5. ÜNİTE KUMANDA DEVRE ŞEMALARI ÇİZİMİ

5. ÜNİTE KUMANDA DEVRE ŞEMALARI ÇİZİMİ KONULAR 1. Kumanda Devreleri 2. Doğru Akım Motorları Kumanda Devreleri 3. Alternatif Akım Motorları Kumanda Devreleri

GİRİŞ Otomatik kumanda devrelerinde motorun çektiği akımın geçtiği devreye güç devresi denir. 5.1 Kumanda Devreleri Otomatik kumanda devrelerinde motorun çektiği akımın geçtiği devreye güç devresi denir. Yani şebeke ile motor arasında motorun çektiği akım yolu şemasıdır. Enerji akışını gösteren ana hatlarla ana devre elemanlarını gösterir. Bu nedenle burada kullanılan kontaklar ve diğer devre elemanları kumanda edilen motorun çektiği akıma dayanacak şekilde seçilir. Gerek kumanda devresi, gerekse güç devresi çiziminde kesişme durumlarına dikkat edilmelidir. İki çizginin (iletkenin) kesiştiği yerde elektriksel bağlantı (ek) varsa mutlaka belirtilmelidir. Şekil 5.1 de ekli olarak ve ek yapılmadan kesişen iki çizginin gösterilişi verilmiştir. (a) (b) Şekil 5.1: İletken ek bağlantılarının Şemalarda gösterilmesi (a) Ekli olarak (b) Ek olmadan Şekil 5.2 de görüldüğü gibi Amerikan ve TSE normunda güç devresi dikey olarak çizilir ve şema çiziminde enerji girişinden başlanarak sigorta, kontaktörün kontakları, aşırı akım rölesi ve motor şeklinde tanımlanır. Güç devresi çiziminde kullanacağım elemanları tespit etmek için motorun gücü, hangi şartlarda çalışacağı, ne tür motor koruma elemanları kullanacağımı belirledikten sonra devre elemanlarını (Resim 5.1 de görüldüğü gibi) doğru sırayla yukarıdan aşağıya doğru yerleştirip uygun bağlantı şeklini çizmeliyim. Çizimimi şebeke fazlarından (L1 - L2 - L3) sigorta kontakları girişine, sigorta kontağı çıkışından ( e 2 ) ilgili kontaktörün güç kontaklarına (M), güç kontaklarından aşırı akım rölesi kontaklarına ( e 1 ) ve son olarak motorumun giriş uçlarına ( U V- W ) bağlayarak tamamlamış olurum. 111

Şekil 5.2: Güç devresi çizim Şeması (a) TSE normu (b) Amerikan normu 5.1.1 Kumanda Devresi Çizimi Kumanda elemanlarının bulunduğu devredir. Şemaların çiziminde Resim 5.2 de görüldüğü gibi devre elemanları sistem çalışmazken gösterilir. Karşımıza çıkan problemin çözümünde doğru elemanların seçilmesi çok önemlidir. Çizim yapılırken elemanların yerleştirme sırasına dikkat edilmelidir. Kullanılacak elemanlar doğru olarak seçildikten sonra uygun çalışma mantığı kurulmalı, devre elemanları teker teker yerlerine konulmalı, her devre elemanı yerleştirildikten sonra çalışma gözden geçirilmeli, eksiklikler uygun sıraya göre yerleştirilmeli ve bu işlem istenilen çalışma şekli elde edilinceye kadar devam ettirilmelidir. Kumanda devresi çizilmeye başlanılmadan önce Bizden istenilen nedir? sorusu cevaplandırılmalıdır. Bundan sonra istenilen çalışma şekli için hangi devre elemanlarını seçmeliyim? Bu elemanları çalışma şekillerini dikkate alarak hangi sırayla yerleştirmeliyim ve bu işlemleri tamamladıktan sonra kurulu bu devrenin akım yolu takibini nasıl yapmalıyım? En son olarak da hangi norma göre çizim yapmam gerekir? Kumanda devresinin çiziminde seçilen çizim şeklinin (normunun) de anlaşılabilir olması da (Herkes tarafından bilinen veya yaygın olarak kullanılan norm) önemlidir. 112

