Yıldız-üçgen Yol Vermenin Önemi
Motorların kalkış akımlarını azaltmak amacı ile uygulanan λ / Δ yol verme yönteminin temel prensibi, düşük gerilimle yol vermekdir. Sargıları Δ bağlı bir motora şebeke gerilimi uygulandığında Uhat = Ufaz olur. Şebekeden çekeceği akım ise 3 .Ifaz dır. Eğer sargıları Δ çalışacak şekilde sarılan bir motor λ bağlanarak şebeke gerilini uygulanırsa, sargılarına Uhat/ 3 = Uhat /1,73 =0,58.Uhat gerilimi uygulanmış olur. Bu kez
şebekeden çekilen akım, bir faz sargısından geçen akıma eşit olur( Ih = If ) . Üçgen bağlantıda şebeke akımı Ih= 3 .If iken, yıldız bağlantıda Ih = If olması, şebekeden çekilen akımın 3 oranında azalması demektir. Yani λ çalışan bir motor, Δ çalışan bir motora göre %33,3 oranında daha az akım çeker.
Yıldız-üçgen Yol Verme ve bağlantı tipi
Yıldız-üçgen yol verme önceden kalkış akımını düşürmede en ekonomik yöntemdi. Üç kontaktör ile bir zaman rölesinden oluşan kontaktör kombinasyonudur. Bu yöntemle yol verebilmek için motorun üçgen bağlı çalışma gerilimi şebeke gerilimine eşit olmalıdır. Örneğin, ülkemizde şebeke gerilimi 380 volt olduğuna göre yıldız-üçgen yol verilecek motorun etiketinde 380 Volt veya 380V/660V yazılı olmalıdır. Üretilen elektrik motorlarında, 2 ve 4 kutuplularda 3 kW (dâhil), 6 kutuplularda 2.2 kW (dâhil)den daha büyük güçlü motorlar bu özelliktedir. Yani 380 V şebekede üçgen bağlı çalıştırılır. Yıldız-üçgen yol vermede amaç, motoru kalkış süresince yıldız bağlı çalıştırmak ve kalkışını tamamlayan motoru hemen normal bağlantısı olan üçgen bağlı olarak çalıştırmaktır. Bu şekilde yol verilecek motorun klemens tablosundaki üç adet üçgen köprüleri sökülmelidir. Motor, kalkış sırasında yıldız bağlı çalıştırıldığından motor sargılarına uygulanan gerilim U/ değerine, motorun şebekeden çektiği akım ise 1/3 değerine düşer. 3 Motorun sargılarına uygunalan gerilim azaldığından momenti önemli ölçüde küçülür.
Yıldız-üçgen yol vermenin kusursuz olması için motorun yük momentinin, yıldız bağlamadaki motor momentinden büyük olmaması ve yıldız bağlamadaki sürenin uygun olması gerekir. Bu geçiş süresi çok önemlidir. Motor, yıldız bağlantıda iken anma devir sayısına ulaşıldığı anda üçgen bağlantıya geçilmesi ve fazla aralık verilmemesi gerekir. Böyle olursa yıldızdan üçgen bağlantıya geçişteki üçgen kontaktörünün kapamama akımı küçük ve yıldızdan üçgene geçiş darbesiz olur. Aksi hâlde, üçgen bağlantıya geçişte akımda geçici artışlar görülür. Bunun sonucu kontaktörün kontakları ani yüksek ısı nedeniyle kaynak olabilir. Yıldız-üçgen yol vermede, motorun yük momenti, yıldız bağlama durumundaki motor momentinden büyükse yıldız bağlamada motor yol alamaz. Örneğin, pistonlu ve dişli pompalarda, kompresörlerde, haddelerde, bant konveyörlerde, değirmenlerde, talaş kalınlığı sabit tezgâhlarda vb. yerlerde motora, yıldız-üçgen yol vermek istenirse yükün bir kaplin aracılığı ile motor milinden ayrılması gerekir.
Yıldız Çalışma Süresinin Önemi
Motorlara yol vermede yıldız olarak kalkınan motorun devir sayısı yaklaşık anma devir sayısına yaklaştığında üçgen durumuna geçilir. Burada iki önemli durum ortaya çıkar. Birincisi motorun üçgene geçmeden önceki yıldız çalışma süresi, diğeri ise yıldız bağlantıdan üçgen bağlantıya geçiş süresidir. Motor yüksüz olarak kalkınmaya başladığında devir sayısı sıfırdan itibaren anma devir sayısına kadar bir artış gösterir. Devir sayısı anma devrine yaklaştığında ise yıldızdan üçgen bağlantıya geçilir. Devir sayısı anma devrine yaklaştığında ise yıldızdan üçgen bağlantıya geçilir. Devir sayısı henüz yükselmeden üçgen bağlantıya geçilirse motor, direkt yol almada olduğu gibi şebekeden aşırı akım çeker. Bu nedenle yıldız bağlantıda motorun normal devrine yaklaşıncaya kadar bir sürenin geçmesi gerekir. Bu süre motorun gücüne göre değişiklik gösterir ve maksimum 8-10 saniye civarındadır.
