Aşırı akım açıcıları, aşırı akımın doğurduğu sıcaklığı kullanarak bir açma kumandası verirler. Yük ve çalışma tarzı istikrarsız işletmelerde akıma bağlı korumanın yeterli olmadığını görmüştük. Yazının bundan sonraki kısmında anlatılacak sistemde ise, motor sargılarının içine yerleştirilen sıcaklığa hassas elemanlarla (thermistor elemanları) sıcaklık doğrudan tesbit edilir ve motorun dışında olan başka bir cihaz vasıtasıyla bir açma kumandası verilir.
 

Sıcaklığın tespiti genellikle soğuk direnç elemanlarıyla yapılır. Soğuk direnç elemanları polikristalli Titan-Seramik elemanlardır. Bu elemanların kendilerine has bir sıcaklık sahası içinde elektriki dirençleri çok ani olarak artmaktadır. Bu ani direnç artışı, prensip olarak bir açıcı kontağının fonksiyonuna benzemektedir. Soğuk direnç elemanların dirençlerinin çok ani arttığı sıcaklık derecesine "Nominal açma sıcaklığı" denir. Değişik açma sıcaklığı olan elemanlarda bulunmaktadır.
 

►İlginizi Çekebilir : Termik Röle ile Motor Koruma - 1. Bölüm

Şekil 1: Soğuk direnç koruma sistemlinin çalışma prensibi

 

Thermistor elemanları, motorun dışında bulunan bir açıcı cihaza bağlanır. Normal çalışmada röle devamlı çekik durumdadır. Şayet thermistor sıcaklığı açma sıcaklığını bulursa aniden yükselen thermistor dirençi röle kontağının çalışmasını ve bir açma kumandası vermesini sağlalar. Açıcı cihazlara toplam 1500 ohm'a kadar soğuk dirençli elemanlar bağlanabilir. Bağlantı kablolarının toplam direnci 100 ohm'u geçmemeli ve thermistor bağlantılarının kuvvetli endüktif veya kapasitif alan oluşturabilecek akım kablolarını yakından geçirmek zorunluluğu var ise, ekranlı kablolar kullanılmalıdır.
 

►İlginizi Çekebilir: Otomatik Sigortalar | Elektrik Motorlarının Korunması 3. Bölüm

Beslemesi ayrı olan her motor sargısına ayrı bir thermistor elemanı yerleştirilmelidir. Normal üç fazlı motorlarda, her fazda birer olmak üzere 3 adet thermistor kullanılır. İki ayrı sargılı kutup sayısı değiştirilen motorlarda 6 adet thermistor elemanı kullanılmalı. Eğer açma fonksiyonuna ek olarak, bir ön ihbar fonksiyonu da isteniyorsa, her fonksiyon için ayrı ayrı birer thermistor takımı kullanılacaktır. Şekil 2, ön ihbar ve açma fonksiyonları olan thermistor korumalı bir motor görülmektedir. Ön ihbarın önce gelmesi için, bu fonksiyon için seçilecek thermistorlerin açma derecesi açma fonksiyonlu thermistorlerin açma derecesine göre daha düşük olmalıdır. Thermistor sisteminin iyi çalışabilmesi için, sıcaklığı hisseden elemanların sargıların içine itina ile yerleştirilmesine büyük çapta bağlıdır.

Şekil 2: Thermistör sistemi ile korunmuş bir motor. Sargıların içine ihbar ve açma için ayrı elemanlar kullanılmıştır.

Thermistorler, soğutma havasının çıkışı tarafındaki sargı başlarına yerleştirilir. Sargı tellerinin, hissedici elemanların her taraftan kavramalarına dikkat edilmeli. Ayrıca sıcaklığın tam olarak geçebilmesi için, sargı başları iyice bandajlanmalıdır.

 

Şekil 3: Thermistör elemanının motor sargısı içine montajı

Yerleştirme metodu bir parça değişik olmakla beraber, thermistor elemanlar 6,6 kV'a kadar yüksek gerilim motorlarında da kullanılabilir.

