Asenkron motorlara yol verme yöntemleri: Kalkışları sırasında şebekeden normal akımlarının 3 ya da 6 katı kadar daha fazla akım çekerler. Kalkış sırasında çekilen bu akım kısa süreli bir akımdır. Küçük güçlü motorlarda kısa zamanlı fazla akımın şebeke üzerinde olumsuz etkileri çok fazla olmaz. Ancak büyük güçlü motorların direkt yol almaları esnasında, şebekeden çekilen kalkış akımları, şebeke gerilim düşümüne neden olmaktadır.
Gerilim düşmesi de hem çalışan motorun hem de çalışan diğer alıcıların çalışma özelliğini etkilemektedir. Şebekelerin durumlarına göre elektrik idareleri belirli güçlerden büyük motorların yani 3 KW’nin üzerindeki motorların çalıştırılmasında kalkış akımını düşürücü önlemleri alınması için kurallar getirmektedir.
Asenkron Motorun Kalkınma Sırasındaki Şebekeye Olan Etkileri
Asenkron motor çalışmaya başladığı ilk anda şebekeden çektiği akıma kalkınma akımı denir. Asenkron motor çalışırken bu akım, motorun gücüne ve kutup sayısına bağlı olarak birlikte yaklaşık anma akımların 3 ya da 6 katı kadardır.
Duran bir asenkron motor üzerine gerilim uygulandığı zaman stator sargılarında meydana gelmekte olan manyetik alan kuvvet çizgilerinin tamamı rotor çubuklarını kestiği için rotorda endüklenen gerilim ve haliyle de rotor çubuklarından geçen akım en yüksek değerinde olur.
İlk anda rotor dönmediği için zıt EMK en küçük değerdedir ve bu sebeple motor şebekeden en yüksek akımı çeker. Rotor dönmeye başlayınca stator döner alan hızıyla rotor hızı arasında olan fark azalmaya başlamaktadır. Bunun sonuncunda zıt EMK’nin değeri yükseleceği için şebekeden çekilmekte olan kalkınma akımı giderek azalır.
Yukarıda belirtilen değerlerden dolayı küçük güçlü motorların çekmiş olduğu kalkınma akımı, giderek azalan bir durumda olduğu için sargılar ve şebeke için bir sorun oluşturmamaktadır. Ancak 3 kW’ın üzerinde büyük güçlü motorların kalkınma akımı, hem şebeke için hem de motor sargısı için zararlıdır.
Haliyle bu fazla akım motor sargılarında aşırı şekilde sınmalara, şebekede ise gerilim düşümlüne ve gerilim dalgalanmasına sebep olur. Haliyle de gerilim düşümü, motoru ve şebekeden beslenmekte olan diğer alıcıları etkilemektedir. Bunun haricinde kumanda devresindeki anahtarlama elemanlarının daha çabuk yıpranmasına ve arıza yapmasına yol açmaktadır. Bu sebeple büyük güçlü motorların ve çok sık yol alan küçük güçlü motorların, kalkınma akımları şebekeyi olumsuz yönde etkilenmemesi için çeşitli yöntemler uygulanır.
Asenkron Motorlara Yol Verme Yöntemleri
Doğrudan Yol Verme(Direkt Yol Verme)
Asenkron motor, kalkışı sırasında şebekeden 3-6 katı kadar daha fazla akım çeker. Asenkron motor yol verme yöntemlerinden biri olan doğrudan yol vermede kalkış sırasında çekilmiş olan bu fazla akımın süresi kısadır. Küçük güçlü motorlarda, kısa zamanlı fazla akımın şebeke üzerinde olumsuz etkileri olmaz. Ancak büyük güçlü motorlarda, kalkış akımlarının etkisi oldukça önemlidir.
Şebekelerin durumlarına göre elektrik idareleri, belirli güçlerden büyük motorların çalıştırılması sırasında kalkış akımını düşürücü bazı önlemler alınması için kurallar getirmiştir. Bir fazlı motorlar, küçük güçlü motorlar olduğu için bu motorlara ve yine üç fazlı asenkron motorlara doğrudan yol verilmektedir. Asenkron motor yol verme işleminde, kollu veya paket tip mekanik şalter veya kontaktör kombinasyonlarıyla oluşturulmuş olan manyetik şalterler kullanılmaktadır.
Düşük Gerilimle Yol Verme
Asenkron motor yol verme yöntemlerinden biri olan düşük gerilimle yol verme yöntemi ilk çalışmaya başlama, boşta çalışmakta olan motorlarda uygulanmaktadır. Yük altındaki kalkınan motorlara uygulanmaz. Bunun sebebi motora düşük gerilim verildiği zaman döndürme momintinin de azalmasıdır. Yükü karşılayabilmek amacıyla motor şebekeden daha çok akım çeker ve kalkınmaz.
Düşük gerilimle yol verme yöntemleri ise yıldız-üçgen yol verme yöntemi, Oto trafosu ile yol verme yöntemidir. Üç fazlı Asenkron motor yol verme yöntemlerinden en çok kullanılanı, düşük gerilimle yol verme yöntemidir. Ancak bu yöntem sadece boşta kalkınan motorlara uygulanmaktadır.
