Yumuşak yolvericiler (soft starter), motor yol verme çözümleriyle ilgili problemleri elimine ederek tam hız uygulamalarda motor yol verme ve durdurma için ideal bir çözümdür. Soft starter, motor uçlarına uygulanan gerilimi yumuşak ve karalı bir ivmelenme için kademeli olarak arttırarak asenkron motorlara yol vermeye yarayan mikroişlemci ve tristör tabanlı cihazdır. Softstarter kullanılarak motorun başlangıcı sırasında çektiği yüksek başlangıç akımları azaltılabilir.

Motorlar direk enerjilendiği zaman tam devirde ani kalkış ve duruş yaparak sistemlerde mekanik arızalara neden olabilir; ayrıca şebekeden büyük miktarda enerji çekerek şebekede gerilim düşümününe sebep olurlar. Yumuşak yol vericiler kalkınma anında motorun kalkınma akımını sınırlıyarak motorun tam devrine ulaşıncaya kadar geçen zamanda darbe yapmadan yumuşak rampa sağlayarak motor akımının kademeli olarak yükselterek motor ve mekanik ekipmanların ömrünü de uzatmış olur. Soft starterler yumuşak kalkışlar sayesinde büyük bir oranda enerji tasarrufu gerçekleştirmektedir. Yumuşak yol vericiler genelikle Testereler, Yürüyen merdivenler, Konveyörler, Karıştırıcılar ve mikserler, Kompresörler ve Santrifüj pompaları gibi hız ve tork kontrolü gerektiren uygulamalarda kullanılır. Eski yol verme yöntemi olan yıldız-üçgen kullanımı artık pek fazla tercih edilmeme durumuna gelmiştir.

►İlginizi Çekebilir: Demeraj Akımı Nedir? Nasıl Oluşur? Önlemek İçin Ne Yapılır?
 

Bu yazıda yumuşak yolvericilerin yaygın olarak kullanılan 6 ayar parametresi kısaca açıklanmıştır. Diğer ayarlar yumuşak yolvericinin tipine ve üreticiye göre değişiklik gösterebilmektedir. Bu ayarlar potansiyometre, değişken dip anahtar, keypad, bilgisayar ve benzeri cihazlar kullanılarak yapılabilmektedir.

 

Start rampası, yumuşak yolvericilerde başlangıç geriliminden uç gerilime ulaşıncaya kadar geçen süreyi temsil etmektedir. Rampa süresi çok uzun olmamalıdır. Eğer süre uzarsa motorun gereğinden fazla ısınmasına ve aşırı akım rölesinin açmasına sebebiyet verecektir.

Motor yükte değilse, kalkış süresi ayarlanan süreden muhtemelen daha kısa olacaktır. Eğer motor aşırı yükte ise kalkış süresi daha uzun olacaktır.

 

Stop rampası motorun yumuşak duruş gerektirdiği durumlarda kullanılmaktadır. Örnek vermek gerekirse pompa ya da konveyör bant yumuşak duruş gerektirmektedir. Stop rampası da start rampasının simetriği olarak uç gerilimden stop gerilimi yani başlangıç gerilimine ulaşıncaya kadar geçen süreyi göstermektedir. Eğer rampa süresi 0 olarak ayarlandıysa, motorun durması, normal duruş olarak gerçekleşecektir.

►İlginizi Çekebilir: Yumuşak Yolvericiler (Soft Starter)

 

Bazen pedestrian gerilimi ya da torku olarak isimlendirilen başlangıç gerilimi, bir yumuşak yolvericinin start ya da stop rampalarının başlangıç veya bitiş noktalarıdır. Motorun dönme momenti gerilimin karesiyle orantılı olarak değişmektedir ve gerilim çok düşük değere set edilirse, örneğin %20 değerine set edilsin;
 
Başlangıç momenti  = 0.04 = yalnızca %4 olacaktır ve motor sıfırdan kalkınmayacaktır. Başlangıç gerilimi çok düşük olursa da yolverme süresi uzayacak ve motor fazladan ısınacaktır. Bu nedenle motoru gereğinden fazla ısınmaya maruz bırakmadan doğrudan kalkışı sağlayacak, yeterli başlangıç gerilim seviyesini belirlemek çok önemlidir.

 

Akım sınırı, başlangıç gerilimi set değeri ve start rampası ile ideal kalkışın zor olduğu,  sınırlı bir başlangıç akımının gerektiği ve zorlu kalkış uygulamalarında kullanılabilmektedir.
 
Akım sınır değerine ulaşıldığında, yumuşak yolverici, akım değeri sınır değerinin altına düşene kadar geçici olarak gerilim artışını durdurur. Akım uygun değere düştüğünde ise gerilim artışı uç gerilim değerine ulaşana kadar tekrar devam eder. Yolverme akımı motorun anma değerine ulaşmasını sağlayacak büyüklükte olmalıdır. Olası en düşük akım değeri yükün özelliklerine bağlıdır.
 
Ancak bu özellik yumuşak yolvericilerin hepsinde mevcut bulunmamaktadır.
 

 

Yumuşak yolvericilerde kullanılan akım sınır fonksiyonu
 

Yavaşlama gerilimi stop rampasının özel bir fonksiyonu olarak kullanılmaktadır. Stop rampası aracılığıyla motor durdurulduğunda motor hızı aniden düşmeyecektir. Yavaşlama gerilimi fonksiyonu, stop rampası başladığı anda motor devrinin de düşeceği bir seviye ayarlamayı mümkün kılmaktadır. Böylece motorun çok daha düzgün şekilde durması sağlanır.

Az yüklü motorlar için, çok düşük gerilimlere ulaşmadan hızda bir düşüş görülmez ancak yavaşlama gerilimi fonksiyonunu kullanarak bu olgu ortadan kaldırılabilmektedir. Özellikle pompaları durdurma konusunda çok yararlı olmaktadır.

►İlginizi Çekebilir: Asenkron Motorlara Yol Verme Yöntemleri

 

Ayarlanabilir nominal motor akımı, kullanılan motor için yumuşak yolvericilerde motor nominal akımının set edilmesini mümkün kılar. Bu ayar elektronik aşırı akım rölesinin açması ve akım sınırı fonksiyonunun seviyesi gibi diğer değerleri de etkilemektedir.
 

 

 

Soft starterler şebeke ile motor arasına bağlanırlar. 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.

 
Yumuşak Yol Verici Temel İç Devresi

 

Yumuşak yol verici bağlantı şemasıdevre 4 kısımdan oluşmaktadır. Bu kısımlar;

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

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.


Kaynak:

►Electrical-engineering-portal
►ABB
►elektrikde.com