Bir #elektrik motorunun doğru ve verimli çalışabilmesi için güç kaynağının elektriksel özellikleri, motorun isim plakasında belirtilen değerlerle uyumlu olmalıdır. İsim plakası üzerindeki #voltaj, #frekans ve #faz gibi parametreler, motorun tasarımında temel alınan ve optimum #performans için kritik öneme sahip değerlerdir.
Bir elektrik motorunun #uzunömürlü, #verimli ve #güvenli bir şekilde çalışması için #güç kaynağının elektriksel özelliklerinin, motorun isim plakasında belirtilen değerlerle uyumlu olması şarttır. Bu sayede hem #enerji tasarrufu sağlanır hem de #üretim süreçlerinde kesinti yaşanmasının önüne geçilir.
Elektrik Motorlarının Bilmeniz Gereken 14 Özellik:
1| Gerilim (Volt)
Motorun çalıştırılacağı gerilim değeri, isim plakasında açıkça belirtilir. Bu değerden %10'dan fazla sapma, motorun aşırı ısınmasına, veriminin düşmesine ve hatta yanmasına neden olabilir. Düşük gerilimde motor yeterince #tork üretemezken, yüksek gerilimde yalıtımda bozulmalar ve sargıların zarar görmesi riski artar.
Tek fazlı motorlar için ortak 60 hz frekanstaki gerilimler için 115 volt, 230 volt ve 115/230 volttur. Üç fazlı motorlar için ise ortak 60 hz frekanlarda gerilimler 230 volt, 460 volt ve 230/460 volttur. Bazen 200 volt ve 575 volt motorlara da rastlanır.
Önceki #NEMA standartlarında ise bu voltajlar 208 veya 220/440 veya 550 volt olarak listelenmişti.
Tek Fazlı ve Üç Fazlı Motorlarda Kullanılan Standart Gerilimler
Elektrik motorları, genellikle tek fazlı veya üç fazlı olarak sınıflandırılır. Bu motorların çalışması için gereken elektrik enerjisinin gerilimi ve frekansı, motorun tasarımına ve kullanım amacına göre belirlenir.
Tek Fazlı Motorlar: Evlerde ve küçük işletmelerde sıklıkla kullanılan tek fazlı motorlar, genellikle 60 Hz frekansında çalışır ve #standart gerilim değerleri 115 volt, 230 volt veya 115/230 volt'tur. 115/230 volt olarak belirtilen motorlar, hem 115 volt hem de 230 volt ile beslenebilirler.
Üç Fazlı Motorlar: Sanayi tesislerinde ve büyük güç gerektiren uygulamalarda tercih edilen üç fazlı motorlar da genellikle 60 Hz frekansında çalışır. Bu motorlarda kullanılan standart gerilim değerleri ise 230 volt, 460 volt veya 230/460 volt'tur. Yine, 230/460 volt olarak belirtilen motorlar, hem 230 volt hem de 460 volt ile beslenebilirler.
Diğer Gerilim Değerleri:
Yukarıda belirtilen değerler en sık kullanılan standart gerilim değerleri olsa da, bazı özel uygulamalarda 200 volt veya 575 volt gibi farklı gerilim değerlerinde çalışan motorlara da rastlamak mümkündür. Bu #motorlar, genellikle belirli bir sektöre veya uygulamaya özel olarak tasarlanmıştır."
İsim plakasında bu voltajlara sahip motorlar, sırasıyla 200 veya 208, 230/440 veya 575 voltluk mevcut standart işaretlere sahip motorlarla güvenli bir şekilde değiştirilebilir.
115/208-230 volt ve 208-230/460 volt olarak derecelendirilen motorlar çoğu durumda 208 voltta tatmin edici bir şekilde çalışacaktır, ancak tork %20 - %25 daha düşük olacaktır. 208 voltun altında çalışmak, 208 volt (veya 200 volt) bir #motor veya bir sonraki daha yüksek beygir gücüne sahip standart voltajlı motorun kullanılmasını gerektirebilir.
İsim plakasında belirtilen voltaj değerlerine sahip motorlar, aşağıdaki standart gerilim değerlerine sahip motorlarla güvenli bir şekilde değiştirilebilir:
200 veya 208 volt: Bu gerilim değerine sahip motorlar, genellikle 230 voltluk standart gerilimde çalışan motorlarla değiştirilebilir. Ancak, bu değişiklik yapmadan önce motorun çalışacağı yük ve diğer elektriksel parametreler dikkatlice değerlendirilmelidir.
