1. Bir Elektrikli Tahrikin Esas Kısımları Bir elektrikli tahrik bir iş makinesinden, onu çalıştıran elektrik motorundan, gücü motordan iş makinesine ileten aktarma elemanlarından ve motorun besleme, koruma, kumanda veya denetim düzenlerinden oluşan bir sistemdir ( Şekil.1) a- b- 1 2 3 4 5 1 2 3 4 6 4 5 1. Şebeke 2. Besleme düzeni 3. Elektrik Motoru 4. Aktarma elemanı 5. İş makinası 6. Dişli kutusu Şekil 1Bir elektrikli tahrik sisteminin temel elemanları Elektrik enerjisi Şebekeden besleme düzenine, sonra da elektrik motoruna ulaşır. Elektrik motoru şebekeden aldığı elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştürerek iş makinasına verir. Böylece enerji şebekeden gelir, besleme düzeninden, motordan, aktarma elemanlarından geçerek iş makinasına akar. İş makinesini motora bağlayan aktarma elemanı en basit bir durumda bir kavrama veya dişli kutusu (redüktör), kayış kasnak ( Şekil 2) gibi hız değiştirme düzenlerinden oluşabilir Şekil 2 Motor gergi rayı -kayış kasnak Kaplinler: Kaplinler iki mili birbirine bağlayarak güç aktarmak aracı ile kullanılan ekipmandır (Şekil 3). Kaplinler operatörün işlem sırasında bağlantı ve bağlantısızlığa izin vermez. Üç çeşit kaplin vardır. 1- Metal Kaplinler: Metal kaplinlerde bağlantı aynı hizada olması şart. Aynı hizada olmayan miller kaplinlerin performansına ve ömrüne etki eder. 2- Elastik Kaplinler: Esnek kaplinler torku iletmek amacı ile yapılmışlardır. Aynı zamanda radial, eksenel ve açısal ters hizalamaya izin verir. Esnek kaplinler ±3º 'ye kadar açısal hizasızlık, 0,75 mm kadar da eksenel hizasızlığa uyum sağlayabilir 3-Manyetik kaplinler: Şekil 3 Kaplinler Elektrik motorlarının şebekeye bağlanarak beslenmesi bilgi ve deneyim gerektiren bir iştir. Anahtarlar, kablolar, koruma düzenleri... nasıl seçilecek, Elektrik motorlarını şebekeye bağlayabilmek için; gerektiğinde otomatik sistemlere bağlantılar Şebeke motorun anma frekansı ve geriliminde olmalı, nasıl yapılacaktır? Genelde bir elektrik motoru gerilim değişmesi +% 5 i geçmemelidir. plakasında belirtilen anma (nominal) değerlere uygun olarak şebekeye bağlanır. Şebeke motorun anma frekansı ve geriliminde olmalı, gerilim değişmesi +% 5 i geçmemelidir. 1
Alçak gerilimde çoğunlukla kontaktör olan açma kapama anahtarı anma akımına, koruma düzenleri anma akımına ve yol verme koşullarına göre seçilir. Kısa devreye karşı sigorta, aşırı ısınmaya karşı termik (bimetal yada termistörlü röle) kullanılır. Koruma düzenleri giderek dijital türde yapılmakta, böylece ayarlamada ve bakımda önemli kolaylıklar sağlanmaktadır. Bilgisayarlı bakım sistemlerinde motor arızalarına teşhis konulmakta, hatalar gösterilmekte ve motorun istenen değerleri saklanabilmektedir. Elektrik motorlarının kullanımında kumanda ve denetim (kontrol) ayırt edilir. Kumanda: Yol vermeyi Ters döndürmeyi Hız ayarını Frenlemeyi kapsar. Şekil 5 de bir kumanda sistemi görülmektedir Elektrikli tahriklerde kalkış, ters döndürme, hız ayarı ve frenleme projelendirmeyi etkileyen önemli olaylardır. Denetim: Geri besleme uygulanarak istenen bir büyüklüğün istenen bir değerde tutulması sağlanır. Şekil 6 da ki kontrol sisteminde motorun hızı takometre ile ölçülüp geri besleme ile kontrol kartına geri besleme sinyali olarak aktarılmakta ve bu bilgi ile kontrolör konveyorün hızını istenen değerde sabit tutabilmektedir. Teknolojik gelişmelere bağlı olarak denetimli tahriklerin sayısı giderek artmaktadır. Şekil 4 Asansör motoru Şekil 5 Kumanda sistemi Şekil 6 Kontrol sistemi Ancak aynı bir istekte kumandanın denetime göre daima daha ucuz olduğu unutulmamalıdır. Tahrik tekniğinin esas görevi olan yol verme, hız ayarı, frenleme ve ters döndürme için motorlarda bir çok bağlama şekli geliştirilmiştir. Kalkış, frenleme ve ters döndürme sadece elektriksel ve dinamik bir olay değil, aynı zamanda önemli bir ısınma