Elektrik motorlarının korunmasında kullandığımız termik (aşırı akım) rölesi ya da motor koruma (kompakt) şalterleri motoru aşırı yüklerde korur. Temel çalışma prensibi bimetal elemanın motor akımı ile direkt ya da endirekt ısıtılması şeklindedir. Eğer motor akım değeri anma değerin üzerine çıkacak olursa bimetal ısı dengesi bozulacak ve eğilerek yayla kurulmuş olan mekanizmayı harekete geçirerek sistemi açtırır.
 

Bu konuda sahada çok farklı uygulamalar görmek mümkün. Bunları şu şekilde özetleyebiliriz.

►Motor etiket akımına.
►Motor etiket akımının 1.05 misline.
►Motor etiket akımının 1,2 Misline.
►Motor etiket akımının bir miktar altına.
►Motor akımını ölçerek çektiği akımın bir miktar üstüne.

Bu ayarı etkileyen aslında çok fazla parametre vardır:

►Motorun izolasyon sınıfı. ( A, E, B, F, H )
►Motorun işletme türü. (S1…..S10)
►Termik eleman ortam sıcaklığı.
►Motor ortam sıcaklığı.
►Motor soğumasını etkileyen diğer etmenler. ( Rakım vb )
►Motorun duruş kalkış sıklığı.
►İmalatında kullanılan teknoloji ve malzeme kalitesi 
 

Bu noktada iki normdan bahsederek devam edelim.

IEC 60034-1: ( Eski VDE 0530-1 ) Bu norm, motorların aşırı yüklenebilirliklerini verir ve motorların aşırı yük durumlarında 2 dakika müddetle nominal akım değerinin 1,5 misline dayanması gerektiğini söyler. Bu süre aşıldığında ya da akım değeri büyüdüğünde motor yanmaması garanti edilemez. Bu sürenin üzerine çıkılması motorun yanacağı anlamına gelmese de garanti dışı bir durum olur ki, bu bir risktir. Ayrıca motorun ısı dayanımı yukarıda saydığımız şartlarla da alakalıdır. Aynı çalışma koşullarında aynı anma gücüne sahip iki farklı üreticiye ait motorlar ısınma konusunda farklı performanslar sergileyebilir. Ama referans alacağımız birinci değer budur.



IEC 947-4-1: Termik röle açma grafiğini verir. Bu norma göre termik rölelerin açma sınırı anma akımının 1,05 -1,2 katları arasında olması gerekir. Rölenin sıcak olması, soğuk olması ve diğer bazı parametreler nedeni ile açma akımı bir bant olarak verilmiştir. Bu aralıktaki bir akımı rölenin 2 saat içerisinde açması istenir. Burada en kötü durum motor akımının 1,2 misline çıkması ve bunu rölenin 2 saat sonra açmasıdır. Referans alacağımız ikinci değerde budur.
 

Motorlarda ısıyı oluşturan akımdır. Akıma bağlı güç formülü;
 

Yani motorda oluşan ısı motor akımının karesi ile orantılı bir şekilde artmaktadır.

Motor akımı 1,5 misli iken motor buna 2 dk dayanabiliyorsa motor akımı 1,2 misli olduğunda ne kadar süre ile dayanabilir?


Motorda oluşan ısı enerjisini en temel hali ile şu şekilde hesaplayabiliriz.
 

1,2 mislinde elde edeceğimiz zaman
 

Bu 3 dk en kötü olasılıktır ve yukarıda da saydığımız gibi bu durumu etkileyen çok fazla parametre vardır.

Bu tip bir aşırı yükte termik rölenin motoru koruyamaması riski vardır.

Endüstride hiçbir zaman motorlar anma güçlerinde çalıştırılmazlar. Güvenlik payı, geçici aşırı yükler, sistemdeki olası büyümeler, mekanik sürtünmeler, işletme yorgunluğu da düşünülerek her zaman için motor güçleri gerçek sistemin gerektirdiği güçten büyük seçilir. Genellikle motorlar sahada anma güçlerinin %80'ninde çalıştırılır. Buna örnek verecek olursak etiket akımı 100 A olan motor aslında sahada çalışırken 80 A akım çekecektir.

100 A'lik termik röle 120 A'de açma yapıyorsa, termik rölenin 100 A'de açma yapması için kaç ampere ayarlanması gerekir.
 

Bu değeri pratik olarak motor anma akımının 0,85 şeklinde alıp termiğimizi 85 A'e ayarlamamız uygun olacaktır.

Eğer en başta saydığımız parametreler motor için uygun ve motor kalitenize de güveniyorsanız 90 A olarakta ayarlayabilirsiniz. Örneğin motorunuzun izolasyon sınıfı H ise bu motorun maksimum sargı ısısı 165 derecedir ki bunun anlamı motorunuz üzerinde çay demleyebileceğiniz kadar ısınsa da yanmayacaktır. Ama daha aşağı izolasyon sınıflarında dikkatli olmak gerekir. Yine işletme sınıfı S3 ve daha yukarı olan bir motoru daha düşük bir işletme türünde çalıştırıyorsanız termik akımınızı anma akımına yakın seçebilirsiniz.



Aslında bu ayarla termik rölenin hassasiyetini arttırdık.

Aklınıza şöyle bir soru gelebilir;

Motor etiketi zaten 100A bu ayarla termik 2 saat sonra atacaktır.

Geçek tam olarak ta böyle değildir. Motor etiketinde 100 A yazsa da motor sahada 80-85 A akım çekecektir ve eğer motorunuz bir aşırı yüklenmeye uğrarsa ve bu aşırı yüklenme uzun sürerse motor akımı örneğin 100 A'e çıktığında 2 saat sonra termik açma verecektir. Bu aslında sisteminizde oluşan bir mekanik yada elektriksek arızanın önceden ve motora en az zarar verecek şekilde bildirilmesidir.

Bu durum motorun yol alması sırasında açmaya neden olur mu?

Eğer motorunuzun yol alma süresi uzunsa termiği anma değerine de ayarlasınız 0,85'ine de ayarlasanız yol alma süresinde açma olasılığı vardır. Bu durumda lineer olmayan akım trafosu ile termiği bağlama, yol almada termiği köprüleme gibi diğer yöntemlere başvurmanız gerekir.

Sahada motor akımının pensampermetre ile ölçerek bu akım değerinin biraz üzerine termik ayarı yapma şeklinde uygulamalarda olmaktadır. Bu uygulamada akımın, motor gerçek işletme şartında çalışıyorken olması gerekli. Örneğin ölçümü aldığınızda motor milinde olması gerekenden daha az yük vardı ve ampermetrede 70 A okudunuz, termiği de 75 A'e ayarladınız. Bu durumda akım değerini çok küçültmüş olursunuz ve geçici aşırı yüklenmelerde termiğin gereksiz açma yapmasına sebep olabilirsiniz. Ayrıca özellikle sık yol almada açmalara neden olabilir.
 

Motor akım değerlerinin ölçümü bakımlar sırasında sık sık yapılması gerekir. Eğer motorun işletme akım değeri anma akım değerinin %85'inden büyükse bu durumda işletme sırasında motor riskli durumdadır ve motorun ehemmiyetine göre ek koruma tedbirleri gerekebilir.


Kaynak: 
www.kumanda.org