230/440 volt: Bu çift gerilimli motorlar, 230 volt veya 440 voltluk standart gerilimde çalıştırılabilir. Motorun bağlanacağı gerilime göre iç bağlantıları değiştirilmelidir.
575 volt: Bu yüksek gerilimli motorlar, genellikle endüstriyel uygulamalarda kullanılır ve 460 voltluk standart gerilimle de çalıştırılabilir. Ancak, bu değişiklik yapmadan önce mutlaka bir elektrik mühendisi ile görüşülmelidir.
Önemli Notlar:
Motor Değişimi: Bir motoru başka bir motorla değiştirirken, sadece gerilim değerleri değil, aynı zamanda güç, devir sayısı, bağlantı tipi (yıldız veya üçgen) gibi diğer parametrelerin de uyumlu olması gerekmektedir.
Güvenlik: Motor değişimi gibi işlemler, elektrik konusunda yeterli bilgi ve deneyime sahip kişiler tarafından yapılmalıdır. Yanlış bağlantı veya uygunsuz değişim, elektrik çarpması gibi ciddi kazalara neden olabilir.
Uzman Yardımı: Motor seçimi ve değişimi gibi konularda mutlaka bir elektrik mühendisi veya yetkili servisten destek alınmalıdır.
Sonuç olarak, motor değiştirme işlemi, dikkatli bir şekilde planlanması ve uygulanması gereken bir işlemdir. Yanlış yapılan bir değişim, hem motorun ömrünü kısaltabilir hem de iş güvenliğini tehlikeye atabilir.
Neden İsim Plakası Değerlerine Uyum Sağlamak Önemlidir?
Verimlilik: İsim plakası değerlerine uygun çalışma, motorun en yüksek verimle çalışmasını sağlar ve enerji tasarrufu sağlar.
Ömür: Doğru çalışma koşulları, motorun ömrünü uzatır ve arıza riskini azaltır.
Performans: Motor, tasarlandığı gibi çalışır ve istenen tork ve hızı sağlar.
Güvenlik: İsim plakası değerlerine uyulmaması, yangın, elektrik çarpması gibi güvenlik risklerine neden olabilir.
Şekil-1: Endüdtriyel Motor Metal Etiketi (İsim Plakası)
2| Faz
Üç fazlı motorlarda, her bir faz arasındaki açı farkı önemlidir. Bu açı, genellikle 120 derecedir. Faz dengesizliği, motorun ısınmasına, titreşimine ve ömrünün kısalmasına sebep olur.
Amerika Birleşik Devletleri'nde kullanılan elektrik motorlarının büyük bir çoğunluğu (%80 civarında) tek fazlı motorlardan oluşmaktadır. Bu durum, tek fazlı elektrik enerjisinin evler ve küçük işletmelerde daha yaygın olmasıyla yakından ilişkilidir.
Tek fazlı motorlar, genellikle düşük beygir gücüne sahip uygulamalarda tercih edilir. Bu uygulamalar arasında evlerde kullanılan fanlar, buzdolapları, çamaşır makineleri gibi ev aletleri ve küçük işletmelerde kullanılan tezgah tipi aletler yer alır. Ayrıca, çiftliklerde su pompaları ve küçük tarım aletleri gibi uygulamalarda da sıklıkla kullanılırlar.
Neden Tek Fazlı Motorlar Bu Kadar Yaygın?
Ulaşılabilirlik: Tek fazlı elektrik enerjisi, evlerde ve küçük işletmelerde kolaylıkla bulunabildiği için tek fazlı motorlara ulaşım daha kolaydır.
Basitlik: Tek fazlı motorlar, üç fazlı motorlara göre daha basit bir yapıya sahiptir ve kontrolü daha kolaydır.
Maliyet: Genellikle üç fazlı motorlara göre daha uygun maliyetlidirler.
Özetle, tek fazlı motorlar, düşük güçteki uygulamalar için ideal bir çözüm sunar ve bu nedenle Amerika Birleşik Devletleri'nde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Üç fazlı motorlar genellikle ticari ve endükriye tesislerde kullanılır.
