Hız ve frekans kontrol üniteleri olan motor sürücüleri, yaygın olarak inverter olarak da bilinmektedir. Endüstride elektrikli cihazların kontrolünü kesintisiz olarak sağlayan bu cihazlar, aynı zamanda yön, hız, akım ve tork kontrollerini de sağlar.
Peki, bu yaygın olarak endüstriyel alanlarda kullanılan motor sürücüleri nedir, nasıl çalışır ve neden kullanılmalıdır? Yazımızın devamında tüm bu soruların yanıtlarını ayrıntılarıyla birlikte bulabilirsiniz.
Motor Sürücüsü Nedir?
İnverter nedir sorusuna yanıt vermeden önce bu kelimenin zaman zaman Türkçeleştirilerek invertör şeklinde yazıldığını belirtmek gerekir. Bunun yanı sıra AC sürücü ya da VFD adıyla da anılmaktadır. VFD kısaltması Değişken Frekanslı Sürücü anlamına gelmektedir. Bu elektronik cihazlar doğru akımı (DC) alternatif akıma (AC) dönüştürmektedir. Aynı zamanda motor hızının ve torkunun kontrolünden de bu cihazlar sorumludur.
İnverterler; elektronik cihazlar, elektrik motorları, ulaşım ekipmanları gibi günlük hayatta kullandığınız birçok cihazın için bulunabilir. Bu cihazlarda bulunan motorların çalışabilmesi için elektrik enerjisine ihtiyacı vardır. Enerjinin israfını önlemek adına motorun hızını gerekli olan sürece uydurmak oldukça önemlidir. Bu durum özellikle endüstriyel alanlarda ortaya çıkar. Fabrikalardaki enerji ve malzemenin israf edilmesi ciddi maliyetleri ortaya çıkarır. Bu sebeple daha verimli bir üretim sürecini başlatmak ve enerji tasarrufu sağlamak için elektrik motorlarını kontrol cihazı olan invertörler kullanılmalıdır.
AC sürücüler güç kaynağıyla birlikte elektrik motorunun arasında çalışır. Enerji güç kaynağından çıktıktan sonra bu AC sürücüye gider. Enerjinin gelmesiyle birlikte AC sürücü, ayarlanan parametreler doğrultusunda sürücünün kendi sınırları dahilinde bunları düzenler. Düzenlenen parametreler frekans ya da voltaj gibi ayarlardır. Bu aşamada sürücü seçimi yapılan işe ve istenen değerlere bağlı olarak farklılık gösterir. Düzenlenen güç buradan motora gönderilir.
Motor Sürücülerin Yapısı
Motor sürücüler; AC sürücü, doğrultucu ünitesi, DC ara devresi ve inverter devresinden oluşur. Frekans dönüştürücüdeki doğrultucu ünitesi tek ya da çift yönlü olabilir. Tek yönlü doğrultucu ünitesi, şebekeden enerji çekerek motoru çalıştırabilir ya da hızlandırabilir. Çift yönlü doğrultucu ise motorun mekanik dönme enerjisini çekerek, elektrik sistemini geri besleyebilmektedir. Doğru akım devresi, ters çevirme ünitesince kullanılabilecek elektrik enerjisini depolama görevine sahiptir.
Motor, inverter tarafından düzenlenen gücü almadan önce, sürücünün içinde bir süreçten geçmektedir. Giriş gücü doğrultucu ünitesine aktıktan sonra AC voltaj DC voltaja dönüştürülür. Doğru akım bağlantısı, DC voltajı düzleştirir. Sonrasında ise doğru akım voltaj yeniden alternatif akıma dönüşmesi için ters dönüştürme evresinden akar.
Bu süreç sırasında frekans dönüştürücü, gereksinimlere bağlı şekilde motora beslenen frekans ve voltajın ayarlanmasını sağlar. Çıkış voltajının daha yüksek frekansa sahip olmasıyla motorun da hızı artar. Bu durum motor hızının kullanıcı aracılığıyla kontrol edilebileceğini gösterir.
Motor Sürücüleri Nasıl Çalışır?
DC gerilimi alternatif akıma dönüştüren cihaz sistemlerine inverter adı verilir. 1990’lı yılların gelmesiyle birlikte DC motor sürücülerinin yerini AC inverterleri almıştır. Bunun temel nedeniyse doğru akım motorlarının bakım maliyetlerinin çok yüksek olmasıdır. Maliyetler doğru akım motor sürücülerinin kullanımında önemli bir düşüşe neden olmuş ve inverterler çok daha avantajlı bir hale gelmiştir.
