Tristör diğer adıyla SCR (Silicon Controlled Rectifiers), genellikle güç devrelerinde anahtarlama elemanı olarak kullanılmaktadır. İçeriğinde 4 adet yarı iletken tabakası vardır ve 3 adet bacağı vardır bunlar Anot, Katot ve Gate terminalidir.

 

Şekil 1: Tristörün İç Yapısı ve Sembolü

Tristörler, AC ve DC elektrik motorlarının hız ayarlamalarında, yol verme devrelerinde, dönüş yönlerinin değiştirilmesinde, elektronik kontaktörlerde, zaman rölelerinde sıklıkla kullanılan devre elemanıdır. Tristör ile DC motor hız kontrolü yaygın olarak kullanılmaktadır. DC motorlarda hız kontrolü reosta ile de yapılabilir fakat yarı iletken teknolojisinin gelişmesiyle, daha düşük enerji harcaması hem de maliyet yönünden ucuz olmasından dolayı tristörlü devreler tercih edilmektedir.  

 
 

Şekil 2: Tristör ile DC Motor Hız Kontrol Devresi

 

Şekil 2'deki devrede doğrultma işlemi yapıldıktan sonra 12 Volt ile motor sürülür. Motor hızı potansiyometre ile ayarlanır. Diyodun görevi ise motor bobininden devreye dönen zıt gerilimi engeller. Görüldüğü gibi devre köprü diyot ile beslenmektedir. Eğer regülatörler ile beslenseydi çalışmazdı. Çalışmamasının sebebi regülatör şiddeti değişmeyen gerilim verdiği içindir. Aynı zamanda filtre için kondansatörde kullanılmamıştır.
 

 

Asenkron motorlara yol verme denildiğinde ilk aklımıza gelen yolverme yöntemi yıldız-üçgen yolverme yöntemidir. Oysa ki yıldız-üçgen yol verme yöntemi oldukça eski yöntemdir. Günümüz teknolojisinde çeşitli cihazlar üretilmiştir. Bu cihazlar sayesinde daha az kayıplar elde edilerek yıldız-üçgen kullanımı pek tercih edilmemektedir. 

Yıldız-üçgen yol vermede iki sınırlama söz konusudur. Bunlar;

► Akım kontrolü ve moment kontrolü söz konusu olmaması 
► Yıldız bağlantıdan üçgen bağlantıya geçişte ani akım ve moment değişikleri meydana gelmesidir. Bu durum tesisler için istenilmeyen bir durumdur.
 

 

 
 
Aslında yumuşak yol vericilerin yaptığı görevi, yıldız-üçgen veya diğer yol verme yöntemleri ile yapmak mümkündür. Ancak günümüzde geliştirilen mikroişlemci tabanlı cihazlar ile yukarıdaki sınırlamaları geçmek mümkündür.

 

 

Soft starterler şebeke ile motor arasına bağlanırlar (Şekil 5). Soft starterlerde, motora uygulanan gerilim ve motor akımı izlenerek ayarlanır. Mikroişlemci tabanlı olmasıyla kontrol sistemleri ile donatılmış yol vericiler motordaki tork-akım ilişkisini zamana bağlı olarak ayarlamasıyla, motorun devreye girmesi çıkması darbe yapmadan gerçekleşmektedir. Yumuşak denilmesinin sebebi bu yüzdendir.
 

Şekil 3: Bir Yumuşak Yol Verici Bağlantı Şeması

 

 

 

Yumuşak yol verici ile motora tatbik edilen gerilim değerinin istenilen değere göre düzeltilmesi, motorlarda frenleme yapılması, kalkış-duruş süresi ayarları yapmak mümkündür. Ayrıca fazladan enerji kontaktörüne gerek yoktur.

 

 

Şekil 4: Yumuşak Yol Verici Temel İç Devresi

 

Şekil 3'deki devre 4 kısımdan oluşmaktadır. Bu kısımlar;

► Doğrultucu,
► DC Filtreleme,
► Evirici,
► Kontrolör Birimi'dir.
 

Şekil 5: Yumuşak Yol Verme Temel Diyagramı


► İlginizi Çekebilir: Asenkron Motorlara Yol Verme Yöntemleri

 

► Açık Çevrimli Gerilim Kontrolörleri,
► Kapalı Çevrimli Gerilim Kontrolörleri,
► Kapalı Çevrimli Akım Kontrolörleri.
  

 
Moment kontrolörleri ya da tork kontrolörleri yalnızca kalkış momentini ayarlamaya yarar. Bu sınıftaki soft starterlerde akım kontrolü yapamayız. 

