanma tezliyi ilə üst-üstə düşmür.

• Addım mühərrikləri – bunlarda rotorun vəziyyəti addımlarla təyin olunur. Rotoru istənilən vəziyyətə döndərmək üçün lazımi dolağa cərəyan impulsu vermək lazımdır. Vəziyyəti dəyişmək üçün başqa dolağa impuls ötürülür.
• Ventil mühərriklər – EM mühərrikləri olub qapalı sistemdən ibarətdir. Bu sistemə rotorun vəziyyətini təyin edən datçik, idarə sistemi və güc çevricisi daxildir.

1820-ci ildə danimarkalı kimyaçı Hans Kristian Östred elektromaqnetismus fenomenini kəşf edir. Həmin ildə ingilis fiziki Maykl Faradey "elektromaqnetik dönmə" haqqında işini çap etdirir. O, müstəvi üzərində nal formalı maqnit arasında elektrik keçirici lövhənin fırlanmasını və bu prosesin əksini sübut edən qurğunu nümayiş etdirir. 1822-ci ildə Peter Barlov onun adı ilə bağlı olan Barlov çarxını düzəldir. Amerikalı çilingər Tomas Davenport 1834-cü ildə Vermontda kommutatoru düzəldir və 1837-ci ildə dünyada ilk dəfə olaraq elektrik mühərriki üzrə patent alır. Avropada Anyos Yedlik və Herman Yakobi eyni qaydada praktikada tətbiq oluna biləcək mühərriklərin düzəldilməsi üzrə işləyirlər. Yakobinin mühərrikiri elektrik ilə maqnit sahəsinin yaranmasına əsaslanırdı. Onun düzəltdiyi maqnet çubuqlar dəyişən cərəyan sayəsində 180° dönə bilirdi. Hər yarım dövrdən sonra xüsusi mexanizmin köməyi ilə cərəyanın istiqaməti dəyişdirilərək rotorun daimi fırlanması əldə edilir. Yakobi 1838-ci ildə Peterburq şəhərində 6 nəfəri daşıya biləcək gəmini 220 Vatt gücündə mühərriklə hərəkət etdirir. Onun gəmisi 4,5 k/saat sürətinə malik idi. Texnikanın tarixində 1837/38-ci illər elektromexaniki ötürmənin yaranması illəri sayılır. Onu da qeyd etmək lazımdır ki, bu dövrdə sabit cərəyanla işləyən mühərriklər az tətbiq olunurdu. Dəyişən cərəyanla işləyən mühərriklərin tətbiqi yeni konstruksiyanın layihələndirilməsini tələb edirdi. 1841-ci ildə Çarlz Vitston ilk dəfə olaraq dəyişən cərəyanla işləyən sinxron mühərrikini düzəldir. Ancaq bu mühərrikin bir çox çatışmayan cəhətləri var idi. Ən əsası ondan ibarət idi ki, mühərriki işə salmaq üçün əlavə təcilləndirici mühərrik lazım idi. 1888-ci ildə italiyalı fizik Ferraris və xorvatiyalı ixtiraçı Nikola Tesla (1856–1943, o sonralar ABŞ-də çalışmışdır, şəkil 2.63) fırlanan elektromaqnit sahəsi hadisəsini kəşf edirlər. Teslanın etdiyi ixtiralar elektrotexnikada yeni eranın başlanğıcını qoyaraq butun dünyada böyük maraqla qarşılanmışdır. 1888-ci ildə ABŞ-nin "Westinghouse Elektrik Company" firması Teslanın bütün ixtiralarını alaraq elektrik mühərriklərinin istehsalı ilə məşğul olur. Sonralar Almaniyanın AEG firmasında çalışan mühəndis Dolivo-Dobrovolski (1862–1919, o rus mənşəli idi) Teslanın mühərrikini təkmilləşdirərək daha mükəmməl bir maşın ixtira edir. Onun əsas işləri mühərrikin rotorunun yeni formada düzəldilməsi ilə bağlı olmuşdur. Aparıcı rotorun materialı onun işində böyük rol oynayırdı. Rotor gərək həm kiçik elektrik müqavimətinə, həm də yaxşı maqnit keçiriciliyinə malik olmalı idi. Dolivo-Dobrovolski poladdan hazırlanmış silindrik rotorun periferiyası üzrə mis çubuqlar keçirir. Onun bu konstruksiyası gözlənilən nəticəni verir və bu günə kimi praktikada geniş tətbiq olunur. Dolivo-Dobrovolski 1889-u ildə oz rotoruna patent alır. Öz ilk 3 fazalı mühərrikini Dolivo-Dobrovolski 1889-cu ildə düzəldir. Onun apardığı tədqiqatlar nəticəsində asinxron mühərriklərinin effektivliyini kəskin artırmaq mümkün olmuşdur. Bu mühərriklərin texniki parametrləri o dövrdə mövcud olan başqa mühərriklərin parametrlərindən yüksək idi. Ona görə də, sonralar asinxron mühərriklər elektrik cərəyanı ilə təmin edilə bilən bütün istehsal sahələrində başqa mühərrikləri sıxışdıraraq geniş tətbiq olunur. Elektrik mühərriklərinin yaradılması istiqamətində aparılan tədqiqatlar göstərmişdir ki, cərəyan mənbəyi kimi batareyalardan istifadə etmək imkanı artıq tükənmişdir. Buna görə də, mütəxəssislər yeni texniki imkanlar üzərində işləməyə başlayırlar. Bunsuz elektrik mühərriklərinin geniş tətbiqi mümkün deyildi.

İlk enerji yaradan mənbə kimi Ippolit Piksi (fran. Hippolyte Pixii, 1808–1835) tərəfindən Parisdə Amperin təklif etdiyi komutator (cərəyan çevricisi) əsasında düzəldilən dəyişən cərəyan generatoru sayılır. 1833-cü ildə Piksinin düzəltdiyi bu generator Faradeyin magnit induksiya prinsipinə əsaslanırdı. Ancaq bu generator yalnız laboratoriyada sınaqdan keçmişdir. İlk praktikada tətbiq oluna biləcək dəyişən cərəyan generatoru 1849-cu ildə Floris Nollet tərəfindən ixtira edilmiş və Allians konsernində hazırlanmışdır. Bu komutatorsuz generator London küçələrindəki lampalar üçün lazım olan qazın elektro-kimyəvi üsulla alınmasında istifadə edilirdi. Bu prinsiplə işləyən, yəni daimi maqnitə malik generatorların bir çox çatışmayan cəhətləri var idi.

1867-ci ildə Verner fon Simens (1816–1892) aşkar etmişdir ki, generator maqnitinin özəyindəki qalıq cərəyanı istifadə etməklə əlavə cərəyan verilməsindən imtina etmək olar. Maqnitin özəyində cərəyan kəsildikdən sonra həmişə mövcud olan zəif maqnit sahəsindən (remanent maqnitismus) istifadə etməklə induksiya gərginliyi əldə etmək olar. Bu gərginlik kiçik sahə maqnitlərini yaratmağa kifayət edir. Mühərriki işə saldıqda bu getdikcə böyüyür. Generatorun öz-özünə həyacanlanmasını almaq üçün o generatorda əlavə çevirgəc düyməsi nəzərdə tutur. Elektrodinamo prinsipinin kəşfindən sonra heç bir kənar enerji mənbəyinə ehtiyacı olmayan böyük generatorların düzəldilməsi mümkün olur. Bu ixtira XIX əsrdə elektrotexnikanın inkişafında əvəzsiz rol oynamışdır.