1. Ç FT DEV RL ASENKRON MOTORLAR Giinümüzde endiistride en? ok kullamlan motorlar asenkron motorlard r. Endiistride birçok elektrik makinesi, degi ik birka? dönme say ya da fo u zaman siirekli h z ayan yapabilen motorlara ihtiyaç gosterir. Do ru ak m motorlannda devir say lanni istenen simrlar içinde ayarlamak miimkiin iken asenkron motorlarda ise birkaç kademe dis nda devir say ayan yapmak ilave cihaz ve tekniklerle miimkiin olmaktad r. Asenkron motorlann devir say, stator sarg lan kutup say na veya motorlara uygulanan gerilimin frekans na göre degi ir. Frekans sabit ise degi ik devir h zlar ya farkl kutup say h ayn sarg lardan veya aym sarg da yap lan farkli kutup say (Dahlender Ba lant ) ba lant dan elde edilir.
1.1. Devir Say Öl^me ve Takometre Çe itleri Döner makinelerin devir say ölçmede kullan lan ayg tlara takometre (turmetre) denir. San ldigin n aksine h ölçmez, dakikadaki devir (tur) say ölçer. Makine miline de erek devir say ölçen turmetreler yayg n olarak kullan lan devir ölçme ayg r. Genel olarak takometreler analog ve dijital olarak ikiye aynl r. Takometreler konusunda aynnt bilgiyi fiziksel büyiiklüklerin ölciilmesi modüliinde verilmi ti. Gerekirse tekrar inceleyerek bilgilerinizi tazeleyiniz. 1.1.1. Analog Takometreler Aletin uç k sm nda bulunan parça plâstikten yap lmis olup devir say ölciilecek makinenin miline de dirilir. Bu tip takometrelerin el tipi oldu u gibi, devri ölciilecek makinemn miline motaj yap lanlar da vard r. Analog takometrelere, arabalardaki devir ölçerler ile bisikletlerde kullan lan h z göstergelerini örnek olarak gösterebiliriz. Resim 1.1 de dokunmah tip, dijital yap h turmetre örne i göriilmektedir. 1.1.2. Dijital Takometreler Elektro-optik takometrelerdir. Elektro optik bir alg lay dan bir ls k huzmesi gönderilir. Dönen cismin iizerindeki bir noktadan periyodik olarak geri dönen ls k toplamr. Bu yans ma elektronik devre taraf ndan alg lamr. Bu l igin periyodu dönen cismin periyodu ile aymd r. Frekans gerilime çeviren devre sayesinde devir say ölciilmiis olur. Resim 1.2'de optik tip, dijital yap h turmetre örne i göriilmektedir. Resim 1.1: Dokunmal tip, dijital yap turmetre 1.2: Optik tip dijitalyap turmetre Resim
Resim 1.3: Çe iitli takometre örnekleri 1.2. Devir Say sim De i^tirme Yöntemleri Asenkron motorlann endiistride kullan lan di er elektrik motorlanna göre birçok üstiinlügunün olmas yan nda devir say n ayan birkaç kademeli ve kügiik s rlar içinde olmas gibi dezavantajlanda vard r. Asenkron motorlarda döner alan n devir say ns 60.f P 60. f P (1 - s)d / dk formülleri ile bulunur. d / dk veya ns 120.f 2P d / dk, rotor devir say da nr Formülde: f: ebeke frekans (ülkemizde 50 hz.dir) 2p: Kutup say p: Çift kutup say ns: Asenkron h z veya döner alan h (d/dk) nr: Rotor h veya milin devir say (d/dk) s: Kayma senkron h z ile rotor h aras ndaki fark
Yukandaki formiiller incelendi inde asenkron motorun devir say simn ebeke frekans na, kutup say na ve kaymaya bagh oldu u göriilür. u halde asenkron motorun devir say de tirilebilmek için stator sarg lannin kutup say ve ebeke frekans n de tirmemiz gerekir. Buna göre asenkron motorlarda devir ayan a agidaki yöntemlerle yap hr. > Kutup say de tirerek devir say ayan: Statora iki ayn kutup sayih sarg yerle tirerek devir ayan Statora bir sarg yerle tirerek (Dahlender sargih-pam sargih) devir ayan > ebeke frekans n de tirerek devir ayan > Di li sistemleri (rediiktör) kullanarak devir ayan 1.2.1. Kutup Say De tirerek Devir Ayan 60.f 120.f Devir say formülüne göre ns d / dk veya ns d / dk frekans sabit P IP kalmak art ile kutup say artinl rsa devir say dii er. Yani kutup say ile devir say ters orantihd r. Buna göre asenkron motorun devri, statoruna sanlan sarg lann kutup say de tirerek yapihr. A agidaki çizelgede de ik kutup say lanndaki ve frekanstaki asenkron motorun devir say lan gosterilmi tir. Kutup Sayisi 2P 10 12 ebeke Frekansi 50 Hz 60 Hz Senkron Hiz(d/dak. 3000 3600 1500 1800 1000 1200 750 900 600 720 500 600 Çizelge 1.1: 50 ve 60 Hz ^ebekeler için çok kullan lan kutup say lanndaki senkron h z de erleri
Kutup say de tirebilmek için asenkron motorun statoruna ya farkh kutup say h iki ayn sarg sanl r veya tek sarg sanlarak ayn sarg da yap lan farkh kutup say h (dahlender ba lant ) ba lant dan elde edilir. Buna göre iki devirli motorlan iki grupta diisiinebiliriz. 1.2.1.1. Farkh Kutup Sayih ki Sarg Bulunanlar Ayn stator oluklanna, birbirinden bagims z, farkh kutup sayih iki ayn sarg sanhrsa, iki sarg iki devirli motor yap lm olur. Bu sarg lann birbirleri ile hiçbir elektriki ba lant yoktur. Böyle bir motorda, hangi sarg ya 115 fazh gerilim uygulan rsa, o sarg ya ait kutup say na uygun devir h elde edilir. Bu tip sanmlarda, sarg n y ld z (Y) veya iicgen (D) ba lant, stator içinde yap hr. Klemens tablosuna, her sarg ya ait lifer uç cikanhr. Örne in 6/4 kutuplu iki sarg h iki devirli motor için, 6 kutuplu sarg uçlan 6U-6V-6W, 4 kutuplu uçlan 4U-4V-4W gibidir. ki sarg h iki devirli motorlar ekonomik de ildir. Ciinkü bir sarg için dusüniilmus stator oluklanna iki ayn sarg yerle tirilmektedir. Dolayis yla bir bir sarg h iki devirli motorlara göre daha kiiciik giic elde edilir. Ba ka bir deyi le, bir sarg h iki devirli motorlarda, iki ayn sargih iki ayn sarg h iki devirli motorlara göre daha biiyiik giic ahmr. Ekonomik olmayislar ndan, iki sargih iki devirli motorlann iiretimleri simrhd r. Birbirinin kat olmayan kutup say lan için tasanm ve ba lant lan kolay oldu undan uygulamr. Resim 1.4 te farkh kutup say h iki sag bulunan asenkron motorun etiketi göriilmektedir. Etikete dikkat edilirse devir say için iki de ik de er vard r. Aralannda da herhangi bir oran yoktur. EfflAsr IELSAN J*klrJk we Tic. A.5, ANKARA TS ^067 TW- Resim 1.4: Farkl kutup sayih iki sag bulunan asenkron motorun etiket de erleri 1.2.1.2. Tek Sargih ki Devirli Motorlar > Dahlender sargih motorlar Tasanm ve ba lant lan kolayd r. Ancak bu ba lant tiiriinde kutup say lan oram '/z'dir. Yani 4/2 kutuplu veya 8/4 kutuplu gibi... Çizege 1.2 de dahlender sarg h motorun kutup say lan ve bu kutup say larmdaki devirleri verilmi tir.