Diğer yandan yıldız bağlı iken normal devrine ulaştığı hâlde üçgen bağlantıya geçilmezse motor, normal çalışma momentinin 1/3’ü oranında
bir momentle çalışır. Eğer anma yükü ile yüklenecek olursa motor yük momentini karşılayamaz ve yanabilir. Yıldız bağlantıdan üçgen bağlantıya geçiş süresi, ani olmalıdır. Eğer bu süre uzayacak olursa devir sayısında düşme ve üçgene geçişte darbe şeklinde ani akım artışı oluşur. Bunu önlemek için motorun yük momentinin, yıldız bağlantıdaki kalkınma momentinden küçük olmasına ve yıldızdan üçgene geçiş süresinin çok kısa olmasına dikkat edilir.
Motorların yıldız çalışma süresi genelde şu şekilde saptanır; motor yüksüz durumda üçgen bağlı olarak çalıştırılır. İlk anda yüksek akım çekecektir. Normal devrine ulaşınca bu akım normal çalışma akımını düşecektir. Motorun ilk çektiği yüksek akımdan normal çalışma akımına düşünceye kadar geçen zaman motorun yıldız-üçgen yol vermedeki yıldız-üçgen çalışma süresidir. Bu süre bir ampermetre ve kronometre ile belirlenir.
Yıldız-üçgen Çalışma Tekniği
Öncelikle asenkron motorun statoruna sarılan üç faz sargısının dışarı (klemens tablosuna) nasıl alındığını göreceksiniz. Daha sonra çıkarılan bu uçların yıldız (Y) ve üçgen (D) bağlantılarının nasıl gerçekleştirildiği konusunda bilgi edineceksiniz.
Stator sargı uçlarının klemens tablosuna bağlanması
Statordaki üç faz sargısı uçlarının motor klemens tablosuna bağlantısı ġekil 3.2’deki gibidir. Bu bağlantıda, giriş uçları (U, V, W) klemens tablosunda aynı sıraya, çıkış uçları (X, Y, Z) aynı fazın çıkış ucu giriş ucu karşısındaki klemense gelmeyecek şekilde bağlanır. Volt elektrik üç fazlı motorlarda stator faz sargıları giriş ve çıkış uçlar, renkli kablolarla kodlanmıştır. Bu kodlama, klemens bağlantısında ve sargı uçları belirlenmesinde kolaylık sağlar.
Sonuç olarak: Bir şebekede üçgen bağlı çalışacak motor, aynı şebekede yıldız bağlı (Y) olarak çalıştırılabilir. Ancak bu durumda motorun gücü ve momenti düşer. Bu özellikten yararlanarak asenkron motorların kalkış anında çektikleri fazla akımı azaltmak için yıldız üçgen yol verme uygulanması yapılabilir.
Dikkat önemli;
Şebekede yıldız bağlı çalıştırılması gereken motor, yanlışlıkla üçgen bağlı çalıştırılırsa sargılarına 3 katı büyük gerilim uygulanmış olur. Gerilimdeki artış oranı kadar sargı akımı büyüyeceğinden motor aşırı akım çeker ve kısa sürede artacak ısı sonucu sargılar yanar. Onun için yıldız bağlı çalışması gereken motor, kesinlikle aynı şebekede üçgen bağlı çalıştırılmaz.
Yıldız-üçgen Çalışmada Termik Sigorta Kontaktör Seçimi
Yıldız-üçgen yol vermede, çok önemli bir konu da kontaktör seçimi ve termik ayar akım değeridir. Büyük seçilen kontaktörlerle yapılan oluşum ekonomik olmaz. Termik, uygun ayar akım değerinde değilse görev yapamaz. Yıldız-üçgen yol vermede, kullanılan enerji kontaktörü ile üçgen kontaktöründen motorun faz akımı (I / 3 ) geçer. Yıldız bağlama kontaktöründen ise motor akımının 1/3’ü (I/3) değerinde akım geçer.
Yüksüz hâlde yıldız-üçgen yol vermede, yıldız bağlama kontaktörü, motor gücünün veya motor akımının 1/3 değerinde, diğer iki kontaktör ise 1/ 3 değerinde seçilir.
Devrede kullanılacak kontaktörlerin seçiminde de sigortalarda olduğu gibi motor anma akımının bir üst standart değeri alınır. Örneğin, motor etiketinde I=18A yazıyorsa kontaktör anma akımı (Ie) 22 A seçilir. Eğer kontaktör anma akımı daha büyük değerde (Örneğin 32A) seçilirse kontaklar, oluşan arktan dolayı daha az yıpranacağından kontaktör ömrü uzar. Aynı zamanda büyük akım değerli kontaktörün kontakları, motorun kısa devre akımlarına karşı daha dayanıklı olur. Eğer kontaktörün ekonomik olması düşünülmüyorsa kontaktörün motor anma akımından daha büyük seçilmesi tavsiye edilir.