Açık çevrimli gerilim kontrolörleri üç fazıda kontrol eder. Kalkış anındaki gerilim değişimini önceden ayarlar. Bu tip yol vericiler harici bir motor koruma sistemi ve istenildiğinde farklı kontaktör ile kullanılmalıdır.

Kapalı çevrim gerilim kontrolörleri açık çevrimden farkı olarak, motor kalkınma akımını feed back yani geri besleme olarak almasıdır. Motor, ayarladığımız akım değerine ulaştığında gerilimin sabit olarak artışını bitirip, sabit gerilimde kalmasını sağlar. Bu sınıftaki soft starterler aşırı yük, faz dengesizliği, düşük akım vs. korumalardan oluşur. Bu tip soft starterler motor koruma özelliğine sahiptir.

Kapalı çevrim akım kontrolörleri ise yumuşak yol vericilerin en iyisi ve en kalitelisidir. Kapalı çevrimli gerilim kontrolörlerinden farkı motor kalkış akımı saniye saniye kontrol edilir. Gerilim kontrolü kullanıcı tarafından ayarlanması gereken değerler, bu sınıfa giren soft starterlerde otomatik olarak soft starter seçmektedir.
 

Soft starterlerin uygulama alanlarına bakacak olursak oldukça geniştir.

► Testereler,
► Presler,
► Karıştırıcı ve Mikserler,
► Santrifüj Pompaları,
► Kompresörler,
► Fanlar ve Üfleyiciler,
► Kırıcılar,
► Hidrolik Sistemler,
► Klimalar,
► Yürüyen Merdivenler.



 

Sürücüye softstarterın daha gelişmişi diyebiliriz. Softstarterlar kalkışı ve duruşu kontrol eder. Kalkış yaptıktan sonra devreyi bypass kontakları üzerinden beslerler ve tristörlerini yormazlar. Duruşta tekrar tristörler yükü üzerine alırlar. Yani yumuşak yolverici başlangıç ve duruşta işlevini yapar. Motorun hızını kontrol etmez. Sürücüler ise yani diğer adıyla hız kontrol cihazları (frekans konvertörleri de denir) frekans kontrol yoluyla motorun hızını değiştirir. Yumuşak yolvericinin tüm özelliklerini bünyesinde barındırır ve ayrıca hız kontrolü de yapar. Çok gelişmiş ayar parametrelerine sahiptirler. Sürücüler yumuşak yolvericilere göre daha pahalı cihazlardır ve boyutları daha büyüktür. Ayrıca sürekli hız kontrolü yaptıkları için lineer yapılı olmayan tristörleri daha çok çalışır ve harmonik yayılımları daha yüksektir. Özetle eğer sadece kalkışta ve duruşta motorun verimli kontrolü ve kalkış akımının engellenmesi isteniyorsa yumuşak yolvericiler, daha gelişmiş fonksiyonlar ve hız kontrolü isteniyorsa motor sürücüler tercih edilebilir.
 

Softstarter arızalarının sebepleri şunlar olabilir:

► Ağır şart bir uygulamada doğru ürün seçilmemişse tristörler aşırı zorlanacağından dolayı bir süre sonra tristörler kullanım dışı kalabilir.

► Eğer yumuşak yolvericinin bağlı olduğu motor kısa süre içerisinde çok sayıda start stop yapıyorsa bu durum da tristörleri aşırı bir şekilde ısıtacaktır. Yumuşak yolvericilerin saatte yapabileceği yolverme sayıları kataloglarında belirtilir. Bu değerler doğrultusunda ürün seçimi yapılmalıdır.

► Nominal akım ve gerilim değerleri dışında çalışması durumunda da soft starter arızalanır ve tristörler yanar. Ani darbe gerilimleri ve gerilim dalgalanmaları da tristörlere hasar verir.

► Çok yüksek rakımlarda ve yüksek sıcaklıklarda yumuşak yolverici güç kaybına uğrayacaktır. Ortam koşulları göz önünde bulundurulmadan yapılmış bir ürün seçimi kısa veya uzun vadede cihazın arızalanmasına sebep olur.

► Softstarter mutlaka termik ve manyetik koruma elemanları ile korunmalıdır. Eğer enerji girişi tarafında bu elemanlar kullanılmadıysa aşırı akımlar cihaza zarar verir.

► Motor ve besleme tarafındaki bağlantı hataları da cihazın doğru çalışmamasının nedeni olabilir.


Kaynaklar:

► Fırat Üniversitesi - Asenkron Motorlara Yol Verme Ders Notları
► Yumuşak Yol Verici ve İnvertör Eğitim Notları