Devir Say ( n ) Kutup Say ( 2P ) 3000 / 1500 d/dk 2 / 4 1500 / 750 d/dk 4 / 8 1000 / 500 d/dk 6 / 12 750 / 375 d/dk 8 / 16 Çizelge 1.2: Dahlender sarg motorun kutup say lanna göre devirleri Eger bir sarg dan birbirinin kat iki degi ik kutup say elde edilecek bir ba lant yap lmissa, bu ba lant ya Dahlander baglant " ve bu tip motorlara da Dahlander motorlar denir. Dahlander ba lant da sarg, kiiciik devir say için yani biiyiik kutup say na göre tasarlamr. Her faz sarg n orta uçlan bulunur. Faz sarg lan giri uçlan 1U-1V-1W, orta uçlar 2U-2V-2W ile i aretlenir. Klemens tablosuna bu 6 uç cikanhr. > PAM sarg motorlar Resim 1.5: ki devirli dahlender motor etiketleri Dahlander sarg n özel bir tipidir. Tasanm sargimn sanlmas daha zordur. Dahlander sarg da h z oran 1 12 iken, PAM sarg da birbirinin kat olmayan ve ardis k h zh 2 hatta 3 zh olabilir. Örne in 6/4, 8/6, 10/8 kutuplu gibi... PAM sarg motorlarda kafes rotorlar kullamhr. PAM sarg da, stator faz sarg lann n bir yans nda ak m yönleri de tirilerek, kutup say de tirilir. PAM sözciigii, Pole-Amlitiide-Modilation (Kutup Geneli i Modilasyonu) sözciiklerinin ilk harflerinden gelmektedir. Pam sarg da, sargimn tasanm biiyiik kutup say na göre yap hr. Ancak sarg n baglant de tirilerek istenen kiiciik kutup say da elde edilir. Tasanm zor olmas na kars n; ayn sanh? ok devirli motorlara göre bir sarg dan daha biiyiik giic elde edilebildi inden tercih edilmesi gereken sarg örne idir.
Bu yöntemin sarg ekilleri, Çift Devirli Asenkron Motorun Ba lant ekilleri konu ba ligi alt nda incelenecektir. 1.2.2. Frekans De i tirerek Devir Ayan Asenkron motorun stator sarg lanna tek kutup say sarg yerle tiriliyor. Tek bir sarg sanlarak kutup say sabitlenmi oluyor. Bu durumda devir say formüliine ns = ----------- d / dk göre motor sarg lanna IP uygulanan AC gerilimin frekans arttinldiginda motorun h artar. Frekans azalt ldiginda ise motorun h da azal r. Yani asenkron motorun h ebeke frekans ile do ru orantihd r. Günümiizde elektronik frekans de tiricilerde (konvertisör) asenkron motorlann devir ayan geni simrlar içinde yap labilmektedir. Frekans de tirici devresiyle h z kontrolii yöntemi son derece yararl ve otomasyonu kolayla tinc niteliktedir. Bu konuyla ilgili daha aynntih bilgi Ogrenme Faaliyeti-2 de incelenecektir. 1.2.3. Di li Sistem (Redüktör) Kullanarak Devir Ayan Asenkron motorun miline ba lanan di li sistemli redüktör ile motorun devri istenen say ya indirilebilmektedir. Devir say diistiikçe motorun momenti artar. Resim 1.6: Redüktörlü motor resimleri
1.3. Çift Devirli Asenkron Motorun Tan m ve Kullan m Alanlan Asenkron motorun statoruna iki veya tek sarg sanlarak rotorundan 2 veya 3-4 de ik devir elde edilebilen motorlara denir. ki de ik devir için motor klemensine alt (6) uç cikanhr. Teorik olarak, u? de ik devir için motorun statoruna farkh kutup say h iki ayn sarg sanl r. Sarg lardan biri dahlender ba lantih yap hr. Klemens kutusuna ise dokuz (9) uç ç kanhr. Dört de ik devir için yine statora farkh kutup sayih, dahlender ba lant h iki sarg sanhr. Klemens kutusuna on iki (12) uç ç kanhr. Bu tip sanmlarda, klemens kutusunda fazla uç olmas, kans khga ve kumanda etme gucliigii olu turdu undan kullamlmaz. Çift devirli asenkron motorlann endiistride pek çok kullan m alan mevcuttur. Genel olarak, tek devirli asenkron motorun kullamldigi her yerde kullamlabilir. Özellikle farkh birkaç devir gerekli olan yerler için kullamhr. Sanayinin her kolunda yerini almist r. Pistonlu pompalarda, kompresörlerde, bant konveyörlerinde, vantilatörlerde, köriiklerde, santrifüj pompalannda, torna, freze, matkap tezahlannda, aspiratörlerde, a aç i leri makinelannda, tekstil endiistrisinde, matbaa makinelannda 50k devirli asenkron motorlar için geni bir uygulama sahas vard r. 1.4. Çift Devirli Asenkron Motorun Çahsma Prensibi Daha önceki modiillerde asenkron motorlann çahsma prensipleri detayh olarak incelenmi ti. gift devirli asenkron motorlar, yap ve çahsma özelligi bak ndan tek devirli asenkron motorlarla aymd r. Sadece tek devirli asenkron motorlann statorunda tek kutup say h bir sarg varken gift devirli asenkron motorlann statorunda ise farkh kutup say h iki veya tek sarg bulunur. Sonuç itiban ile, her iki motorun statorunda 3 faz sarg bulunur ve aralannda 120 er derecelik aci olan döner alan olu turur. Bu döner alanlarm etkisi ile rotor dönmesini siirdiirür. Diisiik devirde gahs rken, biiyiik kutup sayih sargimn olu turdu u manyetik alan rotoru yava döndiiriir. Yiiksek devirde gahs rken de, kiigiik kutup sayih sargimn manyetik alamyla rotor h zh döndiiriir. 1.5. Çift Devirli Asenkron Motorun Ba lant ekilleri Cift devirli asenkron motorlann ba lant ekillerine geçmeden önce stator sarg larimn motor icinde nas l bir sanm yap ldigi konusunda bilgi sahibi olacaks mz. 4/2 kutuplu Dahlander baglant da; her faz n 2 bobin grubu vard r. ekil l.l.a da faz gruplarimn 4 kutuplu ba lant, ekil l.l.b de 2 kutuplu ba lant gösterilmi tir.
a) 2p» 4 kutuplu baglanti b> 2p= 2 kutupki baglanti ekil 1.1: 4/2 kutuplu Dahlander ba lant n 1 faz grubu ba lant 8/4 kutuplu Dahlander ba lant da, her faz n 4 bobin grubu vard r. ekil 1.2 de 8 ve 4 kutuplu ba lant lar g6sterilmi tir.
I kutuplu ba$lai*l w - il)= i fc^jplj baftlanti ekil 1.2: 8/4 kutuplu Dahlander ba lant n bir faz grubu ba lant Faz gruplan giri uçlan, 1U-1V-1W ile orta uçlar 2U-21V-2W ile i aretlenir. Her faz grubundaki uciincii uçlar (A uçlan), stator içinde y ld z veya iicgen ba lant da kullanihr. Bu ba lant ekillerini ayn ayn göreceksiniz. Dahlander ba lant h sarg lann uçlan, klemens tablosunda ekil 1.3 teki gibi ba lan r.
ekil 1.3: Dahlander ba lant da klemens tablosu ve iki de ik h zh ba lant Dahlander baglant da, ekil 1.3 teki gibi motorun her iki h zdaki döniis yönii ayn olmahd r. Ayn döniis yöniinii elde edebilmek ve klemens tablosunda 2U-2V-2W uçlarim ayn s rada baglayabilmek için faz gruplan orta uçlan i aretlerinde, iki fazda de iklik yap lmahd r. Ornegin, 1U birinci faz n orta ucu 2U yerine 2W, 1 W uciincii faz n orta ucu 2W yerine 2U gibi... Dahlander sarg h motorlar, tam kahp sargihd r. Yar m kahp sarg h uygulamada, kiiciik kutup say h (yiiksek h zh) çahsmada, kuvvetli harmonikler meydana gelmekte ve bu kuvvetli harmonikler, motorun yol almas na kötii etki yapmaktad r. Onun için yar m kahp sarg uylamas kullamlmamaktad r. Volt elektrik dahlander sarg h motorlar, tam kahp sarg hd r. Motorlar 4/2 veya 8/4 kutupludur. Faz sarg lan stator içinde iicgen (D) baghd r. Dahlender sarg h motorlar giic ve momente göre de ik ekillerde yap hr. Bu motorlann stator sarg (? kis) uçlan, motor i? inde iifgen (D) veya y ld z (Y) ba lamr. Klemens tablosuna giri (diisiik h z 2p=4) ve orta (yiiksek h z 2p=2) uçlan cikanhr. Motorun sabit giiflii mii? Sabit momentli mi? Veya de ik giic de ik mometli oldu unun tesbiti için klemens tablosuna bak hr. A agida dahlender motorun? itleri ve ba lant tablolan verilmi tir. > Sabit Güflü ki Devirli Motorlar (Seri Ufgen - Parelel Y ld z Ba lantih) Sabit giiclii oldu undan etiketinde tek giic yaz hd r. Motor i? inde iifgen (D) baghd r. Momet formüliine göre( M=975*P/n) h artarken momentide azahr.
