Toplam motor gücü, sürücü gücünü geçmediği sürece bir sürücünün çıkışına birden fazla motor bağlanabilir. Burada motorların eşit güçte olması gibi bir şart yoktur. Sadece toplam gücü geçmemesi şartı aranır. Unutulmaması gereken nokta sürücü çıkışlarındaki motorlarda sadece frekans kontrolü olacağıdır. Bu bağlantı ile motorların moment kontrolü doğal olarak yapılamaz. Endüstride bir bandı çeken birden fazla motorun sürülmesinde bu yönteme sıklıkla başvurulur.
 

Şekil 1: Bir sürücü çıkışına birden fazla motor bağlanması

Eğer sürücü çıkışındaki motorların moment kontrolünün de yapılması isteniyorsa bu durumda sürücünün ilk kısmı olan doğrultucu ortak bir DC barayı besler ve her motor kendisine ait inverter ile bu DC baraya bağlanır. Bu bağlantıda motorlardan rejeneratif çalışanlar DC baraya enerji akışı sağlasa da bu enerji diğer motorlar tarafından kullanılacağından şebekeye basılmasına veya deşarj direncinde harcanmasına gerek kalmayacaktır.
 

Şekil 2: Ortak DC baralı sürücüler

Şekil 1 ve 2'de verilen iki bağlantıda sürücü maliyetlerinin düşürülmesine yöneliktir.

 

► İlginizi Çekebilir: Motor Sürücüleri | 1. Bölüm | Güç Elektroniği Anahtarlama Elemanları

 

Daha önceki yazılarımızda belirttiğimiz gibi piyasada çok fazla sürücü markası bulunmaktadır ve bu markaların çok çeşit sürücü modelleri mevcuttur. İmalatçı şirketin kullandığı teknolojiye bağlı olarak sürücüler arasında bazı farklar olsa da bu yazıda en temel bağlantı özelliklerinden bahsedeceğiz.

Sürücünün besleme gerilimine uygun olarak (1 veya 3 fazlı) motor gücüne göre ilgili kesitteki kablo ile besleme girişi yapılır. Sürücü ile motor arasında bağlantı yine besleme kablo kesitinde fakat ekranlı kablo ile yapılmalı ve kablonun ekranı her iki taraftan da (motor ucu ve sürücü ucu) topraklanmalıdır. Motora ekranlı kablo ile bağlantı yapılmasının nedeni sürücü çıkışındaki gerilimin çok yüksek frekanslı palslerden (20 kHz'yi bulan ) oluşması ve bu palslerin oluşturduğu parazitlerin haberleşme sistemleri ve elektronik cihazlarda bozucu etkiye neden olmasıdır. Ekranlı kablo sayesinde bu parazitler topraklanacaktır. Sürücü üzerindeki basit bir oparatör panelden veya sürücüye bağlanacak bir bilgisayar üzerinden sürücüyü programlamak mümkün olacaktır. Sürücünün programlanması hız, moment, kalkış süresi (rampası, duruş süresi (rampası), gibi birtakım parametre listesine değer girme şeklinde olacaktır.
 

► İlginizi Çekebilir: Motor Sürücüleri | 2. Bölüm | Kontrollü Kaynaklar

Sürücü üzerinde en az bir adet analog giriş bulunmaktadır. Bu giriş 0 - 10 V arasında bir referans gerilimi ile o an için motorun sahip olması gereken hız bilgisi verilmektedir. Burada 0 V – 0 dev/dak ve 10 V – maksimum hıza karşılık gelmektedir. Sürücü eğer tek başına çalışıyorsa hız bilgisi bir potansiyometrenin gerilim bölücü olarak analog girişe bağlanarak sağlanabilir veya oparatör panelindeki tuşlardan hız bilgisi girilebilir. Eğer sürücümüz bir otomasyon sistemi içerisinde diğer cihazlarla beraber çalışıyorsa hız bilgisi bir PLC'nin veya diğer kontrol ünitelerinin anolog çıkışlarından verilebilir. Örneğin sistemdeki akış ölçerden alacağı analog bilgiye göre bağlı olduğu pompanın devrini dolayısıyla akışını kontrol edebilir.