Resim 5.1: Güç devresi çizim şeması (a) TSE normu (b) Amerikan normu Şekil 5.3: Şönt motora ait devir sayısı ayarlama bağlantısı 113

5.2 Doğru Akım Motorları Kumanda Devreleri 5.2.1 Kompunt Motor Kompunt motor da endüktör sargısı olarak şönt ve seri olmak üzere iki tip sargı bulunur. Kompunt motor, istenirse şönt veya seri motor olarak da çalışabilir. Ancak şönt sargı endüviye paralel; seri sargı endüviye seri bağlandığında kompunt bağlantı yapılır. 5.2.2 DA Motorlarında Devir Sayısı Ayarlaması 5.2.2.1 Sabit Kutup Geriliminde Kutup Alan Şiddetini Değiştirerek Devir Sayısı Ayarlama Bu şekilde devir değiştirme, şönt ve kompunt motorların endüktör sargına seri olarak qst reostası bağlanarak yapılmaktadır. Reosta ile endüktörden geçen uyartım akımı azalırsa manyetik alan zayıflar, motorun devir sayısı artar. Reosta direnci artırılırsa bu kez endüktörden geçen akım azalır ve devir sayısı artar (Şekil 5.3).Akımın artırılması veya azalmasını ampermetreden görebiliriz. DA motorlarının yol almasında LMR reostası kullanılır. 5.2.2.2 Seri Motorlarda Devir Sayısı Ayarı Qst reosta ile seri sargı üzerinde düşen gerilim değiştirilir. Reosta seri sargıya paralel bağlanır, reosta direnci artınca endüktörden geçen akım artar. Böylece manyetik alan şiddetinde artar. Manyetik alan artması devir sayısında azalmaya neden olur. Reostanın direnci azalınca endüktörden geçen akım reostayı tercih eder. Böylece seri sargıdan geçen akım azalır, akımın azalması manyetik alanı azaltır ve motorun devir sayısınn da artma meydana gelir. Seri motorlar için ideal devir şeklidir ancak reosta direnci sıfır yapılarak devir sayısının aşırı olması sakınca oluşturabilir. Ayrıca reosta direnci sıfır da bırakılıp durdurduktan sonra başlatma yapılmamalıdır çünkü motorun yanmasına sebep olur(şekil 5.4). Bazı seri motorların yapımı sırasında endüktör sargısından kademeli uçlar çıkarılmış olabilir. Bu durumda, endüktör sargısından çıkan kademeli uçlara DA gerilim uygulanınca değişik manyetik alan şiddetleri oluşur. Seri sargıdaki manyetik alan değişikliği, devir sayılarının farklı olmasını sağlar. Manyetik alan şiddeti azaldıkça devir artar. Manyetik alan şiddeti arttıkça devir sayısında azalma görülmektedir (Şekil 5.5). 114

Şekil 5.4: Seri motora ait devir sayısını değiştirme bağlantısı Şekil 5.5: Endüktörden kademeli devir değişimi 115

Şekil 5.6: Şönt motor bağlantı şeması Doğru akım motorlarına yol vermede sıklıkla qst ve LMR reostası kullanılmaktadır. qst reostasının üç ucu vardır (Resim 5.3). Resim 5.2: qst reostası 5.2.2.3 Motora Uygulanan Gerilimi Değiştirerek Devir Sayısı Ayarı Gerilimi değiştirilerek devir sayısı ayarı en çok kullanılan tekniklerden biridir. Endüvi devresine seri şekilde qst reostası bağlanır. Direncin artırılıp azaltılması endüviden geçen akımın değişmesini sağlar. Endüvi üzerindeki akım değişmesi gerilimin değişmesini sağlar. 116

Endüktör gerilimi sabit tutulup endüviden geçen akım artarsa devir sayısı artar. Endüviden geçen akım azalırsa devir sayısı azalır (Akımın arttığını yada azaldığını ampermetreden gözlemleyebiliriz.). Şekil 5.7: Endüviden geçen akım yönü değişimi ile devir yönü değişimi 5.2.3 DA Motorlarda Devir Yönü Değişimi Doğru akım motorlarının devir yönleri iki şekilde değişir. Endüktörden geçen akım sabit tutulup endüviden geçen akım yön değiştirilirse doğru akım motorunun devir yönü değişir (Şekil 5.7). 117