KUTUP(2P) DEV R ( n ) EBEKEYE BiRBiR NE BA LANTI EKLi 4 Du iik h z 1U-1V-1W 2U-2V-2W kili Paralel Y ld z 2 Yiiksek h z 2U-2V-2W ---------------- Seri Üçgen Çizelge 1.3: Sabit giiclii iki devirli motor klemensi ba lant tablosu > Sabit Momentli ki Devirli Motorlar (Seri Ucgen-Parelel Y ld z Ba lant h) Etiketinde iki de ik giic ve devir yaz hd r. Motor içindeki ba lant (D - YY) d r. Klemens ba lant sabit giiçlii motorunkinin tersidir. Momet formüliine göre( M=975*P/n) Her iki devirde h zla birlikte giicii de artar. Bu yiizden moment sabit kahr. Resim 1.5 de sabit momentli dahlender motor etiketleri verilmi tir. KUTUP(2P) DEV R ( n ) EBEKEYE BiRBiR NE BA LANTI EKLi 4 Diisiik h z 1U-1V-1W... Seri Üçgen 2 Yiiksek h z 2U-2V-2W 1U-1V-1W kili Paralel Y ld z Çizelge 1.4: Sabit momentli iki devirli motor klemensi ba lant tablosu > De ik Giiclii De ik Momentli Motorlar (Seri Y ld z-parelel Y ld z Ba lantih) Bu motorun stator sarg uçlan, motor için y ld z ( Y ) baglamr. Etiketinde iki de ik giif ve devir yazihd r. Motor i? indeki baglant (Y-YY) d r. Yiiksek h zda moment ve giiç yiiksek, diisiik h zda moment ve giic de diisiiktiir. KUTUP(2P) DEViR ( n ) EBEKEYE BiRBiRiNE BA LANTI EKLi 4 Diisiik h z 1U-1V-1W... Seri Y ld z Çizelge 1.5: De ik giic ve momentli iki devirli motor klemensi ba lant tablosu 1.5.1. Seri Ucgen Parelel Y ld z (D - YY)Ba lant 2 Yiiksek h z 2U-2V-2W 1U-1V-1W kili Paralel Y ld z Dahlander sargih motorlarda en çok uygulanan ba lant r. Her iki h zda motorun giicii ve ak de ir. Yiiksek h zda giicii biiyiiktiir. Bu motorlar sabit momentli motorlard r.
Moment formüliine göre( M=975*P/n) moment sabit, diisiik h zda gii? de diisiik olmas gerekir. Giic diisiikse ak m da kiiciik demektir. Buna uygun baglant, seri iiçgen baglamad r. Faz bobinleri seri bagh oldu undan faz direnci biiyiir. Dolayisiyla faz ak da azahr. Yiiksek h zda ise motorun da giicii artar. Giicii artt rabilmek için faz ak mim artt rmak dolay yla faz direncini azaltmak gerekir. Buna uygun ba lama parelel y ld z ba lamad r. Bu tip ba lant da sarg ç kis uçlan motor içinde iicgen (D) ba lamr. Giri uflan (1U- IV- 1W) ve orta uçlar(2u-2v-2w) klemens tablosuna? ikanhr. Faz sarg lan giris uflanna (1U-1V-1W), u? fazh gerilim uygulandiginda, sarg lar seri iicgen ba lamr ve biiyiik kutup say ile diisiik h z elde edilir. 1U-1V-1W uflan köprii edilerek, faz sarg lan orta uçlarma (2U-2V-2W) lie fazh gerilim uygulandiginda, sarg lar paralel y ld z ba lamr ve kiiciik kutup say ile motor, yiiksek h zda döner. Resim 1.7: E itim amafl kullan lan seri iicgen dahlender motor klemensi ve etiket de erleri ekil 1.4: 2p=4 kutuplu seri iicgen diisiik devir ba lant
ekil 1.4 te göriildiigii gibi faz sarg lan giri uçlarma (1U-1V-1W), iic fazh gerilim uygulandiginda, sarg lar seri iicgen baglan r ve biiyiik kutup say (2P=4) ile diisiik h z elde edilir. Orta uçlar(2u-2v-2w) bo b rakil r. ekil 1.5: 2p=2 kutuplu parelel y ld z, yüksek h zh ba lant ekil 1.5 te görüldiigii gibi, 1U-1V-1W uçlan köprii edilerek, faz sarg lan orta uflanna (2U-2V-2W) u? fazh gerilim uygulandiginda, sarg lar paralel y ld z ba lan r ve kiiciik kutup say (2P=2) ile motor, yüksek h zda aym yönde döner. 1.5.2. Seri Y ld z-parelel Y ld z ( Y-YY ) Ba lant Dahlender sarg h motorlarda uygulanan diger bir ba lant r. Stator i? inde, her faz grubu baglant mn? kis uflan birle tirilerek y ldiz ( Y ) ba lant yap hr. Bu ba lant da, motor giicii ve momenti orant h olarak de ir. Bu motorlara de ik momentli motorlar denir. ekil 1.6 da 36 oluklu stator sarg 8 / 4 kutuplu, Y / YY ba lant h dahlender motorun sanm emas ve ekil 1.7 ve ekil 1.8 de klemens ba lant lan gösterilmi tir.
ekil 1.6: 36 oluklu stator sarg 8/4 kutuplu, Y/YY ba lant dahlender motorun sar ekil 1.7: 2p=8 kutuplu seri y ld z dii$iik h zh ba lant ekil 1.8: 2p=4 kutuplu ikili parelel y ld z yiiksek h zh ba lant
> PAM Sarg, Ba lant ekli ekil 1.9 da 2P = 8 / 6 kutuplu PAM sarg gösterilmi tir. PAM sargih motor diisiik devirde (2P=8) çalistmldiginda, 8U, 8V, 8W uçlan ebekeye ba lan r. 6U, 6V, 6W uçlan ise köprii edilir. Yiiksek devirde çalistmldiginda ise, 6U, 6V, 6W uçlan ebekeye ba lan r. Di er uflar 8U, 8V, 8W ise köprii edilir. ekil 1.9: PAM sargih, 2p = 8 / 6 kutuplu dahlender motorun stator sar m $emas
sargih motorun dusiik ve yüksek devir ifin klemens ba lant 1.6. Hat-Faz Ak m ve Gerilim De erleri Hesab yoksekl ekil 1.10: PAM Asenkron motorun stator sarg lan, motor içinde iki ekilde ba landigim görmustiinüz. Bunlar seri iifgen ba lant ve seri y ld z baglant lar idi. Klemens kutusunda ise bunlara ilaveten parelel y ld z ba lama yap ldigim gördiiniiz.
Bu tic ba lant için ak m gerilim ili kisi ayn ayn incelenecektir. A agidaki ba lant landa Giic (P), moment (m) ve devir (n) ili kisini P tif = ^^ formiiliine göre 975 yorumlay z. (P=U*I) d r. > Seri Ucgen Ba lant da Ak m Gerilim ili? kisi ekil 1.11: Seri iicgen bagh dahlender motorun sarg lanndaki ak m gerilim ili^kisi Her bir faza ait bobin gruplannin direnci 5 ohm olsun. U = U f = 380 V Seri iki bobinin her birine 190 V gerilim dii er. If =------= 38 A dir (faz ak ) 5 Ih = If* V3 = 38* 1,73 = 65,74 A ebekeden Ih ak kadar ak m çekilir. > Parelel Y ld z Ba lant da Ak m Gerilim ili? kisi ekil 1.12: Parelel Y ld z bagh dahlender motorun sarg lanndaki ak m gerilim ili kisi
Her bir faza ait bobin gruplannin direnci 5 ohm olsun. U 380 U f = = ------- =220 V S 1,73 bobinin her birine 220 V gerilim diiser. If 44 A dir (faz ak ) ----- 5 Ih = If +If = 44+44 = 88 A ebekeden Ih ak kadar ak m çekilir. Parelel y ld z ba lant da, seri iicgen ba lant ya göre faz bobinlerinden geçen ak m ve hat ak artmist r. > Seri Y ld z Ba lant da Ak m Gerilim ili? kisi ekil 1.13: Seri y ld z bagh dahlender motorun sarg lanndaki ak m gerilim ili^kisi Her bir faza ait bobin gruplannin direnci 5 ohm olsun. U 380 U f = = ------- =220 V S 1,73 bobinin her birine 220 =110 V gerilim dü er. 2 110 If 5 22 A dir (faz ak ) Ih = If = 22 A ebekeden Ih ak kadar ak m çekilir.