Sürücüler üzerinde analog çıkışlarda bulunabilir. Bu çıkışlar motorun o anki hızını ve momentini (akımını) verebilir. Tek başına çalışan sürücülerde bu analog çıkışlar birer ölçü aletine bağlanarak sürücüyü kullanan oparatörün mevcut durumdan haberdar olması sağlanabilir. Otomasyon sistemi içinde olan sürücülerde ise bu analog gerilim değerleri PLC veya diğer kontrolörlerin analog girişine bağlanarak bir geri döngü sağlanır. Örneğin PLC bant motoruna ait sürücünün analog girişine hız bilgisini gönderip sürücünün analog çıkışından bunu kontrol eder ve devir (veya moment) istenen değerde değil ise vermekte olduğu hız bilgisini değiştirerek istenen değeri elde etmeye çalışır.
 

► İlginizi Çekebilir: Motor Sürücüleri | 3. Bölüm | İnverter

Sürücüler üzerinde dijital girişlerde bulunur. Bu girişler motor kumandası içi çeşitli işlevlere sahiptir. Bunlar başlatma, durdurma veya devir yönü değiştirmeye ait olabilir. Bu girişlere kumanda butonları bağlanabildiği gibi diğer kumanda elemanlarının kontakları da bağlanabilir. Örneğin kendisinden önceki sistemin çalışmasından belli bir süre sonra çalışması istenen sürücülerde start girişi bir zaman rölesinin kontağı üzerinden verilebilir veya iki nokta arasında hareket eden lineer bir kızağı sürüyorsa yön bilgisi sınır anahtarı kontakları üzerinden verilebilir. Bu dijital bilgiler sürücü üzerindeki oparatör panelinin butonları üzerinden de uygulanabilir. Yine sürücümüz otomasyon sistemi içerisinde çalışıyorsa PLC'nin veya diğer kontrol ünitesinin dijital çıkışları sürücünün dijital girişlerine bağlanarak sürücüye kumanda edilebilir.
 

Şekil 3: Sürücü giriş ve çıkışlarının manuel kontrolü




Şekil 4: Sürücü giriş ve çıkışlarının PLC ile kontrolü

Sürücü üzerindeki dijital çıkışlar ise o anki durum için oparatöre bilgi verebilir ve motorun çalışması, durması veya arıza durumu sinyal lambaları üzerinden takip edilebilir. Yine bu dijital çıkışlar PLC veya diğer kontrol ünitesinin dijital girişlerine bağlanarak otomasyon sistemi üzerinden değerlendirilebilir. Sürücüler üzerinde endüstriyel veri iletişim portları vardır. Sürücüler bu portlardan bilgisayar veya diğer kontrol üniteleri ile online bağlanabilir, veri alabilir veya veri aktarabilir. Bu nedenle sürücü üzerinde bulunan analog – dijital, giriş ve çıkış ünitelerine gerek duyulmayabilir. Analog ve dijital girişlerden verilecek veya alınacak tüm bilgiler bu veri iletişim portu üzerinden bilgisayara veya kontrolöre aktarılabilir ve bilgisayar ekranından veya bir başka oparatör panel üzerinden okunabilir veya değiştirilebilir.

Şekil 5: Sürücü giriş ve çıkışlarının diğer kontrolörler ile kontrolü


Şekil 6: Birden fazla sürücünün giriş ve çıkışlarının PLC ile kontrolü

 

Sürücü içerisindeki yarı iletken anahtarlama elemanları üzerinde oluşan ısının atılabilmesi için elemanlar büyük alüminyum soğutucular üzerine monte edilmişlerdir. Küçük güçlü sürücülerde alüminyum soğutucular sürücü arkasında dışarıya çıkarılmış olabileceği gibi sürücü içerisinde olup açılan pencerelerden hava ile sirkülasyon yaparak soğuması sağlanır.
 