olayıdır. Sabit gerilim ve frekansta beslenen bir asenkron motor (ASM) boşta kalkış yaptığında, durma halinde senkron veya boştaki hıza kadar her hızlanmada rotor devresinde oluşan ve bu devre tarafından zarar görmeden alınması gereken ısı, motorun döndürdüğü tüm tahrik kısımlarının hareket enerjisine eşittir. Karşı frenlemede bu ısının 3 katı, boşta ters döndürmede 4 katı bir ısı rotor devresinde açığa çıkar. Bu ısılar özellikle büyük eylemsizlik momentlerinde ve ısı oluşturucu işlemler sık tekrar edildiğinde büyük sorunlar oluşturabilir. Motor ve iş makinesinin beraber çalışmasında motor daima iş makinasının isteklerine uymak zorundadır. En basit tahriklerde kalkışın ve normal işletmenin gerçekleştirilmesi yeterlidir. Genelde normal işletme isteklerinden başka yol verme, hız ayarı, frenleme ve ters döndürme de gerekir. İş makinelerinde öngörülen üretim teknolojisinin uygulanabilmesi, kalitenin, verimliliğin ve güvenliliğin yüksek düzeyde olması, enerjinin tasarruflu kullanılması motorun sayılan işlemleri gerçekleştirmedeki uyumuna bağlıdır. Mikroişlemçi tekniğinin tahrik alanında giderek yaygınlaşan uygulaması ile elektrik motorlarının uyum özellikleri daha mükemmelleştirilmektedir. 2
2. Motor Plakası Her elektrik makinesi anma değerlerini ve işletme koşullarını gösteren bir plaka taşımak zorundadır. Plaka bilgileri bir elektrik motorunun yada makinesinin doğru bağlanmasını, besleme hatlarının, sigortaların ve diğer gerekli aygıtların uygun seçimini sağlar. Bir elektrik makinesinin plakasında bulunması gereken önemli bilgiler aşağıda listelenmiştir. Üretici firma adı Güç katsayısı Makine türü : motor veya generatör Anma frekansı ve faz sayısı Çalışma türü : S1,...,S8 Anma hızı veya hız aralığı Anma gücü Koruma sınıfı : IP00,..., IP68 Anma akımı Yalıtkanlık sınıfı : A,..., H Anma gerilimi Uyulan standart ve numarası Bağlama şekli Bir asenkron motorun plakasındaki gücü mil gücüdür. Anma akımı, güç katsayısı ve hızı anma gücünde gerçekleşir. Motor boşta iken akım ve güç katsayısı plaka değerlerinden küçük ve hızı daha büyük olur. Üretici firma adı GAMAK Type:: AGM 80 2 a Tipi (üretici firma kodu) Faz sayısı - Makine türü 3-MOT Anma gerilimi Bağlama şekli /Y 220/380 V 3.4/1.9 A Anma akımı Anma gücü 0.75 kw Cosφ: 0.83 IP 54 Koruma sınıfı Anma hızı 2750 min -1 50 Hz Ins Cls. B Yalıtkanlık sınıfı Üretim tarihi 1-999 B3 S1 TSE Uyulan standart Montaj şekli Güç katsayısı Anma frekansı Çalışma türü Şekil 7 Üç fazlı bir asenkron motorun plakası 2.1. Yalıtkanlık Sınıfı: Elektrik sistemlerinin yalıtımında kullanılan yalıtkan malzemelerin dayanımı sıcaklık, elektriksel ve mekaniksel zorlamalar, titreşimler, zararlı atmosfer etkileri, küflenme, hayvansal zararlar, kimyasal etkiler, her türlü kir vb. ile değişir. Pratikte en önemli etken sıcaklıktır. Uygulamada uygun yalıtkan seçimini kolaylaştırmak için standartlarda yalıtkanlar sınıflara ayrılmıştır. Sargının en sıcak noktası için izin verilen sınır değerleri geçilmediğinde bu sınıflar yeterli bir ömür süresi sağlar. ( Tablo 2 ) Yalıtım İzin verilen en yüksek En Yüksek çevre sıcaklığı Güvenlik Payı İzin verilen en yüksek Sınıfı sıcaklık ( C ) ( C ) ( K ) ısınım (K) A 105 40 5 60 E 120 40 5 75 B 130 40 10 80 F 155 40 15 100 H 180 40 15 125 Tablo 1 Yalıtım sınıflarında izin verilen en yüksek sıcaklık ve ısınımlar 2.2. Çalışma türü: Makinenin işletme koşullarına en iyi uyumunu sağlayabilmek için standartlarda değişik işletme türleri saptanmıştır. Sekiz tane olan ve aşağıda sıralanan işletme türleri S (Service = Hizmet ) harfi ve onu izleyen bir rakam ile belirtilir. S1: Sürekli işletme S7: Kalkış ve elektriksel frenleme ile S2: Kısa süreli işletme kesintisiz işletme S3: Yol vermenin ve frenlemenin ısınmayı S8: Dönemli değişen hız ile sürekli işletme etkilemediği kesintili işletme S4: Yol vermenin ısınmayı etkilediği işletme S5: Yol vermenin ve elektriksel frenlemenin ısınmayı etkilediği kesintili işletme S6: Kesintili işletme ve sürekli işletme 3