5.2.3.1 Endüktörden Geçen Akım Yönünü Değiştirerek Devir Yönü Değiştirmek Bir iletkenden geçen akım yönü sabit tutularak endüktör manyetik alanı yön değiştirirse iletkenin itilme yönü değişir. Bu prensibe göre doğru akım motorları da endüvi üzerindeki iletkenlerden geçen akım yönü değiştirilmeden endüktörden geçen akımın yönü değiştirilirse motorun devir yönü değişir (Şekil 5.8). Şekil 5.8: Endüktörden geçen akım yönü değişimi ile devir yönünü değişimi Endüviden ve endüktörden geçen akımların yönü birlikte değişirse devir yönü değişmez. 118

Şekil 5.9: LMR reostası ile nt motor devir ayarı Şekil 5.10: Şönt motorun devir yönü değiştirmesi 119

Şekil 5.11: Değişik yapıda LMR reostası ile şönt motor bağlantısı Şekil 5.12: Şönt motorun endüktör sargı bağlantı yönü değişmesi ile devir yönü değişimi 120

Resim 5.3: Seri motor Şekil 5.13: Seri motor bağlantı şeması Şekil 5.14: Seri motor devir sayısı değişimi 121

Şekil 5.15: Seri motor devir yönü değişimi Şekil 5.16: Eklemeli kompunt motor kutbu 122

Şekil 5.17: Kompunt motor devir ayar bağlantısı Şekil 5.18: Çıkarmalı kompunt kutbu 123

Şekil 5.19: Kompunt motor devir yönü değişimi Şekil 5.20: Kompunt motorun endüvi akımının yön değiştirmesi 124

5.3 Alternatif Akım Motorları Kumanda Devreleri Üç fazlı asenkron motorlarda stator sargıları motor içerisinde değişik şekillerde bağlandıktan sonra motor dışına genellikle altı uç çıkartılır. 5.3.1 Asenkron Motor Bağlantı Şekli ve Özellikleri Sargı giriş ve çıkış uçlarının motor dışına çıkartıldığı bu bölüme klemens bağlantı kutusu denir (Resim 5.4). Kutu içerisinde altı uçtan oluşan klemens bulunur ve sargı giriş çıkış uçları bu klemense bağlanır. Klemensin üç ucuna sargı giriş uçları, diğer üç ucuna da sargı çıkış uçları bağlanır. Üç fazlı asenkron motorlarda sargı uçları; R fazı için giriş ucu: U, çıkış ucu X S fazı için giriş ucu: V, çıkış ucu Y T fazı için giriş ucu: W, çıkış ucu Z harfleri ile ifade edilir. Klemens uçlarına giriş uçları soldan sağa U-V-W sırası; çıkış uçları ise Z-X-Y sırasıile bağlanır. Resim 5.4: Asenkron motor bağlantı klemensleri ve köprüleri Çıkış uçları Z-X-Y sırası yerine X-Y-Z sırası ile bağlanırsa motorun yıldız çalışması durumunda bir sorun olmaz. Ancak motorun üçgen bağlanması durumunda 125

her fazın giriş ve çıkış uçları bağlantı köprüleri tarafından kısa devre edildiğinden sargılardan akım geçmez ve motor çalışmaz (Şekil 5.22). Şekil 5.21: Asenkron motor klemens bağlantıları 5.3.2 Motorun Yıldız Bağlantısı ve Özellikleri Stator sargıların giriş uçları olan U,V,W ye üç faz (RST) gerilim uygulanıp sargıların çıkış uçları olan ZXY kısa devre edilirse bu bağlantıya yıldız bağlantı denir. Yıldız bağlantı λ şeklinde gösterilir (Şekil 5.23). Yıldız bağlantı, sargıların ZXY uçlarına şebeke gerilimi uygulanıp UVW uçları kısa devre edilerek de yapılabilir. Bu durum, motorun çalışmasında herhangi bir değişiklik meydana getirmez. Şekil 5.22: Yıldız bağlantı ( λ) Yıldız bağlantı sargılar arasında 120º faz farkı olduğundan hat gerilimi faz geriliminin 3 katıdır. Hat akımı ise faz akımına eşittir (Şekil 5.24). 126