Y ld z-ucgen Ba lama ve Özellikleri konusu Ogrenme Faaliyeti-3 te aynnt h olarak i lenecektir. 1.7. Çift Devirli Asenkron Motor Çah t rma Uygulamas Dahlender motorun etiketine bak larak motorun sabit giic, sabit moment, de ik giiç ve de ik momentli mi oldu u tesbit edilir. Çizelge 1.3, Çizelge 1.4, Çizelge 1.5 e göre ba lant yap larak yol verilir. Genellikle Dahlender sarg h motorlarda, 1U-1V-1W uclanna enerji verilirse, motor diisiik h zla, 2U-2V-2W uclanna enerji verilir, 1U-1V-1W uclan köprii (k sa devre) edilirse, motor yiiksek h zla çahs r. Du iik ve yiiksek h zla çahsmada, aym faz s ras için motorun faz s ras de memelidir. Bunun için kontaktör ba lant lannda, faz s rasimn de memesine dikkat edilmelidir. ekill.l4 te Dahlender sarg h motora kontaktörlerle yol verme emas gösterilmi tir. Bu emaya göre; Cl kontaktörii motorun diisiik h z güciine göre, C2-C3 kontaktörleri motorun yiiksek h z giiciine göre seçilmelidir. C3 kontaktörii C2 kontaktöriinden bir kiiciik boy olabilir. el termi i diisiik h zdaki anma ak m de erine, e2 termigi, yiiksek h zdaki anma ak m de erine ayarlanmahd r. Termik ak m ayar de eri, anma akimimn 1,2 kat na kadar arttinlabilir. a)kumanda devresi ( Alman vetürk Normu ) b)guf devresi ekil 1.14: ki devirli sabit momentli, dahlender sargih motora kontaktörlerle yol verme emas
ekil 1.14 te bi butonuna basihrsa, d kontaktörii enerjilenerek d termik rölesi iizerinden motor klemensindeki 1U-1V-1W uçlarma enerji verir. Böylece motor diisiik devirli çahsmaya ba lar. Elektriksel kilitlemeli oldu undan, yiiksek devire geçirmek için önce stop butonuna bas larak motor durdurulur. b 2 butonuna bas ldiginda ise C 2 kontaktörii enerjilenerek e 2 termik rölesi iizerinden motor klemensindeki 2U-2V-2W uçlarma enerji verir. C 3 kontaktöriide, C 2 ile birlikte enerjilenerek motor klemensindeki 1U-1V-1W uçlarim köprii yapar. Böylece motor yiiksek devirli çahsmaya ba lar. Durdurmak i? in b 0 (stop) butonuna bas r. Hi? bir zaman d (diisiik devir) ve C 2 (yiiksek devir) kontaktörleri aym anda çahsmamahd r. Aksi halde gii? devresinde 3 faz birbiri ile çakis r. Yani, k sa devre olarak tehlike do urabilir. iki kontaktoriin aym anda fahsmamas ifin elektriksel kilitleme yap r. Bunu kontaktör bobinlerinin öniiniine di erinin kapal kontagi seri ba layarak yapanz. verilmi tir. ekil 1.15: ki devirli sabit momentli, Dahlender sarg motora kontaktörlerle yol verme emas
ekil 1.16: ki devirli sabit momentli, Dahlender sarg motora zaman röleli yol verme $emas ekil 1.17: ki sarg, iki devirli, de i$ik momentli, dahlender sarg motora zaman röleli yol verme
2. ASENKRON MOTORLARDA FREKANS DE IST REREK DEV R AYARI Baz i makinelerinin? alistinlmas nda, geni s rlar içinde ve kullan n denetiminde h z ayan istenmektedir. Kafesli rotorlu asenkron motorlarda h z ayan için motora uygulanan gerilimin frekans de tirmek gerekir. Bu amaçla frekans çeviriciler ( z kontrol cihazlan) geli tirilmi tir. z kontrol cihazlan, iiq fazh asenkron motorlarda kullamhr. Bir fazh kondansatörlii asenkron motorlarda, frekans de tirerek h z ayan yap lamaz. Frekans degi imi, kondansatör devresinin reaktans m de tirece inden yard mc sarg devresinin ozelli i de ir. Bir önceki ogrenme faaliyetinde frekans n de mesi, devir say sim nas l etkiledi ine dair k saca bilgi edindiniz. Buna göre motor sarg larma uygulanan AC gerilimin frekans de tirildiginde motorun devir say da de iyor idi. Frekans arttmld kça motorun h zimn da arttigini formiil ile gördiiniiz.
Iste bu ogrenme faaliyetinde, frekans de tirerek devir ayan yapan cihazlan inleceyeceksiniz. 2.1. invertör Tan ve Yap Do ru gerilimden de ken gerilimi dalga biçimine dönustiiriibilen, frekans ve gerilimi birbirinden bagims z ayarlayabilen diizeneklere invertör (evirici) denir. De ken frekans, ilk y llarda motor jeneratör gruplanndan elde edilirdi. Günümiizde, yan iletken teknolojisindeki geli meler, frekans çeviricilerin yap h zland rmist r. Genelde kafesli rotorlu asenkron motorlarda h z ayan için dusiiniilen bu yöntemdeki amaç, motora uygulanan gerilimin frekans m ayarlayarak motor h zimn de erini de tirmektir. En geli mi frekans çeviriciler dogru ak m gerilim ara devreli olarak tasarlanm olanlard r. Frekans ayan 0.5-2000 Hz arasinda yap labilmektedir. Bu frekans çevirisi de önce ebeke gerilimi do rultulur. Bu do ru gerilim ara devre bobinleri ve kondansatörle filitrelenir. Bu gerilim ebeke geriliminin yakla k 1.41 kat r. Filitrelenmi do ru gerilim, alternatif gerilim? eviricinin evirici böliimiinde kontrol iinitesinde iiretilen sinyaller ile ayarlanabilen gerilim ve frekans iiretilir. Üretilen bu gerilim ve frekans sayesinde asenkron motorlann geni h z s narlar i? inde verimli olarak çalistml r. Giinümiizde mikro i lemcilerle motor h z kontrol ayg (süriicii), kullamm her gün biraz daha artmaktad r. ekil 2.1: Frekans çevirici ile yol verme prensip emas Ara devreli frekans çeviricilerde, ebeke gerilimi modiiler dogrultmaflar ile dogrultulur. Dogrultulan gerilim, filtre edilerek diizle tirilir. Diizle tirilen dogru gerilim, tiç fazh dalgalay ci ile PWM (Pulse Width Modulation= Darbe Geni lik Modiilasyonu) yöntemiyle motoru besleyecek de ken, frekansh ii? fazh alternatif erilime çevrilir. ekil 2.1 de frekans çevirici ile yol verme prensip emas verilmi tir. kis gerilimin etkin de eri, ara devre do ru gerilimine do rudan orant hd r. Örne in, giri gerilimi 3 fazh 380 Volt olan frekans çeviricide do rultulan maksimum gerilim Ud= 513 Volt olur. Darbe geni lik modilasyonlu (PWM) çeiricide, hem frekans, hem de gerilim ayan dalgalay da gerçekle tirilir.