Şayet dıştan soğutmalı bir A.G. motorun nominal açma sıcaklığı bilinmiyorsa aşağıdaki tabloya göre seçilebilir:
 

Tablo 1: Motor gücüne göre Thermistör ayarı

 

►İlginizi Çekebilir: Elektrik Motorlarında Termik Koruma Elemanı Akım Değerinin Ayarlanması

Tablo 2: Thermistör grubunun çalışma renk ve sıcaklık değerleri

 

15 kW'a kadar normal tip motorların frenli kalkışlarında stator sargıları rotora nazaran daha hızlı ısınır. Thermistor elemanları stator sargılarında yerleştirildiğinden, koruma temin edilebilmektedir. Daha güçlü motorlarda ise durum değişiktir. Bu makinelerde rotor statora nazaran çok daha çabuk ısınmaktadır, böylece statordaki thermistorler açma sıcaklıklarına eriştikleri zaman, rotordaki sıcaklık müsaade edilen sıcaklığın çok üstünde olabilir.

Şekil 4: Büyük güçlü motorlarda motor kalkış anında rotor çubuklarından geçen kısa devre akımının rotoru sıcaklığını arttırması

Motorun ömrü bu yüzden kısalabilir. Böyle bir durum, bilhassa motorun soğuk durumda ve frenlenmiş olarak devreye sokulursa meydana gelebilir. Bu kritik durumlardaki tehlikeyi önlemek için Thermistorlere ilaveten üç fazlı bir termik aşırı akım rölesi kullanılırsa termik röle thermistorden önce çalışıp devreyi açacaktır.
 

Bimetal şalterler, thermistor elemanları gibi, sargıların içine monte edilir. Bunlar kapalı bir muhafaza içine yerleştirilmiş, ani hareketli bir kontağı çalıştıran bir bimetal şeritten ibarettir. Sıcaklık dış yüzeyden içteki bimetal elemanına doğrudan nüfuz eder. Şalterlerin ebatları gayet küçüktür. Bir açıcı kontakla donatılırsa, motor devresini açabilir. Bir kapayıcı kontak ise ihbar maksadıyla kullanılabilir. Normal olarak bimetal şalterler 50 ila 224°C dereceleri arasında çalışacak şekilde imal edilir. Yukarda, thermistor konusunda da izah edildiği gibi, bazı hallerde (büyük motorların soğuk durumda frenli rotorla devreye alınması gibi) sargı içindeki sıcaklığa göre çalışan koruyucu teçhizat tam olarak koruma yapmadığından, ayrıca ana şalter veya kontaktörde üç fazlı aşırı akım rölesi bağlanmalıdır.
 

Büyük yüksek gerilim motorlarında, iki kademeli sargıların üst ve alt tabakalarında ve sargı oyukları içinde olmak üzere umumiyetle 3 veya 6 direnç termometresi yerleştirilir. VDE 0530'a göre, 5 MW ve daha büyük motorlarda veya stator uzunluğu 1 m den fazla olanlarda 6 adet sıcaklık elemanı kullanılmalıdır.
 

Ağır yol alma şartları (yüksek atalet momentli iş makineleri, ağır karşı moment, sık tekerrür eden yol alma ve çalışma periodları) altında çalışan yüksek gerilim motorlarında, rotor sargılarının radyasyon termometreleri ile kontrolü sağlanır. Bu cihazlar motor yatak kapağında monte edilen bir ölçü kafası ile dışarda tesis edilen bir sıcaklık göstergesinden ibarettir. Sıcaklık ölçme kafası rotorun kısa devre çemberinin karşısına monte edilir, bu şekilde çemberin ve dolayısıyla rotorun sıcaklığını ölçer. Ölçme kafası içinde enfrafurj radyasyona hassas bir dedaktör ve elektronik bir konvertör bulunur. Elde edilen değerle dışardaki bir sıcaklık göstergesi çalıştırılır. Bu şekilde rotorun devamlı olarak sıcaklığı takip edilebilir, ayrıca gösterge cihazında bulunan iki adet maximum kontağı vasıtasıyla, motorun termik olarak en optimal şekilde kullanılması temin edilir.

Şekil 5: Radyasyon Termometresi montajı

 

Normal çalışma şartları altında “ sigorta, kontaktör, termik röle “ kombinasyonu tatminkar bir koruma şeklidir. Normal olmayan işletme şartları için ( uzun yol alma ve frenleme, sık sık devreye girme-çıkma veya iki fazda kalma gibi ) statoru kritik olan motorlar için thermistör koruması tam emniyet temin eder. Ayrıca thermistör sistemi, soğutma havasını azalması, kesilmesi gibi aşırı akımdan gelmeyen fazla ısınmalara karşıda motorları korur. Rotoru kritik olan motorlar için thermistöre ilaveten aşırı akım röleleri de kullanılmalıdır. 

Kaynak:

► www.kumanda.org