Çünkü yüklü kalkınmakta olan bir motora kalkınma sırasında düşük gerilim uygulandığı zaman motor, yükü karşılamak amacı ile şebekeden daha çok fazla akım çeker ve kalkınamaz. Oysa düşük gerilimle yol verme amacı kalkış akımını azaltmak olduğu için yüklü kalkınan motora düşük gerilim yöntemi ile yol verilmez.
Yıldız-Üçgen Yol Verme Yöntemi
Bu Asenkron motor yol verme yönteminde amaç motoru yıldız bağlı çalıştırabilmektir. Bununla birlikte kalkışını tamamlayan motoru hemen normal bağlantı olan üçgen bağlı olarak çalıştırabilmek amaçtır. Motor kalkışı sırasında yıldız bağlı çalıştırılmış olduğu için uygulanan gerilim U3 değerine düşmektedir. Şebekeden çekilen akım ise 1/3 değerlerine kadar düşer.
Oto Trafosu İle Yol Verme Yöntemi
Asenkron motorlara yol verme yöntemlerinden biri olan direnç ile yol vermekteki amaç şebekedeki gerilimi düşürmektir. Söz konusu olan şey direncin görevi olmaktadır. Böylelikle motor, şebekeden olması gerekenden düşük bir kalkınma akımını çekmiş olur. Kalkınma akımını azaltmak için de büyük güçlü motorun devresine seri olarak ayarlı olan direnç yerleştirilmektedir. Kademeli olarak ayarlanmakta olan direnç sırayla kontaktörün kontakları tarafından devreden çıkartılır.
Mikroişlemcilerle Yol Verme Yöntemi
Kurulması maliyet gerektirmektedir ancak motorlar vuruntu olmadan oldukça yumuşak kalkış sağlarlar. Motorun devri geniş sınırlar içerisinde ayarlanabiliyor olması sebebiyle bu yöntem tercih edilir. Yapısı ve çalışması mikro işlemci temeline dayanmaktadır. Şebeke ve motorun arasına yerleştirilen mikro işlemci ile motor istenilen şekilde çalışır.
Yumuşak Yol Verme(Soft-Starter ile Yol Verme)
Yumuşak bir şekilde yol alması gereken motorlara, softstarter ile yol verilmektedir. Bu vericiler, motor akımı ve motora uygulanmakta olan gerilimi takip eder. Bu takip sonucunda da gereken ayar verilir. Yumuşak yol vericiler mikro işlemci tabana sahip kontrol sistemleri ile donatılmaktadır.
Tork akım ilişkisini zamana bağlı olarak yavaşça ayarlamaktadır. Motorun devreye girmesi ve çıkması darbe olmadan yumuşakça olur. Softstarterler motorun akımını ve geriliminin kontrolünü sağlar. Motorun devreye girmesi ile gerilim değeri % 100’e kadar kontrollü bir biçimde uygulanır.
Motorun devreden çıkması da yine aynı şekilde kontrolü yapılarak sağlanır. Softstarterler asansör, yürüyen merdiven, taşıyıcı bant gibi alanlarda kullanılırlar. Bunun haricinde araba yıkama tesislerinde ve zemin temizleme araçlarında da kullanılmaktadırlar.
Frekans Değiştirici ile Yol Verme(Sürücüler İle Yol Verme)
Frekansların değiştirilerek hız ayarı inverter cihazıyla yapılmaktadır. İnverter DC-AC dönüştürmektedir. Ayrıca frekansı ve gerilimi birbirlerinden bağımsız bir şekilde ayarlayabilen cihazlardır. Asenkron motorların kutup sayıları ve frekansları değiştiği aman hızları da değişmektedir.
Sürücüde bulunmakta olan mikro işlemciyle asenkron motor statoruna uygulanmakta olan gerilim frekans oranı değişir. Bu durum da motorun çalışma koşuluna bağlı olarak değişmektedir. İstenilen devirlerde istenilen moment sağlanır.
Hız Değişimi
Elektrik motorlarının belirli bir hızda dönmeleri için motora mikro işlemcili elektronik hız değiştirici bir inverter takılmalıdır. Değişmekte olan hızlar için doğru akım motorları seçimi yapılmalıdır. Bu motorlarda sabit uyarısı altında dönme hızı rotor üzerine uygulanmakta olan gerilimle doğru orantılıdır.
Kuvvet çiftiyle rotordan geçmekte olan akımın şiddeti arasındaki oran aynı kalmaktadır. Bu durumda motora bir doğrultucu takılmalıdır. Asenkron motor hız değiştiricisi karmaşıktır. Bu durumda statik frekans dönüştürücü inverter devresi de kullanılır.
Bu dönüştürme işlemi iki şekilde yapılmaktadır. İlki sabit doğru akım elde etmektir. Dolaylı dönüştürücü diyotlu redresörle meydana gelir ve bu bileşim doğru bir akım kaynağı görevini yapmaktadır.