Asenkron motorlann stator sarg lannda olu turulan manyetik ak n de eri, bütün yiiklerde gerilimle do ru frekansla ters orant r. Anma gerilim ve anma frekans nda çahsan motorun momenti anma de erindedir. Gerilim sabit tutularak frekans azal rsa manyetik ak m artar, frekans arttinl rsa manyetik ak m azal r. Motorun döndiirme momenti, faydah ak n karesine orant r. Bir motorun anma döndiirme momentinde çahsmas durumundaki manyetik ak de eri anma manyetik ak r. Motorun degi ik devir h zlannda anma momenti ile çalisabilmesi ancak anma manyetik ak nda çalistml rsa miimkiindiir. Motorun giicii ise, devir h ve momentinin çarp ile orant r. Yani giic, h z ve moment de erine bagh de ir. Gerilim sabit tutularak frekans azalt rsa, manyetik ak artarak doymaya girer. Bu nedenle frekansla beraber gerilimin de diisiiriilmesi zorunludur. Ak bagint na göre, hava araligi ak simn ve döndiirme momentinin sabit kalmas için, gerilim-frekans oram (U/f=k) sabit tutulmahd r. Frekans çeviricinin ç kis gerilimi, frekansa dogrudan orantih ayarlanmahd r. Bu oran, çok diisiik frekanslarda yetersiz kahr. Hava arahgi ak ve döndiirme momenti 50k diiser. Bu sak ncay önlemek için, diisiik frekanslarda gerilim biraz arttinl r. Böylece diisiik frekans bölgelerinde a m uyarma önlenir ve motor anma momentini verebilir. Dolay yla frekans çeviricilerle yol vermede, motorun kalkis sorunu yoktur. Diisiik frekansla çalismada, h z azaldigindan so utma pervanesinin so utmas yetersiz kahr ve motor lsimr. Bu bak mdan azalan frekanslardaki çalismada, motor disardan bir tahrikle so utulmahd r. Darbe geni lik modiilasyonlu (PWM) frekans çeviricilerde, hem frekans hem gerilim ayan dalgalay da ger? ekle tirilir. Sabit momentle i letme U/f oranimn sabit tutulmas ile olur. De ken momentle i letme, oranimn sabit tutulmas prensibidir. Motorlann sarg yaht mlan, mekanik diizenleri, anma gerilim ve di er anma degerlere göre tasarlanarak yap lmist r. Pratikte motor, anma gerilim de erinin iizerinde fahstinlmaz. Anma frekanstan sonra frekans artis siirdiiriiliirse, gerilim sabit tutulur. Gerilim-frekans sabit oram (U/f=k) bozulur. Artan frekansta manyetik ak ve döndiirme momenti giderek azahr. Buna kar n h z arttigindan gii? sabit kalabilir. Artan frekanslarda, anma h zimn iizerindeki h zlarda motor, anma momenti ile yiiklenemez. Artan frekanslarda devir kay plan, h n yiikselmesinden siirtiinme ve riizgâr kay plan artar. Bunun sonucu olarak kay plar arttigindan, motorun verimi de diiser. Sonuf olarak, frekans çeviricilerle anma frekans mn iizerindeki frekanslardaki çalismada, motor veriminin ve momentinin diisece i bilinmelidir. Bu durum dikkate ahnarak motor giicii, belirlenen giiciin bir iist de erinde sefilmelidir. Çok yiiksek frekanslardaki fahsmada 50 Hz veya 60 Hz frekansa göre tasarlanmis standart motorlarda baz olumsuzluklarla kar la labilir.
> De ken Moment Yükler? in nvertör Tasar Fan ve pompa yiikii, de ken moment yiikiidiir. Fan ve pompalann kontroliinde, klasik yöntem, bas nç ya da debi kontrolii yap labilir. Degi ken moment yiiklerinde, h n karesiyle orantih moment talebi vard r. H z 1/2 kat diiser ise karesel orant dan dolay moment 1/4 kat na iner. z kontrol cihazlannda diisiiniilen standart inventör mantiginda, U/f= sabit ilkesidir. Bu ilke, sabit moment yiikleri için uygundur. Örne in; 400 V 50 Hz motor için, rotor devrini %50 de erine diisiirmek istendi inde, frekans ve gerilimi 1/2 de erine yani; f= 25 HZ, U= 200 V de erlerine diisiirmek gerekir. De ken moment yiikleri için, ^ = sabit gerilim, frekans iissii 1,5 ile orant h ilkesi kullaml r. Bu ilkeye uygun fonksiyonlan olan h z kontrol cihazlan vard r. Bu durumda 400 V, 50 Hz motor için, rotor devrinin 1/2 de erine kar ihk, frekans 25 Hz, gerilim 141 V olur. De ken moment yiiklerinde, bu gerilim de erinde sistemin verimli çahsmas saglamr. Gerilim, frekans iissii 1.5 ile orantih prensibi, h z kontrol cihazimn yaz hm giiciiyle ba anlmist r. > z Kontrol Cihazlann n (Frekans Çevirici) Se^imi Ekonomik nedenlerle, kiiciik ve orta giiclerde de ken frekansla besleme için standart motorlar kullaml r. Volt Elektrik motorlannin 2 ve 4 kutuplulannda 3 kw (dahil), 6 kutuplulannda 2,2 kw(dahil) kadar olanlan D 220V/Y380V Gerilimlidir. Daha biiyiik giiclii olanlara D 380 V gerilimlidir. z kontrol cihazlan genel olarak 200-240 V AC bir faz giri li veya 380-480 V AC tiç faz giri li olarak yap hr. Cihaz n ç kis gerilimleri anma degerleri, giri gerilimleri de eridir. kis gerilimleri, dalgalay da anma de erleri iizerine arttinlabilir. Giri gerilimi, bir faz 220 V 50 Hz li cihaz n, cikis gerilimi anma de eri, iic faz 220 V, 50 Hz dir. Bu cihazda; etiketinde D 220 V/Y 380 V, 50 Hz yazih motorlar iicgen (D) bagh olarak çahst rihr. Böyle motorlann klemens ba lant y ld z (Y) baghd r. Y ld z (Y) köpriisii sökiilerek, iifgen ( D) köpriileri yap lmahd r. Giri gerilimi, u? faz 380 V 50 Hz li cihaz n, ç kis gerilimi anma de eri iic faz 380 V 50 Hz dir. Bu cihazda etiketinde D 220V/Y 380 V 50 Hz, yaz h motorlar y ld z bagh olarak; etiketinde D 380 V yazih motorlar, iicgen bagh olarak çahst hr. z kontrol cihazlannda, a m yiik, a m ak m, diisiik ve a m gerilim, a m s cakhk, k sa devre vb. korumalar bulunmaktad r. Böylece bir anza amnda cihaz devre dis kalacagindan, cihaz ve motor korumas yap lmis olur.