3| Akım (Amper)
Bir elektrik motorunu seçerken, motorun üzerindeki isim plakasında belirtilen tam yük akımı (full load current) ve servis faktörü akımı gibi parametreler büyük önem taşır. Bu değerler, motorun güvenli ve verimli bir şekilde çalışabilmesi için uygun yükü belirlemede bize yol gösterir.
Tam Yük Akımı: Motorun tam yükte çektiği akım değeridir. Bu değer, motorun nominal gücünde çalışırken çekeceği akımı gösterir.
Servis Faktörü Akımı: Motorun kısa süreli olarak aşırı yüklere dayanabilme kapasitesini belirtir. Yani, motor normal çalışma şartlarının üzerinde bir yüke maruz kaldığında çekebileceği maksimum akım değeridir.
Farklı Motor Tipleri ve Amper Değerleri
Farklı tiplerdeki motorların amper değerleri birbirinden farklıdır. Örneğin, kalıcı bölünmüş kapasitörlü (PSC) motorlar ile gölgeli kutuplu motorlar arasında önemli bir fark vardır. PSC motorlar, gölgeli kutuplu motorlara göre genellikle daha yüksek başlangıç torkuna sahiptir ve daha verimlidir. Ancak, gölgeli kutuplu motorlar, PSC motorlara göre daha basit bir yapıya sahiptir ve daha ucuzdur.
Peki neden PSC motorunu gölgeli kutuplu bir motorla değiştirmemeliyiz?
Gölgeli kutuplu motorlar, PSC motorlara göre daha yüksek başlangıç akımına sahiptir. Bu durum, motorun elektrik tesisatına daha fazla yük bindirmesi anlamına gelir. Eğer bir PSC motorunu gölgeli kutuplu bir motorla değiştirirseniz, elektrik tesisatınızın kapasitesinin aşılma riskiyle karşı karşıya kalabilirsiniz. Ayrıca, gölgeli kutuplu motorların verimi PSC motorlara göre daha düşüktür, bu da enerji tasarrufu açısından dezavantajlı olmasına neden olur.
Sonuç olarak, motor seçimi yaparken sadece motorun gücüne değil, aynı zamanda tam yük akımı, servis faktörü akımı gibi parametrelere de dikkat etmek gerekmektedir. Farklı motor tiplerinin amper değerleri ve çalışma özellikleri birbirinden farklı olduğu için, motor seçimi yapmadan önce mutlaka bir uzmana danışmanız önerilir. Yanlış motor seçimi, elektrik tesisatınızın zarar görmesine ve enerji kayıplarına neden olabilir.
4| Frekans (Hz)
Alternatif akımın bir saniyedeki devir sayısı olan frekans, motorun dönme hızını belirler. İsim plakasındaki frekans değerinden %5'lik bir sapma bile motorun performansını olumsuz etkileyebilir. Yüksek frekans, motorun aşırı ısınmasına ve mekanik titreşimlere yol açarken, düşük frekans ise tork kaybına ve motorun yavaş çalışmasına neden olur.
Kuzey Amerika'da 60 hz (dakikada 3600 döngü) yaygın güç kaynağıdır. Ancak, dünyanın geri kalanının çoğunda 50 hz (dakikada 3000 döngü) güç verilir.
Dünya Elektrik Sistemlerindeki Frekans Farklılıkları
Dünya genelinde elektrik enerjisi üretiminde kullanılan frekans değerleri, iki ana standart etrafında toplanır:
60 Hz: Kuzey Amerika'da en yaygın kullanılan frekans değeridir. Bu, elektrik akımının bir saniyede 60 defa yön değiştirdiği anlamına gelir. Dakikada ise bu değer yaklaşık 3600 döngüye denk gelir.
50 Hz: Avrupa, Asya ve Afrika gibi birçok ülkede kullanılan frekans değeridir. Bu ise, elektrik akımının bir saniyede 50 defa yön değiştirdiği anlamına gelir. Dakikada ise bu değer yaklaşık 3000 döngüye denk gelir.
Neden Farklı Frekanslar?
Bu farklılık, elektrik sistemlerinin kurulduğu tarihlerdeki teknik kararlar ve bölgesel standartlaşma çabalarının bir sonucudur. Her ne kadar bu iki frekans arasında belirgin bir fark olsa da, modern elektronik cihazlar genellikle her iki frekansa da uyum sağlayacak şekilde tasarlanmaktadır.