Yıldız-üçgen yol vermede termik, motor ile kontaktör arasına bağlanmalıdır. Bu durumdaki termik’ten motor faz akımı geçer. Termik, motor akımının 1/ 3 değerine veya bu değerin en çok 1.2 katı kadar bir değere ayarlanmalıdır.
Eğer termik röle faz sargılarına bağlanacaksa bir faz sargısından geçecek olan If değerine ayarlanır. Bu değer şebekeden çekilen akımın 1/ 3 ’ü değerindedir. Diğer bir ifade ile Ih.0,55 şeklinde gösterebiliriz. Ancak termik röle enerji (C) kontaktörünün çıkışına bağlanacaksa diğer bir deyişle röleden motor hat akımı geçecekse bu kez röle, motor anma akım değerine (Ih) ayarlanır.
Yıldız-üçgen Röle ile Asenkron Motorun Çalıştırılması
Elektrik motorlarında başlangıçta, şebekeden yüksek akım çeker. Bu durum şebekenin kısa süre de olsa aşırı yüklenmesine neden olur. Bu anlık olumsuz olayı ortadan kaldırmak için motor ilk olarak üçgen, daha sonra yıldız bağlantıda çalıştırılır. Yıldız-üçgen yol verme sistemlerinden geçişte oluşan problemler arızalara sebep olmaktadır. Yıldız-üçgen röle hem bağlantılardaki basitliği hem de yıldız bağlantıdan üçgen bağlantıya geçişteki 200 ms'lik gecikme, sistemin sağlıklı çalışmasını sağlar. Rölenin A1 ve A2 uçlarına gerilim verildiğinde YILDIZ LED'i yanar ve yıldız kontaktörünü çektirir (1-2 kontakları kısa devre olur.).
Yıldız konumunda ayarlanan süre kadar çekili kalır. Ayarlanan süre sonunda YILDIZ LED'i söner, yıldız kontaktörü OFF konumuna geçer. Yaklaşık 200 ms sonra ÜÇGEN LED'i yanar ve üçgen kontaktörünü çektirir (2-3 kontakları kısa devre olur.).
Yıldız-üçgen zaman rölesi enerji uygulandığında 1. rölenin kontağı üzerinde yıldız kontaktörü çeker ve zaman saymaya başlar. Zaman sonunda 1. röle bırakır ve 2. röle çekerek üçgen kontaktörü devreye girer. Bu iki röle arasında 300 msn’lik bir gecikme farkı olduğundan yıldızdan üçgene geçişte kontaktörler korunmuş olur.
Yıldız üçgen sisteminde motora göre sigorta seçilmelidir.
Motor devrelerinde koruma rölelerinin yanı sıra sigortalar da kullanılmaktadır. Sigorta seçilirken motor anma akımının (etiket değeri) üzerindeki ilk standart sigorta değeri seçilir. Eğer otomatik sigorta kullanılacaksa bunun gecikmeli tip (G Tipi) olmasına dikkat edilmelidir.
Motora yıldız-üçgen yol verildiğinde direkt yol vermeye göre şebekeden çekeceği akım 3 katı azalır. Bu da yaklaşık 2.Ih olacağından sigorta akım değeri motor etiket değerinin iki katı seçilebilir.
Asenkron motora yol verme için kullanılacak olan sigorta, termik, kontaktör ve kabloların seçimi için üretici firmaların yayımlamış olduğu kataloglardan da faydalanılabilir. Bu kataloglardaki değerler her firmanın kendi ürettiği kumanda elemanları için geçerlidir.
Otomatik yıldız-üçgen çalışma devresi verilmiştir. Devrenin çalışması b2 butonuna basmakla başlar. b2 butonuna basıldığında C1 (l) kontaktörü enerjilenir ve kontakları durum değiştirir. C1 kontaktörü ile aynı anda d zaman rölesi ve C1 kontaktörü de enerjilenir. Kumanda devresinde b2 butonu mühürlenir, güç devresinde motora şebeke gerilimi uygulanır. l kontaktörü motorun Z-X-Y uçlarını kısa devre ettiğinden motor ilk anda l olarak çalışmaya başlar. Ayarlanan süre (l çalışma süresi) sonunda zaman rölesi l kontaktörüne seri bağlı olan d kontağını açar ve D kontaktörüne seri bağlı olan d kontağını kapatır. Bu durumda motor l bağlantıdan ayrılıp D bağlanır ve bu şekilde çalışmasına devam eder. l ve D kontaktör bobinlerine seri bağlı olan D ve l kontakları, elektriksel kilitlemeyi sağlar. b2 butonuna basıldığında motorun enerjisi kesilir ve durur. Herhangi bir edenle aşırı akım rölesine e1 kontağı açıldığında ve şebeke enerjisi kesildiğinde de motor durur. ġebeke enerjisi tekrar geldiğinde ise devre çalışmaz ve çalışması için tekrar b2 butonuna basmak gerekir.
kaynaklar: eksenreduktor.com.tr, inverter-plc.net |