2.2. nverter <> itleri Frekans ve gerilim de imi için mikro i lemci kumanda edilen temel inverter tasanmlan geli tirilmi tir. Bu tasanmlann ba calan unlard r. > Anma frekans n alt ndaki frekanslarda U/f sabit, anma frekans n iizerinde U sabit ( ekil 2.2.a da 1- U/f sabit, 2- U sabit, f de ken) > Anma frekans n alt ndaki frekanslarda U 3/2 sabit, anma frekans n iizerine U sabit, ( ekil 2.2.b de 1- f sabit, 2- U sabit, f de ken) ekil 2.2: Sabit ve de ken moment prensibi ile çaiman frekans invertöriinün i letme bölgeleri a) Tmm TN r b)
a) ekil 2.3: Anma frekans n ^ kat na kadar sabit moment prensibi ile çalisan frekans invertöriinün letme bölgeleri ve momen giic de imi b) V3
> Ana frekans nmv3 kat na kadar (örne in f=50 Hz ise,v3.50 = 87 Hz) U/f sabit ( ekil 2.3.a) En çok kullamlan tasanm, anma frekans na kadar gerilim frekansla orantih" U/f= sabit, anma frekans ndan sonra gerilim sabit kural r. Sabit moment tasanm olarak standartla t lmi bu ilkeye göre moment giic de i imi, ekil 2.3.b deki gibidir. 2.3. nvertör Ba lant ekli A agida de i ik firmalann iiretmi oldu u frekans invertörleri ve bunlara ait baglant emalan verilmi tir. Dikkat ederseniz hepsinde 1 faz ve 3 faz giri uçlan ile motor baglant uçan mevcuttur. Ara kumanda elemanma ihtiyac göstermez. Üzerlerinde motor paremetrelerinin girildi i ekran ve tu lan ile motorla ilgili Qe itli ayarlamalann yap ldig potansiyometreler mevcuttur. ekil 2.4: AC motor h z kontrol cihaz ba lant emas
ekil 2.6: AC Motor h z kontrol cihaz ba lant $emas
ekil 2.7: AC motor h z kontrol cihaz ba lant $emas ekil 2.8: AC motor h z kontrol cihaz ba lant $emas
Resim 2.1: De i^ik AC motor h z kontrol cihaz lan 2.4. invertör ile Asenkron Motorun Devir Ayar Uygulamas Günümiizde, de ik firmalann iiretmi oldu u birçok invertör cihaz bulunmaktad r. Bu cihazlar ile uygulama yap lacaksa, öncelikli olarak bu cihazlann kullan m kitapcigma göre ba lant ve ayarlar yap lmahd r. Bu kitapc klarda cihaz n i levsel ve yap sal özellikleri, montaj ve ba lant emalan, cihazla ilgili ayarlar ve giri paremetrelerinin listesi, kurulumunda ve çahstmlmas nda dikkat edilecek hususlar gibi birçok konuda bilgi bulunmaktad r. nvertör ile asenkron motorun devir ayar yapihrken, önce motor etiketine uygun invertör seçilmelidir. Standart falisma ekli uygulanacak ise invertöriin faz giri uflanndan ebeke gerilimi uygulamr. Daha sonrada cihazla motor aras ndaki iletkenler ba lamr. Çahsma ekline uygun olarak motorla ilgili paremetreler, cihaza dikkatlice s rayla girilir. Resim 2.2 ve Resim 2.4 de asenkron motorun invertörlerle h z kontrol uygulamalan verilmi tir. Resim 2.2: AC motor h z kontrol uygulamas
Resim 2.3: AC Motor h z kontrol cihaz ve ön paneli Resim 2.4: AC motor h z kontrol uygulamas
3. ASENKRON MOTOR YOL VERME YÖNTEMLER UYGULAMAK Asenkron motorlar kalkislan (ilk dönmeye ba lamas ) s ras nda ebekeden normal ak mlann n 3-6 kat kadar fazla ak m çeker. Kalkis s ras ndaki? ekilen bu ak m k sa siirelidir. Kiifiik giiflii motorlarda k sa siireli fazla ak n, ebeke iizerinde olumsuz etkisi fazla olmaz. Ancak biiyiik giiflii motorlann, direkt yol almalan s ras nda, ebekeden çektikleri kalkis ak mlan, ebeke gerilim dusiimlerine ve gerilim diismeleri hem çahsmakta olan motorun hem de çahsan di er ahc lann? ahsma özelliklerini etkiler. ebekelerin durumuna göre elektrik idareleri belli giiclerden biiyiik motorlann (3KW n n iistiindeki)? ahstinlmas nda kalkis ak mim dusiirücii önlemler almmas ifin kurallar getirir. Bu ogrenme faaliyetinde, motorlann ilk kalkis ak mlarim dusiirücii onlemleri ve uygulamalanni göreceksiniz.
3.1. Asenkron Motorun Kalk nma S ras ndaki ebekeye Etkileri Asenkron motorlann çahsmaya ba lad klan ilk anda ebekeden çekti i ak ma kalk nma ak, yol alma ak veya kalkis ak denir. Bu ak m, motorun giiciine ve kutup say na bagh olmakla birlikte yakla k olarak anma ak mlann 3-6 kat kadard r. Durmakta olan bir asenkron motora gerilim uygulandigmda stator sarg lannda meydana gelen manyetik alan kuvvet çizgilerinin tamam rotor çubuklanm kesti inden, rotorda endiiklenen gerilim ve dolay yla rotor çubuklarmdan geçen ak m en biiyiik de erinde olur. lk anda rotor dönmedi inden z t emk en kiiciik de erindedir ve bu nedenle motor ebekeden en biiyiik ak çeker. Rotor dönmeye ba lay nca stator döner alan h (ns) ile rotor h (nr) aras ndaki fark azalmaya ba lar. Bunun sonuncu z t emk in de eri yiikselece inden, ebekeden çekilen kalk nma ak gittikçe azal r. Yukanda belirtti imiz de erlerden dolay kiiciik giiçlii motorlann? ekti i kalk nma ak, gittikçe azalan bir durumda oldugundan sarg lar ve ebeke ifin bir sorun olu turmaz. Ancak 3 kw n iizerindeki biiyiik giiflii motorlann kalk nma ak mlan, hem ebeke ifin hem de motor sarg lan i? in zararhd r. Zira bu fazla ak m motor sarg lannda a m ls nmalara, ebekede ise gerilim diisiimlerine ve gerilim dalgalanmalarma neden olur. Bunun sonucunda da gerilim diisiimii, motoru ve ebekeden beslenen di er ahc lan etkiler. Aynca kumanda devresindeki anahtarlama elemanlarimn? abuk y pranmas na ve anza yapmas na yol açar. Bu nedenle biiyiik giiflii motorlann ve 50k s k yol alan kiiciik giiclii motorlann, kalk nma ak mlarimn ebekeyi olumsuz yönde etkilememeleri için de ik yöntemler uygulamr. 3.2. Asenkron Motorlara Yol Verme Yöntemleri Asenkron motorlann kalk nma (kalkis-yol alma) ak mlann azaltmak i? in a agidaki yol verme yöntemleri uygulamr. > Do rudan Yol Vermek (Direkt yol verme) > Diisiik Gerilimle Yol Vermek ld z-iicgen yol verme Oto trafosu ile yol verme Dirençle yol verme Rotorlu sargih asenkron motorlara yol verme
> Mikro Islemcilerle Yol Verme Yumu ak Yol Verme: (Softstarter ile Yol verme) Frekans de tirici (Siiriicii) ile Yol Verme 3.2.1. Do rudan Yol Vermek (Direkt Yol Verme) Asenkron motorlar, kalkis s ras nda ebekeden 3-6 kat kadar fazla ak m çeker. Kalk ras nda çekilen bu fazla ak n siire k sad r. Kiiciik giiclii motorlarda, k sa siireli fazla ak n, ebeke iizerinde olumsuz etkisi olmaz. Ancak biiyiik giiclii motorlarda, kalk ak n etkisi önemlidir. ebekelerin durumuna göre elektrik idareleri, belli giiclerden biiyiik motorlann çalistmlmas nda kalkis ak diisiiriicii önlemler al nmas ifin kurallar getirmi tir. Bir fazh motorlar, kiiciik giiflii motorlar oldu undan bu motorlara ve yine 3-4 kw ye kadar kiiciik giiclii tic fazh asenkron motorlara do rudan yol verilir. Motorlara yol verme i leminde, paket veya kollu tip mekanik alterler veya kontaktör kombinasyonu ile olu turulan manyetik alterler kullamhr. ekil 3.1: Asenkron motora do rudan yol verme kumanda, giic ve montaj emas 3.2.2. Dü ük Gerilimle Yol Vermek Bu yöntem ilk? ahsmaya ba lama, bo ta falisan motorlarda uygulamr. Yiik alt ndaki kalk nan motora uygulanmaz. Ciinkii motora diisiik gerilim verildi inde döndiirme momintide azal r. Yiikii kar layibilmek i? in motor ebekeden daha fazla ak m çeker ve kalk nmaz.