Frekans Farklılıklarının Etkileri
Farklı frekansların kullanılması, bazı teknik ve pratik farklılıklara neden olabilir.
Örneğin:
Motor Hızı: Motorların dönme hızı, besleme frekansı ile doğrudan ilişkilidir. Bu nedenle, 60 Hz'lik bir sistemde çalışan bir motor, 50 Hz'lik bir sistemde çalışan aynı tip bir motordan daha hızlı dönecektir.
Transformatör Tasarımı: Farklı frekanslarda çalışan sistemler için farklı transformatör tasarımları gerekebilir.
Elektrik Aletlerinin Uyumlu İşletimi: Bazı elektrikli aletler, özellikle motorlu olanlar, farklı frekanslarda çalıştırıldığında verimlilik kaybedebilir veya zarar görebilir.
Sonuç olarak, dünya genelinde elektrik enerjisi üretiminde kullanılan frekans değerlerindeki bu farklılık, tarihi ve coğrafi nedenlerle ortaya çıkmış bir durumdur. Günümüzde, elektronik cihazların gelişmesiyle birlikte bu farklılıkların etkileri azalmış olsa da, uluslararası elektrik sistemlerinin birleştirilmesi ve standartlaştırılması konusunda çalışmalar devam etmektedir.
5| Beygir Gücü (HP)
Bir motor %100 verimlilikte çalışabiliyorsa, tam olarak 746 watt elektrik gücü = 1HP üretecektir, ancak elbette hiçbir motor %100 verimli değildir. %84 verimle çalışan 1 HP motorun toplam watt tüketimi 888 watt olacaktır. Bu, 746 watt kullanılabilir güç ve ısı, sürtünme vb. nedeniyle 142 watt kayıp anlamına gelir (888 × 0.84 = 746 = 1 HP).
Tork biliniyorsa beygir gücü de şu formüllerden biri kullanılarak hesaplanabilir:
6| Hızlar
60 hz'de ve 50 hz'de nominal voltta çalışan küçük ve orta boy motorlar için nominal yükteki yaklaşık RPMler aşağıdaki gibidir:
Senkron hız (yüksüzken) şu formülle belirlenebilir:
[Frekans (Hz)x120]/Pole (Kutup) Sayısı
60 Hz ve 50 Hz Frekanslarında Çalışan Motorların Nominal Devirleri
Elektrik motorlarının dönme hızı, besleme frekansı ile doğrudan ilişkilidir. Genel olarak, 60 Hz'lik bir sistemde çalışan bir motor, 50 Hz'lik bir sistemde çalışan aynı tip bir motordan daha hızlı dönecektir.
Küçük ve Orta Boy Motorlar İçin Yaklaşık Nominal Devirler:
60 Hz (Kuzey Amerika): Bu frekansta çalışan küçük ve orta boy motorlar, genellikle 3600 devir/dakika (rpm) civarında bir nominal hıza sahiptirler. Ancak, kutup sayısına ve motorun tipine göre bu değer değişebilir.
50 Hz (Avrupa, Asya, Afrika): Bu frekansta çalışan motorlar ise genellikle 3000 devir/dakika (rpm) civarında bir nominal hıza sahiptirler. Yine, kutup sayısı ve motor tipi bu değeri etkileyebilir.
Not:
Kutup Sayısı: Motorun manyetik alanında kutup çiftlerinin sayısıdır. Kutup sayısı arttıkça motorun hızı azalır.
Motor Tipi: Asenkron motorlar, senkron motorlar gibi farklı motor tiplerinin devir hızları, aynı frekansta çalışsalar bile farklılık gösterebilir.
Örnek:
4 kutuplu bir asenkron motor, 60 Hz'de yaklaşık 1800 devir/dakika, 50 Hz'de ise yaklaşık 1500 devir/dakika hızında döner.
Neden Farklılıklar Var?
Frekansın Etkisi: Frekans arttıkça, motorun bir devir tamamlaması için geçen süre azalır ve dolayısıyla motor daha hızlı döner.
Kutup Sayısının Etkisi: Kutup sayısı arttıkça, motorun manyetik alanı daha sık değişir ve bu da motorun daha yavaş dönmesine neden olur.