Şekil 5.23: Yıldız bağlantı ( λ) ve özelliği 5.3.3 Motorun Üçgen Bağlantısı ve Özellikleri Motor klemensi üzerindeki birinci fazın çıkış ucu ikinci fazın giriş ucu ile, ikinci fazın çıkış ucu üçüncü fazın giriş ucu ile, üçüncü fazın çıkış ucu birinci fazın giriş ucu ile bağlanırsa bu şekilde bağlantıya üçgen bağlantı denir (Şekil 5.25). Şekil 5.24: Üçgen bağlantı ( Δ ) Klemens bağlantı kutusu konusunda uçların karşılıklı gelmemesi gerektiği söylenmişti. Uçların karşılıklı gelmesi, yıldız bağlantı durumunda sorun çıkartmadığı hâlde üçgen bağlantı durumunda sakıncalıdır. Uç bağlantıları pirinç köprülerle yapılırken U-X, V-Y, W-Z uçları birleştirilirse sargı uçları kısa devre edilir ve birer uçları boş bırakıldığından herhangi bir akım geçişi olmaz ve motor çalışmaz. Bu nedenle uçlar UVW, ZXY sırası ile bağlanır ve pirinç 127

köprülerle UZ, VX, WY uçları kısa devre edilir (Şekil 5.24).Üçgen bağlantı (Δ) şeklinde sembolize edilir. Bu bağlantıda hat akımı, faz akımının3 katıdır. Üçgen bağlantıda hat gerilimi faz gerilimine eşittir (Şekil 5.25). Şekil 5.25: Üçgen bağlantı ve özelliği ( Δ ) Motor etiketinde (Δ) 380 V yazan motorlar üçgen bağlanır. Motor etiketinde 220/380Volt yazması, bir faz sargısına yıldız çalışması durumunda 220 Volt; üçgen çalışması durumunda ise 380 Volt uygulandığını ifade eder. 5.3.4 Motor Kumanda Teknikleri 5.3.4.1 Bir Yönde Sürekli Çalıştırma Şekil 5.26: Bir yönde sürekli çalıştırma güç ve kumanda devre şeması (TSE normu) 128

Şekil 5.27: Bir yönde sürekli çalıştırma güç ve kumanda devre şeması (Amerikan normu) 5.3.4.2 Birden Çok Kumanda Merkezinden Çalıştırma Şekil 5.28: Birden çok kumanda merkezinden çalıştırma güç ve kumanda şeması (TSE normu) 129

5.3.4.3 Güç Devresinin Kuruluşu Şekil 5.29: Birden çok kumanda merkezinden çalıştırma güç ve kumanda şeması (Amerikan normu) 5.3.4.4 Paket Şalterleri ile Çalıştırma Resim 5.5: Çeşitli tip paket şalterler 130

5.3.4.5 Çeşitli Paket Şalter Uygulama Devreleri Şekil 5.30: On Off paket şalter ile direkt çalıştırma şeması Resim 5.6: On-Off paket şalter 131

Şekil 5.31: Enversör paket şalter ile devir yönü değişimi şeması Resim 5.7: Enversör paket şalter 5.3.4.6 Motorun Kilitleme Devreleri ile Devir Yönü Değişimi Şekil 5.32: Üç fazlı asenkron motorlarda devir yönü değiştirme 132

5.3.4.7 Butonlu Kilitleme Şekil 5.33:Butonlu kilitleme güç ve kumanda devre şeması (Amerikan normu) Şekil 5.34:Butonlu kilitleme güç ve kumanda devre şeması (TSE normu) 133

5.3.4.8 Elektriksel Kilitleme Şekil 5.35: Elektriksel kilitleme güç ve kumanda devre şeması (Amerikan normu) Şekil 5.36: Elektriksel kilitleme güç ve kumanda devre şeması (TSE normu ) 134

Resim 5.8: Değişik tip zaman röleleri 5.3.4.9 Düz Zaman Rölesi ile Çalıştırma Şekil 5.37: Düz zaman rölesi zaman gecikmeli çalışma güç ve kumanda şeması (TSE normu) 135