Diisiik gerilimle yol verme yöntemleri: > ld z-iicgen yol verme > Oto trafosu ile yol verme > Dirençle yol verme Uc fazh asenkron motorlara uygulanan yol verme yöntemlerinden en çok kullan lan, diisiik gerilimle yol vermedir. Ancak bu yöntem yaln zca bo ta kalk nan motorlara uygulan r. Zira yiiklii kalk nan bir motora kalk nma amnda diisiik gerilim uygulandigmda motor, yiikii kar lamak için ebekeden daha da fazla ak m çeker ve kalk namaz. Halbuki diisiik gerilimle yol vermenin amac kalkis ak mim azaltmak oldu undan, yiiklii kalk nan motorlara diisiik gerilim yöntemi ile yol verilemez. 3.2.2.1. Y ld z-üfgen Yol Verme Kalkis ak mim diisiirmede en ekonomik yöntemdir. lie kontaktör ile bir zaman rölesinden olu an kontaktör kombinasyonudur. Bu yöntemle yol verebilmek için motorun iicgen bagh çahsma gerilimi ebeke gerilimine e it olmahd r. Örne in, iilkemizde ebeke gerilimi 380 Volt oldu una göre y ld z-iifgen yol verilecek motorun etiketinde A380 V veya A380V/Y660V yazih olmahd r. Volt elektrik motorlannda, 2 ve 4 kutuplularda 3 kw (dâhil), 6 kutuplularda 2.2 kw(dâhil) den daha biiyiik giiçlii motorlar bu özelliktedir. Yani 380 V ebekede iifgen bagh çah tinhrlar. ld z-iifgen yol vermede ama?, motoru kalki siiresince y ld z bagh çah t rmak ve kalki im tamamlayan motoru hemen normal ba lant si olan iifgen bagh olarak çah t rmakt r. Bu ekilde yol verilecek motorun klemens tablosundaki tic adet iicgen köpriileri sökiilmelidir. Motor, kalki s ras nda y ld z bagh çah tmldigindan, motor sarg lanna uygulanan gerilim \JI S de erine, motorun ebekeden? ekti i ak m ise 1/3 de erine dii er. Motorun sarg lanna uygunalan gerilim azaldigindan, momenti önemli ölfiide kiifiiliir. ld z-iifgen yol vermenin kusursuz olmas icin, motorun yiik momentinin, y ld z ba lamadaki motor momentinden biiyiik olmamas ve y ld z baglamadaki siirenin uygun olmas gerekir. Bu geçi siiresi 50k önemlidir. Motor, y ld z baglant da iken anma devir say na ula ldigi anda iicgen baglant ya gefilmesi ve fazla arahk verilmemesi gerekir. Böyle olursa, yild zdan iifgen baglant ya gefisteki iifgen kontaktöriiniin kapamama ak kiifiik ve y ld zdan iicgene gefi darbesiz olur. Aksi halde, iifgen ba lant ya gefi te ak mda gecici artislar göriiliir. Bunun sonucu kontaktöriin kontaklan ani yiiksek S nedeniyle kaynak olabilir.
ld z-iicgen yol vermede, motorun yiik momenti, y ld z baglama durumundaki motor momentinden biiyiikse, y ld z ba lamada motor yol alamaz. Orne in, pistonlu ve di li pompalarda, kompresörlerde, haddelerde, bant konveyörlerde, de irmenlerde, tala kal nhg sabit tezgâhlarda vb. yerlerde motora, y ld z-iiçgen yol vermek istenirse, yiikiin bir kaplin aracihgi ile motor milinden aynlmas gerekir. 3.2.2.1.1. Y ld z Çalsma Süresinin Önemi l/d yol vermede y ld z olarak kalk nan motorun devir say yakla k anma devir say na yakla tiginda, iicgen durumuna geçilir. Burada iki önemli durum ortaya cikar. Birincisi motorun iicgene geçmeden önceki y ld z çahsma siiresi, di eri ise y ld z ba lant dan iicgen ba lant ya geçi siiresidir. Motor yiiksiiz olarak kalk nmaya ba ladigmda devir say s rdan itibaren anma devir say na kadar bir artis gösterir. Devir say anma devrine yakla tiginda ise y ld zdan iicgen baglant ya geçilir. Devir say anma devrine yakla tiginda ise yild zdan iicgen ba lant ya gecilir. Devir say heniiz yiikselmeden iifgen ba lantiya gefilirse motor, direkt yol almada oldu u gibi ebekeden a in ak m? eker. Bu nedenle y ldiz baglant da motorun normal devrine yakla ncaya kadar bir siirenin geçmesi gerekir. Bu siire motorun giiciine göre de iklik gösterir ve maksimum 8-10 saniye civanndad r. Di er yandan y ld z bagh iken normal devrine ula tigi halde iifgen baglant ya geçilmezse motor, normal fahsma momentinin 1/3'ii oramnda bir momentle çahsir. E er anma yiikii ile yiiklenecek olursa motor yiik momentini kar layamaz. ld z baglant dan iicgen baglant ya geçi siiresi, ani olmal r. E er bu siire uzayacak olursa devir sayis nda diisme ve iifgene gefi te darbe eklinde ani ak m artis olu ur. Bunu önlemek i? in motorun yiik momentinin, yild z baglant daki kalk nma momentinden kiiciik olmas na ve y ld zdan iifgene geçi süresinin çok kisa olmas na dikkat edilir. Motorlann y ld z? alisma siiresi genelde u ekilde saptamr; motor yiiksiiz durumda iifgen bagh olarak çalistml r. lk anda yiiksek ak m çekecektir. Normal devrine ula nca bu akim normal çahsma ak mim diisecektir. Motorun ilk? ektigi yiiksek ak mdan normal çahsma ak na diisiinceye kadar geçen zaman motorun yild z-iifgen yol vermedeki y ld z-iifgen?ahsma siiresidir. Bu siire bir ampermetre ve kronometre ile belirlenir. 3.2.2.1.2. Y ld z-üçgen Çahsma Tekni i Öncelikle asenkron motorun statoruna sanlan iiq faz sarg simn disan ( klemens tablosuna ) nas l ahndigim göreceksiniz. Daha sonra cikanlan bu uflann y ld z (Y) ve iiçgen (D) ba lant lann n nas l gerçekle tirildi i konusunda bilgi edineceksiniz.
ekil 3.2: Stator sarg uflannin klemens tablosuna ba lanmas Statordaki tic faz sarg uçlarimn motor klemens tablosuna baglant ekil 3.2 deki gibidir. Bu baglant da, giri uçlan (U, V, W) klemens tablosunda aym s raya, cikis uçlan (X, Y, Z) aym fazin ç kis ucu giri ucu kar ndaki klemense gelmeyecek ekilde ba lamr. Volt elektrik u? fazl motorlarmda stator faz sarg lan giri ve ç kis uflar, renkli kablolarla kodlanmistir. Bu kodlama, klemens ba lant nda ve sarg uflan belirlenmesinde kolayhk sa lar. Renk kodlan, ekil 3.2 de gösterildi i gibidir. > ld z Ba lant ve Özelli i U e fazh asenkron motor stator sarg lan y ld z veya iicgen ba lamr. Volt elektrik motorlan; 2 ve 4 kutuplarda 3 kw (dâhil), 6 kutuplarda 2.2 kw (dâhil) giice kadar olanlan 380 V ebekede y ld z ba lanacak ekildedir. ld z ba lant ; stator sarg lannin? kis veya giri uçlarmin birle mesi ile elde edilen ba lant r. Klemes kutusunda u? uc ( Z, X, Y) köprii edilir ( ekil 3.3). ekil 3.3: Stator sarg lannin y ld (Y) ba lanmas
ld z baglant için, klemensdeki Z, X, Y uçlan birle tirilmi tir. lie fazla ebeke de, U, V, W uçlarma ba lan r. ld z ba lant da, gerilim ak m ili kileri, ekil 3.4 te gösterilmi tir. Çizelge 3.1: Y ld z ba lanacak motor etiketi ile üçgen ba lanacak motor etiketi U = ebeke gerilimi U f = Motor sarg gerilimi (faz gerilimi) Ih = ebekeden çekil ak m I f = Faz ak (Motor sarg lanndan geçen ak m) U = V3.Uf veya Uf = U/V3 = 0,58.U Ih = If U= 380 V ise Uf= 0,58.380= 220 V olur. ekil 3.4: Y ld z ba lant da gerilim, ak m ili^ikileri Sarg gerilimi 220 Volt olarak yap lan 3 fazh motorlar, 3 fazl 380 Volt ebekede ld z (Y) ba lan r. Bu durum, motorlann etiketlerinde D 220 V/Y 380 V Veya sadece Y 380 V eklinde belirtilir. Çizelge 3.1 de y ld z ba lanacak motorun etiketi, örnek olarak verilmi tir. > Ucgen Ba lant ve Özelli i Ucgen ba lant, faz sarg ç kis uflannin (Z, X, Y ) di er faz sarg giri uçlan (U, V, W) ile birle tirilmesi sonucu elde edilen ba lant r ( ekil 3.5). 3.5). Motor klemensinde kar ihkh uflar birli tirilirse iifgen ba lant da yap lm olur ( ekil
ekil 3.5: Stator sarg uflannin iifgen (D) ba lanmas Ucgen bagh motor, tic fazl ebeke gerilimi uygulan rsa, motorun bir faz sarg na uygulanan gerilim, tic fazl ebeke gerilimine e ittir. ekil 3.5 te iicgen balant n özelli i göriilmektedir. Motorun bir faz sarg ndan geçen ak m, ebekeden çekilen ak n (1/^3 ) yani % 58 i olur. U = U f Ih = V3.If veya If = I/V3 = 0,58.1 U = 380 V ise U f = U= 380V olur. ekil 3.6: Ufgen ba lant da gerilim-ak m ili kileri lie fazl 380V ebekede, sarg gerilimi 380 V olan motorlar iicgen ba lan r. Bu özellikteki motorun tamt m etiketinde, A 380 V veya A 380V/Y660V yaz r. Volt elektrik genel maksat motorlannin, 2 ve 4 kutuplarda (3000 ve 1500 devirlilerde) 3 kw den, 6 kutuplularda (1000 devirlerde) 2.2 KW den biiyiik olanlan iicgen (A) ba lad r. Çizelge 3.1 de iicgen ba lanacak motorun etiketi, örnek olarak verilmi tir. Yukanda y ld z ve iicgen ba lant lanm ayn ayn gördiiniiz. Biitiin bu anlat lanlann lsiginda Y ld z-iiçgen (Y/A) Çalisma özelli i daha iyi anlayacaks mz. Bir ebekede iiçgen (A) bagh çahsacak motor, aym ebekede y ld z (Y) bagh çahstinlabihr. Örne in etiketinde A380V yaz h motor, 380V ebekede iicgen bagh çahs r. ekil 3.6 da gösterildi i gibi iicgen bagh çahsan bu motorun sarg lanna 380 V uygulanm olur. Bu durumda sarg lanndan geçen faz ak If ise, ebekeden çekilen ak m Ih = S.If olur.