 

Şekil 7: Güç katı alüminyum soğutucu ile soğuyan sürücü




Şekil 8: Güç katı serbest sirkülasyon ile soğuyan sürücü
 

Sürücü gücü büyüdükçe kendinden sirkülasyon yerine fanla hava çevrimi şeklinde soğuma sağlanır.

Şekil 9: Güç katı fan sirkülasyonu ile soğuyan sürücü
 

Sürücülerin pano içerisine montajında dikkat edilmesi gereken noktalar vardır. Bunları şu şekilde sıralayabiliriz.

► Soğutucusu dışarıya çıkarılmış sürücüler pano montaj sacı üzerine sıkıca bağlanmalıdır. Bu sayede montaj sacı soğutucu gibi kullanılabilecektir.

► Sürücülerin hava sirkülasyonunu rahatça yapabilmesi için diğer elemanlar ile etrafları kapatılmamalı, küçük pano kullanılmamalıdır.

► Sürücü pano içerisindeki hava ile soğuyacağı ve bu havayı ısıtacağı için pano iç ısısı düşük olmalı gerekiyorsa panoya havalandırma fanları veya pano klimaları bağlanmalıdır.

► Hava içerisindeki tozun ve nemin zarar vereceği göz önünde bulundurularak sürücüler pano dışarısına bağlanmamalı pano içerisinde ise pano havalandırma delikleri filtreli olmalı ve bu filtreler periyodik olarak pislenmeye karşı değiştirilmelidirler.

► Sürücü bağlantıları ilgili büyüklükteki kablo yüzükleri ile yapılmalıdır.

► Özellikle çıkış klemensi elle dokunmalara karşı dikkat edilmeli sürücünün topraklaması ve çıkış kablo topraklaması unutulmamalıdır.

► Sürücüler pano içerisinde diğer elektronik kontrol ünitelerinden mümkün olduğu kadar uzak tutulmalıdır.

► Sürücü girişi ilgili güçteki motor koruma şalteri, kompak şalter veya sigorta gibi emniyet elemanlarından biri ile şebekeye bağlanmalıdır.
 

► İlginizi Çekebilir: Elektrik Dersleri: Alternatif Akımın Temel Tanımları

Daha öncede bahsettiğimiz gibi eğer motor sürücüleri yüksek başlangıç momentine sahip yüklere yol vermede kullanılacaksa bu durumda motor anma devrine ulaştığında sürücü üzerindeki güç sarfiyatına son vermek için sürücü uçlarına bağlanan bir köprü kontaktörü ile motor sürücüden ayrılarak bu kontaktör üzerinden şebekeye bağlanır. Kontaktörler sürücünün dijital çıkışlarına bağlı olabileceği gibi dijital çıkışın olmadığı sürücülerde bir zaman rölesi kontağı ile devreye alınabilir. Burada dikkat edilmesi gereken sürücü devreden çıktıktan sonra şebeke kontaktörünün devreye girmesi ve kesinlikle kontaktörlerin aynı anda devrede kalmaması gereğidir. Aksi taktirde sürücü çıkışı ile şebeke kısa devre olur.
 

Şekil 10: Sürücü ile bypass kontaktörünün kullanımı
 

 

Şekil 11: Harmonikleri engellemek için hat fitreleri ile birlikte sürücü bağlantısı

Avrupa, Amerika ve TSE standartları bir işletmedeki oluşacak harmonikleri sınırlandırmıştır. Harmoniklerin birinci nedeni olarak görülen motor sürücü imalatçıları sürücülerinin bu sınırlar içerisinde kalması için standart bazı filitreleri sürücüye dahil ederler fakat yeterli olmadığı taktirde sürücüye dışarıdan opsiyonel olarak başka filitrelerde bağlanabilir. Filitreler L-C ( Bobin - Kondansatör ) özellik taşırlar. Şekil 12 ve 13'de çeşitli filitreler gözükmektedir.
 