AC sürücü, belirli bir doğrultuda çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Alternatif akım cihaza gelerek, burada bulunan diyotlar vasıtasıyla doğru akıma dönüştürülmektedir. Dönüştürülen bu doğru akım daha sonra kondansatörler sayesinde alternatif akıma çevrilmektedir. Bu sayede yeniden AC gerilime dönüştürülebilir. Bu cihaz sayesinde istenen frekansta motora alternatif akım verilebilmektedir. Bu da motorun istenen hızda dönmesini sağlamaktadır.
İnverter kullanmanın birçok farklı avantajı bulunmaktadır. Bu avantajlara sahip olması nedeniyle, çok geniş bir alanda kullanılmaya başlanmıştır. Bu cihazlar evlerde kullandığınız küçük elektronik aletlerden, endüstriyel alanlardaki cihazlara kadar geniş bir alanda kullanılmaktadır.
Motor Sürücülerinin Avantajları
DC gerilimi AC güce dönüştüren invertörlerin kullanımı çok yaygındır. Bunun temel nedeniyse sağladığı avantajlardır. Maliyet açısından sağladıkları avantajlar bilinmekle birlikte bu sürücüler aynı zamanda enerji tasarrufu da sağlamaktadır. Bununla birlikte soft starter, kontrollü çalışma akımı sağlamaları, dönme yönünün pratik biçimde değiştirilmesi ve kolay kurulum gibi birçok diğer avantajı da vardır.
İnvertörlerin başlıca avantajları aşağıdaki gibi sıralanabilir;
Enerji Tasarrufu Sağlar
AC sürücülerden önemli bir oranda yararlanan uygulamaların başında fanlar ve pompalar gelir. Amortisör ve açma, kapama kontrollerinden daha faydalı olan AC sürücülerin kullanılmasıyla birlikte motor dönüşü kontrol edilebilir. Bu da enerji tüketimini yüzde 20 ila 50 arasında azaltabilmektedir. Bu sayede maliyetlerin çok daha aşağıya çekilmesi sağlanabilir.
Kolay Bir Kurulumu Vardır
AC sürücülerin önemli avantajlarından bir diğeri de kurulumunun son derece kolay olmasıdır. Frekans dönüştürücüler daha öncesinden programlanmıştır. İletişim hatları, motor kabloları ve yardımcı ekipmanlar fabrikada kontrol güç kablolarına sahiptir. Hattı yalnızca frekans dönüştürücüyü besleyen güç kaynağına bağlanan yüklenici, oldukça pratik bir kurulum sunar.
Kontrollü Bir Akım
Bir motoru çalıştırmak istiyorsanız, AC motora tam yük akımının yedi ila sekiz katı gerekmektedir. Frekans dönüştürücüler sayesinde başlatma akımı azaltılır. Bu da motorun daha az geri tepmesine yol açar. Bu sayede motorun ömrünü de uzatmış olursunuz.
Soft Starter
Yumuşak yol verici olarak da adlandırılan soft starterlar, düşük frekanslı bir akım sağlayarak motorun başlangıç hızını belirlerler. İstenen hıza ulaşana dek motor devri kademeli olarak artırılır. Operatör, hızlanma ve yavaşlamayı diledikleri zaman ayarlayabilir. Hız kontrol cihazlarının en önemli avantajı ise motora başlangıç anında aşırı akım verilmemesidir. Konveyörlerde ve yürüyen merdivenlerde yaygın olarak kullanılırlar.
Mekanik Tahrik Parçaları Kullanılmaz
Frekans dönüştürücü sayesinde, hız düşürücü ya da arttırıcı herhangi bir cihaz ve dişli olmadan yük için gereken düşük ya da yüksek hız sağlanabilmektedir. Bu durum özellikle bakım maliyetlerinden tasarruf sağlar. Bunun yanı sıra alan gereksinimlerinden de tasarruf edilmiş olur.
Azaltılmış Güç Hattı
AC motorun oluşturulan hat boyunca çalıştırılması, güç dağıtım sisteminde kullanılan voltajın düşmesine, bu da büyük bir boşluğun ortaya çıkmasına neden olabilir. Büyük bir motorun çalışması sırasında sensör ve bilgisayar gibi hassas cihazlar bu duruma müdahale eder. Frekans dönüştürücüler, motoru kapatmazlar. Bunun yerine enerjiyi keserek bu voltaj düşüşünü ortadan kaldırırlar.
Ayarlanabilir Tork
Bu cihazlar sayesinde torku doğru bir şekilde kontrol etmek mümkündür. Bu sayede motorlar hasarlardan korunurlar. Tork limitinin aşılmasını önlemek adına motora uygulanan tork frekans dönüştürücüler ile sınırlanabilir.
Yazar Hakkında