Ucgen bagh çahsacak ve sarg lanna 380 V uygulanacak motor, ekil 3.4 teki gibi ld z (Y) bagh çahstmhrsa, faz sarg lanna 380/V3 = 220 V uygulanmis olur. Yani faz sarg lanna uygulanan gerilim % 42 azal r. Ucgen bagh çahs rken faz sarg larmdan geçen ak m If ise, y ld z bagh çahsmada faz sarg larmdan geçen ak m, gerilimdeki azalma oram kadar azalarak If/ S olur. Y ld z ba lant da ebekeden çekilen ak m (Ih), faz sarg larmdan geçen ak ma (If) e it oldu undan, ebekeden çekilen ak m de eri If/ S de erindedir. Dikkat edilirse, iicgen ba lant da ebekeden çekilen ak m If. S de erinde iken, y ld z ba lant da If/ S de erine diiser. Y ld z ba lant da çekilen ak, iicgen ba lant da çekilen ak ma oranlarsak: I ba lant da çekilen ak m/ A ba lant da çekilen ak m = If/ A/* If l 1 olur V3 x If V3 S x If 3 u halde, u? fazh ebekede iifgen bagh fahstinlacak u? fazh motor, aym ebekede ld z bagh çahstmhrsa, iifgen bagh iken sebekeden çekilen ak n 1/3 degerinde ak m çeker. Iste bu özellikten yararlanarak, asenkron motorlarm kalkis amnda çektigi fazla ak m azalt labilir. Yani ebekede iicgen bagh fahsacak u? fazh motor, kalkisim tamamlayacak siire kadar y ld z bagh çahstmhr ve kalkis yapan motor, normal ba lant olan iicgen ba lant ya gefirilir. Buna y ld z-iicgen yol verme denir. Burada dikkat edilmesi gereken önemli özellik, y ld z ba lant da motorun momentinin azalmas r. Cunkii y ld z ba lant da sarg ya uygulanacak gerilim %42 azaldigindan motorun momenti de azahr. Dolay yla iifgen bagh çahsacak motorun aym ebekede y ld z bagh çahsma siiresi önemlidir (Bu konuda aynca bilgi verilecektir.). Aynca y ld z ba lant daki kalkis momenti, motordaki yiikii kar layabilmelidir. Sonu?: Bir ebekede iiçgen bagh çahsacak motor, aym ebekede y ld z bagh (Y) olarak çahstmlabihr. Ancak bu durumda motorun giicii ve momenti diiser. Bu özellikten yararlanarak asenkron motorlarm kalkis amnda çektikleri fazla ak azaltmak için y ld ziifgen yol verme uygulanmas yap labilir. Bu konu, sonraki böliimde ba lant emalan?izilerek incelenmi tir. Önemli Not: ebekede y ld z bagh fahstinlmas gereken motor, yanhshkla iifgen bagh çahstmhrsa sarg lanna S kat biiyiik gerilim uygulanmis olur. Gerilimdeki artis oram kadar sarg ak biiyiiyece inden, motor a m ak m çeker ve k sa siirede artacak S sonucu sarg lar yanar. Onun i? in y ld z bagh çahsmas gereken motor, kesinlikle aym ebekede iiçgen bagh çahstmlmaz.
3.2.2.1.3. Y ld z-iiçgen Çahsmada Termik Sigorta Kontatör Seçimi ld z-iicgen yol vermede, 50k önemli bir konu da kontaktör seçimi ve termik ayar ak m de eridir. Biiyiik seçilen kontaktörlerle yap lan olu um ekonomik olmaz. Termik, uygun ayar ak m de erinde de ilse görev yapamaz. ld z-iicgen yol vermede, kullan lan enerji kontaktörii ile iiçgen kontaktöriinden motorun faz ak (I I Ji ) geçer. Y ld z ba lama kontaktöriinden ise, motor ak mimn 1/3'u (1/3) de erinde ak m geçer. Yiiksiiz halde y ld z-iicgen yol vermede, y ld z ba lama kontaktörii, motor giiciiniin veya motor ak mimn 1/3 de erinde, di er iki kontaktör ise \l S de erinde seçilir. Devrede kullamlacak kontaktörlerin seçiminde de sigortalarda oldu u gibi motor anma ak mimn bir list standart de eri ahmr. Örne in, motor etiketinde 1=18A yaz yorsa, kontaktör anma ak (Ie) 22 A seçilir. E er kontaktör anma ak daha biiyiik de erde (Örne in 32A) seçilirse kontaklar, olu an arktan dolay daha az y pranacagindan kontaktör ömrii uzar. Aym zamanda biiyiik ak m de erli kontaktöriin kontaklan, motorun k sadevre ak mlanna kar daha dayamkh olur. E er kontaktöriin ekonomik olmas diisiiniilmiiyorsa, kontaktöriin motor anma ak ndan daha biiyiik seçilmesi tavsiye edilir. ld z-iifgen yol vermede termik, motor ile kontaktör aras na ba lanmahd r. Bu durumdaki termik ten motor faz ak geçer. Termik, motor ak mimn 1/^3 de erine veya bu de erin en? ok 1.2 kat kadar bir de ere ayarlanmahd r. er termik röle faz sarg lanna ba lanacaksa bir faz sarg ndan ge^ecek olan If de erine ayarlamr. Bu de er ebekeden? ekilen ak n 1/^3 'u de erindedir. Di er bir ifade ile Ih.0,55 eklinde gösterebiliriz. Ancak termik röle enerji (C ) kontaktöriiniin ç kis na baglanacaksa; di er bir deyi le röleden motor hat ak geçecekse bu kez röle, motor anma akim de erine (Ih) ayarlamr. ekil 3.7: Termik rölenin a) Faz sarg lanna, b) Kontaktör cikisina ba lanmas
Motor devrelerinde koruma rölelerinin yam s ra sigortalar da kullan lmaktad r. Sigorta seçilirken motor anma ak n (etiket de eri) iizerindeki ilk standart sigorta degeri se?ilir. er otomatik sigorta kullan lacaksa bunun gecikmeli tip (G Tipi) olmasina dikkat edilmelidir. Motora y ld z-iicgen yol verildi inde direkt yol vermeye göre ebekeden çekece i ak m 3 kat azal r. Bu da yakla k 2.1h olacagindan sigorta ak m de eri motor etiket de erinin iki kat seçilebilir. Asenkron motora yol verme için kullan lacak olan sigorta, termik, kontaktör ve kablolann seçimi için iiretici firmalann yay mlamis oldu u kataloglardan da faydalamlabilir. Bu kataloglardaki de erler her firman n kendi iiretti i kumanda elemanlan i? in ge^erlidir. Çizelge 3.2 de kontaktör ve termik sigorta seçim tablosu, Çizelge 3.3 te motor giicii ve anma ak na göre sigorta ile motora çekilecek kablo kesiti seçim tablolan verilmi tir. Çizelge 3.2: Motorlar için kontaktör, termik ve sigorta seçim tablolar