Sonuç olarak, bir motorun nominal devir hızı, besleme frekansı ve kutup sayısı gibi faktörlere bağlıdır. Bu nedenle, bir motor seçerken bu parametreleri dikkate almak önemlidir.
7| İzolasyon | Yalıtım Sınıfı
Yalıtım sistemleri, izin verilen maksimum çalışma sıcaklıklarında standart NEMA sınıflandırmalarına göre derecelendirilir. Bunlar aşağıdaki gibidir:
Genel olarak, bir motoru eşit veya daha yüksek yalıtım sınıfına sahip bir motorla değiştirmelisiniz. Daha düşük sıcaklık derecelerinden biriyle değiştirilmesi, motorun erken arızalanmasına neden olabilir. Bu değerlerin üzerindeki her 10°C'lik artış, motorun hizmet ömrünü yarı yarıya azaltabilir.
8| Servis Faktörü (SF)
Servis faktörü (SF), bir elektrik motorunun normal çalışma koşullarının üzerindeki yükleri ne kadar süreyle kaldırabileceğini gösteren bir değerdir. Başka bir deyişle, motorun güvenle çalışabileceği maksimum sürekli yük kapasitesini ifade eder.
Daha açıklayıcı olmak gerekirse:
Nominal Değerler: Motorun isim plakasında belirtilen voltaj, frekans ve ortam sıcaklığı gibi değerler, motorun normal çalışma koşulları için belirlenen standart değerlerdir.
Aşırı Yük Kapasitesi: Servis faktörü, bu nominal değerler korunmak şartıyla, motorun kısa süreli olarak nominal gücünün üzerindeki bir yükü kaldırabileceğini ifade eder.
Önemli Koşul: Servis faktörünün geçerli olabilmesi için, motorun çalıştığı ortam sıcaklığı, besleme gerilimi ve frekansının nominal değerlere yakın olması gerekmektedir.
Örneğin: Servis faktörü 1.15 olan bir motor, kısa süreli olarak nominal gücünün %15 fazlası ile yüklenebilir. Ancak, bu durumun motorun ömrünü kısaltabileceği unutulmamalıdır.
Neden Servis Faktörü Önemlidir?
Motor Seçimi: Motor seçimi yaparken, beklenen yük değişimleri ve süreleri göz önünde bulundurularak uygun servis faktörüne sahip bir motor seçmek önemlidir.
Güvenlik: Yetersiz servis faktörüne sahip bir motor, aşırı yük altında çalıştırıldığında ısınma, yalıtım hasarı ve hatta yanma gibi sorunlara yol açabilir.
Verimlilik: Sürekli olarak aşırı yük altında çalışan bir motor, daha fazla enerji tüketir ve ömrü kısalır.
Servis faktörü, motorların güvenli ve verimli çalışması için önemli bir parametredir. Motor seçimi yaparken, sadece nominal güce değil, aynı zamanda servis faktörüne de dikkat etmek gerekmektedir.
Örnek: 1,15 SF'ye sahip 3/4 HP'lik bir motor, motorun uçlarında nominal voltaj ve frekans sağlanmışsa, aşırı ısınmadan veya motora başka bir şekilde zarar vermeden 0,86 HP'de (0,75 HP × 1,15 = 0,862 HP) çalışabilir. Bazı motorların NEMA standardından daha yüksek servis faktörleri vardır.
Yeni motorun, değiştirilen eski motora eşit veya daha yüksek bir maksimum HP değerine (HP x SF dereceli) sahip olduğundan daima emin olun. Maksimum potansiyel yükleme için beygir gücünü servis faktörü ile çarpın.
Kolaylık olması için, çeşitli beygir gücü motorları ve motor hızları için standart NEMA servis faktörleri bu tabloda gösterilmiştir.
Tamamen kapalı motorlar için NEMA servis faktörü 1.0'dır. Bununla birlikte, birçok üretici TEFC'yi 1.15 hizmet faktörü ile üretiyor.
9| Kondansatörler
Kondansatörler, gölgeli kutuplu, bölünmüş fazlı ve çok fazlı hariç tüm fraksiyonel HP endüksiyon motorlarında kullanılır. Başlatma kondansatörleri devrede çok kısa (3-5 saniye) kalacak şekilde tasarlanmıştır, çalıştırma kondansatörleri ise sürekli devrededir. Kondansatörler kapasite ve voltaj ile derecelendirilir.