2.3. Koruma sınıfı: Cihazın tesis edileceği yerdeki dış tesirlere göre koruma sınıfında bulunması gerekir. Uluslararası normlara göre koruma sınıfı IP harflerinden sonra gelen iki adet rakam ile belirlenir. Bunlardan birincisi, temasa ve yabancı cisimlerin girmesine karşı koruma derecesini ve ikincisi suyun girmesine karşı koruma derecesini gösterir. IP XX 1.rakam Temasa ve yabancı cisimlerin girmesine karşı koruma derecesi ( Katı cisimlere karşı koruma ) 2.rakam Suyun girmesine karşı koruma derecesi ( Sıvılara karşı koruma ) 1.rakam Temasa ve yabancı cisimlerin girmesine karşı koruma derecesi 2.rakam Suyun girmesine karşı koruma derecesi 0 Korumasız 0 Korumasız 1 (çapı) 50 mm den büyük olan cisimlere karşı Düşey yönde gelen su damlalarına karşı 1 koruma (el giremez) koruma 2 12 mm den büyük olan cisimlere karşı Düşeye göre 15 açı altında damlayan suya 2 koruma ( parmak giremez) karşı koruma 3 2,5 mm den büyük olan cisimlere karşı Düşeye göre 60 açı altında damlayan suya 3 koruma (el aletleri ve vida giremez) karşı koruma 4 1 mm den büyük olan cisimlere karşı 4 Her yönden gelen su damlalarından koruma koruma (tel giremez) 5 Her yönden fışkıran suya karşı koruma 5 Zararlı tozların birikmesine karşı koruma 6 Su baskınına karşı koruma 6 Toz girmesine karşı koruma (Tam koruma) Su içinde yüzme durumunda suya karşı 7 koruma Tablo 3 IP Koruma sınıfları 8 Suyun altına batma halinde suya karşı koruma ÖRNEK:Koruma sınıfı IP66 olan bir cihaz, toz girmesine ve su baskınına karşı koruması vardır 2.4 Yapı ve Montaj Şekilleri Elektrik makinelerinin yapı biçimleri standartlaştırılmıştır (IEC 34-7). Standart simgeler şu özellikleri belirtir. 1. Yatakların türü, sayısı ve konumu, 2. Gövdenin saptanması, 3. Milin konumu ve mil ucunun niteliği. IEC 34-7 standardına göre yapı biçimleri için her biri IM (International Mounting =Uluslararası Montaj) harfleri ile başlayan iki değişik simgeleme uygulanabilir. Kod I ve Kod II. Kod II genelde kullanıldığı halde, kod I sadece kapak yatakları ile mil ucu olan makineler için uygulanır. Buna göre yapı biçimleri bir büyük harf simge ve onu izleyen bir sayı ile belirtilir. Büyük harf simgelerin anlamı şudur (Şekil 8). A: Yatay konumlu, yataksız makine B: Yatay konumlu, kapak yatakları olan makine C: Yatay konumlu, kapak ve dik yatakları olan makine D: Yatay konumlu, dik yatakları olan makine V: Düşey konumlu, kapak yatakları olan makine W: Düşey konumlu, kapak yatakları olmayan makine En çok kullanılan yapı biçimlerinden bazı örnekleri açıklayalım. 4
IM B3: Yatay konumlu, iki kapak yatağı ve bir serbest mil ucu olan, gövdesi ayaklı plaka veya temele saptanan makine. IM B5: Yatay konumlu, iki kapak yatağı ve bir serbest mil ucu olan, gövdesi ayaksız, flanşla saptanan makine. Kod II, harf kullanılmayan sistemli bir simgeleme olup, dört rakamdan oluşur. Rakamlar bulundukları yere göre şu yapı özelliklerini belirtir. 1.Rakam: Gövdenin saptanması, yataklar gibi temel yapı biçimi, 2. ve 3. Rakam: Mil konumu ve yataklar, 4. Rakam: Mil uçlarının sayısı ve yapı biçimi. Bu simgelerde örneğin IM B3 yapı biçimi için IM 1001 yazılır. Kod I yalnız yatak taşıyıcı kapakları ve bir mil ucu olan motorları kapsadığı halde, Kod II iki ucu olan motorları da kapsar. Şekil 8 Yapı biçimleri ve simgeleri Değişik yapı tiplerine sahip üç adete motor Şekil 9 da görülmektedir. Açık Tip Motor gövde ve kapaklarında soğutma gereksiniminden dolayı açıklıklar vardır. Koruma bakımından zayıftırlar Kapalı Tip En çok kullanılan yapı tipidir. Koruma bakımından en güvenilir yapı tipidir. Flanşlı Tip Motorun doğrudan makineye bağlanması gerekli yerler için en uygun yapı tipidir. Şekil 9 Açık tip, Kapalı tip ve Flanşlı tip motorlar 5
6