Şekil 12: Hat fitreleri


Şekil 13: Hat fitreleri

Piyasada çok çeşitli sürücüler bulunmaktadır. Peki hangisini seçeceğiz. AC mi? Yoksa DC mi? Motor sürücümüzün özellikleri ne olacak?

Bütün bu soruların cevaplarını verebilmemiz ve kullanıma en uygun sürücüyü seçebilmemiz için öncelikle kullanacağımızın işin tanımını çok iyi belirlememiz gerekmektedir. Motor hızı ne kadar büyük olursa motor hacmi o kadar küçük olacaktır. Hızları birkaç yüz devrin altında olan motorların kullanılması pek görülen bir uygulama değildir. Onun yerine yüksek devirli motorların devri redüktörler ile düşürülerek istenen devir elde edilir. Endüstriyel şartlarda kullanılan motorların devirleri genellikle 300-1500 dev/dak'dır.

Kontrol edilecek yükün geniş bir aralıkta hız kontrolü gerektirip gerektirmediği bilinmelidir. Eğer geniş bir aralıkta devir ayarı ve sabit bir moment isteniyorsa burada önerilen DC motor ve sürücüdür. Çünkü bu motorlarda düşük devirlerde ısı artışı çok fazla olmamaktadır. Ama yüksek devirli bir asenkron motoru sürücü ile düşük devirlerde çalıştıracak olursak düşük devirlerde motor gerekli vantilasyon soğumasını sağlayamayacağı için yanabilecektir (harici soğutma sistemi gerektirir buda maliyeti arttırır).



Diğer yandan hız ayarı çok büyük aralıkta olmayacak uygulamalar için standart bir asenkron motor ve AC sürücü DC ye göre daha ekonomik olacaktır. Geniş bir aralıkta devir ayarı gerektiren yük eğer bir fan ise bu durumda AC sürücü kullanılabilir. Çünkü fanlarda düşük devirde moment de düşük olacak ve motor gerekli vantilasyonu sağlayamasa da motor az akım çekeceği için ısı artışı olmayacaktır. Diğer yandan devirde hassas kontrol istenen durumlarda kapalı döngülü bir sürücü kullanılırken, hassas olmayan bir devir kontrolünde açık döngü kontrol sistemine sahip basit bir sürücü seçilebilir. Eğer asansör ve vinç gibi çok sık dejenarif çalışma yapan yüke sahip isek bu durumda sürücünün şebekeye enerji basabilen özelliğinin olması uzun vadede yararımıza olacaktır. Yine çalışma sırasında çok sık devir değiştirmesi gereken yerlerde frenleme süresi kısa olacağı için sürücünün deşarj direncine sahip olması veya şebekeye enerji basabilen özelliğinin olması faydalı olacaktır. Sürücünün otomasyon sistemine entegrasyonuda çok önemlidir. Eğer sürücü otamasyon sisteminin bir parçasını oluşturuyor ise sürücüden dinamik olarak veri alabilmeli veya yeni çalışma değerleri gönderebilmeliyiz. Bunun için sürücünün diğer kontrol üniteleri ile endüstriyel veri iletişimi sağlayabilmesi gerekmektedir. Diğer yandan çok sayıda aynı ortamda çalışan motor sürücüleri için ortak DC bara kullanımı ve getireceği ekonomiklikte üzerinde düşünülmesi gereken bir noktadır. Bu kadar teorinin yanında marka belirlemede; kullanım kolaylığı, müdahale edebilecek yetişmiş teknisyen varlığı, kolay yedek parça bulma ve teknik destek sağlama ve de gerekli dokümantasyona sahip olmada önemlidir.

Gelecek yazılarımızda görüşmek üzere...

Kaynak:

► www.kumanda.org