Tek fazlı endüksiyon motorlarının çalışması için, dönen bir manyetik alan oluşturmak gereklidir. Bu, motorun rotorunda dönme hareketi başlatır ve sürdürür. Bu dönen manyetik alanı oluşturmak için kullanılan en yaygın yöntemlerden biri, kondansatörlerin kullanılmasıdır.
Kondansatörlerin Rolü: Kondansatörler, motor sargılarında faz kayması oluşturarak, tek fazlı beslemeyi sanki iki fazlıymış gibi gösterir. Bu sayede motorun rotorunda dönen bir manyetik alan oluşur ve motor çalışmaya başlar.
Kondansatör Çeşitleri:
Başlatma Kondansatörleri: Motorun ilk çalıştırılması sırasında kullanılan kondansatörlerdir. Motor belirli bir hız değerine ulaştığında, genellikle bir santrifüj mekanizması ile devreden çıkarılırlar. Bu kondansatörler, motorun başlangıç torkunu artırmak için kullanılır.
Çalıştırma Kondansatörleri: Motor çalışırken sürekli olarak devrede kalan kondansatörlerdir. Motorun verimliliğini artırmak ve daha iyi bir güç faktörü sağlamak için kullanılırlar.
Kondansatörlerin Özellikleri: Kondansatörler, kapasite (farad) ve voltaj ile derecelendirilir. Kapasite, kondansatörün elektrik enerjisi depolama kapasitesini belirtirken, voltaj ise kondansatörün dayanabileceği maksimum gerilim değerini gösterir.
Hangi Motorlarda Kullanılır: Kondansatörler, gölgeli kutuplu, bölünmüş fazlı ve çok fazlı motorlar hariç, tüm fraksiyonel beygir gücündeki (yani küçük güçteki) tek fazlı endüksiyon motorlarında kullanılır.
Asla yedek motorla önerilenden daha düşük voltajlı bir kondansatör kullanmayın! Daha yüksek bir voltaj kabul edilebilir.
Özetle: Kondansatörler, tek fazlı endüksiyon motorlarının çalışması için vazgeçilmez elemanlardır. Farklı tiplerdeki kondansatörler, motorun farklı çalışma evrelerinde farklı görevler üstlenirler. Kondansatör seçimi, motorun tipi, gücü ve çalışma koşullarına göre yapılmalıdır.
10| Verimlilik
Bir motorun verimliliği, tükettiği enerjiye (ısı ve sürtünme) karşı motor tarafından üretilen faydalı işin bir ölçümüdür. Toplam watt çekişi 400W olan %84 verimli bir motor, 336 watt faydalı enerji üretir (400 × 0.84 = 336W).
Kaybedilen 64 watt (400-336=64W) ısıya dönüşür.
11| Enkoderler (Kodlayıcılar)
Enkoder veya kodlayıcı, bir mekanik hareketin (dönme veya doğrusal) elektriksel bir sinyale dönüştürülmesini sağlayan bir cihazdır. Bu sayede, bir sistemin hareketinin hızı, konumu veya yönü gibi bilgileri hassas bir şekilde ölçebiliriz. Enkoderler, özellikle hareket kontrol sistemlerinde, motorların ve diğer hareketli parçaların konumunun ve hızının gerçek zamanlı olarak takip edilmesi için kullanılır.
Kodlayıcıdan gelen çıkış kontrolöre gider ve çıkış sinyali kontrolöre her şeyin yolunda olduğunu (motorun doğru hızda çalıştığını) söylediği sürece, mevcut hızda çalışmaya devam eder.
Döner ve Doğrusal olmak üzere iki ana Enkoder türü vardır ve her iki tür de farklı algılama teknolojilerini kullanabilir. Optik, Manyetik veya Endüktif içerirler. Optik Döner kodlayıcılar, kullanılan en yaygın tiptir.
Konveyör Sistemi Örneği:
Şimdi, bir konveyör sistemi örneği üzerinden enkoderlerin kullanımını daha iyi anlamaya çalışalım. Bir konveyörü dakikada 100 fit hızla çalıştırmak istediğimizi düşünelim. Bu konveyöre güç veren motorun şaftına bir enkoder monte edilmiştir. Enkoder, motor şaftının her dönüşünde belirli sayıda elektriksel pulse (nabız) üretir. Bu pulse'lar, bir kontrol ünitesi tarafından sayılarak motorun devir sayısı ve dolayısıyla konveyörün hızı hakkında bilgi verir.