Şekil 5.38: Düz zaman rölesi zaman gecikmeli çalışma güç ve kumanda şeması (Amerikan normu) Şekil 5.39: Ters zaman rölesi ile çalıştırma güç ve kumanda devre şeması Şekil 5.40: Ters zaman rölesi ile çalıştırma güç ve kumanda devre şeması (TSE normu) 136

5.3.4.10 Asenkron Motoru Hareket Sınırlamalarına Göre Çalıştırma Şekil 5.41: Sınır anahtarı uygulaması Şekil 5.42: Sınır anahtarı ile çalışma güç ve kumanda devre şeması (TSE normu) 137

Şekil 5.43: Sınır anahtarı ile çalışma güç ve kumanda (Amerikan normu) Resim 5.9: Çeşitli tip sınır anahtarları 138

5.3.4.11 Bir Fazlı Yardımcı Sargılı Asenkron Motorun Çalıştırılması Bir Fazlı Yardımcı Sargılı Asenkron Motoru Bir Yönde Sürekli Çalıştırma: Şekil 5.44: Bir fazlı asenkron motorun sürekli çalışma diagramı ve şeması (yaylı paket şalter ile) Şekil 5.45: Bir fazlı asenkron motorun sürekli çalışma güç ve kumanda şeması (a) TSE normu (b) Amerikan normu 139

5.3.4.12 Bir Fazlı Yardımcı Sargılı Asenkron Motorun Devir Yönünün Değiştirilmesi Şekil 5.46: Bir fazlı asenkron motorun devir yönünün değiştirilmesi (enversör paket şalter yardımı ile) 140

Şekil 5.47: Bir fazlı asenkron motorun devir yönünün değiştirilmesi (Amerikan normu) 5.3.4.13 PTC Bağlantılı Faz Koruma Rölesi Bağlanarak Bir Asenkron Motorun Çalıştırılması Resim 5.10: PTC bağlantılı motor faz koruma rölesi 141

Şekil 5.48: PTC bağlantılı motor faz koruma rölesi bağlantı şeması 5.3.4.14 Faz Sırası Rölesi Bağlanarak Bir Asenkron Motorun Sabit Yön şartlı Çalıştırılması Şekil 5.49: Faz sırası rölesi bağlantı şeması 142

5.3.4.15 Aşırı ve Düşük Gerilim Rölesi Bağlanarak Bir Asenkron Motorun Çalıştırılması Düşük Gerilim Rölesi: Şekil 5.50: Düşük gerilim rölesi ve bağlantı şeması 5.3.4.16 Aşırı Gerilim Rölesi Şekil 5.51: Aşırı gerilim rölesi bağlantı şeması 143

5.3.4.17 Sıvı Seviye Rölesi Bağlanarak Bir Asenkron Motorun Çalıştırılması Şekil 5.52: Sıvı seviye rölesi bağlanarak asenkron motorun çalıştırılması Resim 5.11: Sıvı sevi tespit rölesi 144

5.3.4.18 Sağ Sol Rölesi ile Asenkron Motorun Çalıştırılması Şekil 5.54: Sağ sol rölesi ve bağlantı şeması 145

DEĞERLENDİRME SORULARI Aşağıda boş bırakılan parantezlere, cümlelerde verilen bilgiler doğru ise D, yanlış ise Y yazınız. 1. ( ) Endüviye seri direnç bağlamak devir sayını azaltır. 2. ( ) Devir yönü sadece endüviden geçen akım yönü değiştirilerek yapılmaktadır. 3. ( ) Şönt motorun endüktör sargısı endüviye seri bağlanır. 4. ( ) Şönt motorun kutuplardan geçen uyartım akımı arttıkça devir sayısı da artar. 5. ( ) Seri motor endüktör sargısından geçen uyartım akımı endüviden de geçer. 6. ( ) Asenkron motorların devir sayıları yük ile çok az değişmektedir. 7. ( ) Az bakım gerektirmelerinden dolayı çok tercih edilir. 8. ( ) Motor gövdesi üzerindeki kanatcıklar motor hızını arttırır. 9. ( ) Aynı adlı kutuplar birbirini çeker; zıt kutuplar birbirini iter. 10. ( ) Bir asenkron motor sargısında U giriş ucu ise V de çıkış ucudur. 146