Konveyör üzerindeki yük, konveyöre eklenen ürünün ek ağırlığı nedeniyle aşırı yüklenmiş gibi değişirse, konveyörün hızı bu ek ağırlıktan dolayı yavaşladığından, kontrolör enkoderden gelen darbelerde bir değişiklik fark etmelidir ve kontrolör, bu yük değişimini telafi etmek için hızlanması için motora bir sinyal gönderecektir.
Yük, standart beklenen yüke döndürüldüğünde, kontrol tekrar kodlayıcıdan bir sinyal görecek ve motoru gerekli hıza kadar yavaşlatacaktır.
Çalışma Prensibi:
Enkoderin Montajı: Enkoder, motor şaftına sıkıca sabitlenir.
Pulse Üretimi: Motor döndükçe, enkoderin içindeki disk veya kod çarkı döner ve bu sırada belirli aralıklarla ışık demetleri kesilir veya açılır. Bu kesilmeler, elektriksel pulse'lara dönüştürülür.
Sinyal İşleme: Üretilen pulse'lar, bir kontrol ünitesine gönderilir. Kontrol ünitesi, bu pulse'ları sayarak motorun devir sayısını belirler.
Hız Kontrolü: Kontrol ünitesi, ölçülen devir sayısını istenen devir sayısı ile karşılaştırır ve gerekliyse motor sürücüsüne hız ayarlaması için komut gönderir.
Enkoderlerin Avantajları:
Yüksek Hassasiyet: Çok küçük hareketleri bile tespit edebilirler.
Gerçek Zamanlı Ölçüm: Motorun hızını ve konumunu sürekli olarak takip edebilirler.
Çeşitli Çıkış Tipleri: Analog veya dijital çıkış seçenekleri sunarlar.
Dayanıklılık: Zorlu çalışma koşullarına dayanıklıdırlar.
Enkoderlerin Kullanım Alanları:
Otomasyon Sistemleri: Robotlar, CNC tezgahları, ambalaj makineleri gibi birçok otomasyon sisteminde kullanılır.
Hareket Kontrol Sistemleri: Servo motorlar, stepper motorlar gibi motorların kontrolünde kullanılır.
Pozisyonlama Sistemleri: CNC tezgahlarında, 3D yazıcılarda ve diğer hassas pozisyonlama gerektiren uygulamalarda kullanılır.
Sonuç olarak, enkoderler, modern endüstriyel otomasyon sistemlerinde vazgeçilmez bir bileşendir. Hareket kontrol sistemlerinin hassas ve güvenilir çalışmasını sağlarlar
12| Termal Koruyucu (Aşırı Yüklerde)
Dış çerçeveye veya bir sargıya monte edilen otomatik veya manuel bir termal koruyucu, motorun aşırı ısınmasını, olası bir yangına veya motorda hasara neden olmasını önlemek için tasarlanmıştır. Koruyucular genellikle akıma ve sıcaklığa duyarlıdır. Bazı motorların doğal koruyucuları yoktur, ancak güvenlik için genel sistem tasarımında sağlanan korumaya sahip olmaları gerekir.
Rahatsız edici açma nedeniyle asla baypas korumalı olmamalıdır! Bu genellikle, aşırı yükleme veya uygun havalandırma eksikliği gibi başka bir sorunu tetiklenmesine neden olur.
Motor beklenmedik bir şekilde yeniden çalışırsa, sürülen yükün kişisel olarak yaralanmaya neden olabileceği bir uygulama için asla otomatik sıfırlamalı termal aşırı yük korumalı bir motoru değiştirmeyin veya seçmeyin. Bu tür uygulamalarda yalnızca manuel sıfırlamalı termal aşırı yükler kullanılmalıdır.
Temel aşırı yük koruyucu türleri şunları içerir:
Otomatik Sıfırlama: Motor soğuduktan sonra, bu hattı kesen koruyucu, gücü otomatik olarak geri yükler. Beklenmeyen yeniden başlatmanın tehlikeli olacağı durumlarda kullanılmamalıdır.
Manuel Sıfırlama: Bu hattı kesen koruyucunun, motora yeniden güç sağlamak için basılması gereken harici bir düğmesi vardır. Testereler, konveyörler, kompresörler ve diğer makineler gibi beklenmedik yeniden başlatmanın tehlikeli olabileceği yerlerde kullanın.
Direnç Sıcaklık Dedektörleri: Hassas kalibre edilmiş dirençler motora monte edilir ve yüksek sıcaklıkları algılamak için müşteri tarafından sağlanan bir cihazla birlikte kullanılır.
13| Şaft (Mil) Topraklaması ve 4 Teknik Yöntem
İnverter gücüyle çalıştırılan motorlar için etkili bir yatak koruması aracı olarak şaft (mil) topraklaması önerilir (NEMA MG1 31.4.4.3). Değişken frekans invertörleri (VFD) ile çalışan motorlarda şaft gerilimi oluşur. Bu VFD'ler, AC motorları kontrol etmek için kullanılan darbe genişlik modülasyonunu üreten yalıtılmış kapılı bipolar transistörlerin (IGBT'ler) son derece yüksek hızda anahtarlanması nedeniyle, tahrik edilen motorun şaftı üzerinde şaft voltajlarını indükler.
Yüksek frekanslı toprak akımlarının varlığı kıvılcımlara, arklara ve elektrik çarpmalarına neden olabilir ve yataklara zarar verebilir.
Bir topraklama cihazı, inverter kaynaklı şaft voltajlarını boşaltmak için yeterlidir, böylece 6085 kasa büyüklüğündeki motorlar açısından her iki yatağı da korur.
Bu toprak akımlarının neden olduğu bu yatak hasarını en aza indirebilecek veya ortadan kaldırabilecek dört yaygın teknik vardır:
Faraday Kalkanı,
Yalıtımlı Rulmanlar veya Seramik Rulmanlar,
Topraklama Fırçası veya
Topraklama Halkası
Motor ile VFD arasındaki kablonun veya telin ekranlanması da bu ani yükselmeleri önemli ölçüde iyileştirebilir.
13.1| Faraday Kalkanı (Şilt/Ekranlama)
Elektrostatik korumalı endüksiyon motoru (ESIM), yalıtım, dielektrik bozulmanın altındaki voltaj seviyelerini azalttığından, şaft voltaj sorununa yönelik önemli bir yaklaşımdır.
Rulman bozulmasını etkili bir şekilde durdurur ve VFD'ler de dahil olmak üzere yivlenmenin neden olduğu hızlandırılmış rulman aşınmasına bir çözüm sunar.
13.2| Topraklama Fırçası
Şaftın bir topraklama fırçası takılarak topraklanması, motor şaftından motor kasasına alternatif bir düşük empedans yolu sağlar. Bu, akımı yataklardan uzaklaştırır.
Rotor üzerinde voltaj birikmesine izin vermeyerek şaft voltajını ve dolayısıyla yatak akımını önemli ölçüde azaltır.
13.3| Şaft (Mil) Topraklama Halkası (SGR)
Şaft topraklama halkası (SGR), topraklama fırçasına benzer, ancak bu fırçanın iletken mikro fiberleri kullanması ve motordan düşük empedans yolu oluşturması dışındadır.
13.4| Yalıtımlı (Sermik) Rulmanlar
Yalıtımlı yada seramik yataklar (rulmanlar), akımın akması için yataktan toprağa giden yolu ortadan kaldırır.
14| Motorların Tork Hızı Karakteristikleri
Bir motor tarafından üretilen tork miktarı genellikle hıza göre değişir. Bu Tork Hızı özelliği, bir motorun tipine ve tasarımına bağlıdır ve genellikle bir Tork Hızı grafiği ile gösterilir.
Şekil-2: Motor Tork-Hız Grafiği
Grafikte belirtilen bazı önemli faktörler şunlardır:
Başlangıç torku: sıfır hızda üretilen torktur
Çekme torku: durmadan çalışma hızında hızlanma sırasında üretilen minimum torktur
Arıza torku: motorun durmadan önce üretebileceği maksimum torktur
Referans: | Basic training for industrial-duty and commercial-duty products by LEESON |
Format: | |
Boyut: | 2.1 MB |
Sayfa: | 80 |
İndirme: |
Comments