Yumuşak Yolverici Nedir?

Yumuşak yol verici, üç fazlı orta gerilim sincap kafesli asenkron motorlarda kullanılan bir elektronik motor kontrolörüdür. Motorun çalıştırılması sırasında kontrollü başlatıcı, motora sağlanan voltajı veya akımı kontrol eder. Motor yolverme performansı, motor tarafından üretilen torku optimize ederken toplam yolverme akımını azaltarak optimize edilir.

Bu teknik makale, orta gerilim alanındaki elektrik mühendislerine yumuşak yolvericinin nasıl çalıştığını, motor kontrolünde ne gibi faydalar sunduklarını ve son olarak kullanıldığı ana uygulamaları anlamalarına yardımcı olmayı amaçlamaktadır.
Örnek olarak, şemalarda Aucom'un yumuşak yol vericileri kullanıldı.

İçerik tablosu:


  1. Yumuşak Yolverici Teknolojisi
  2. Yumuşak Yolverici Kullanmanın Faydaları
  3. Özel Yumuşak Yolverici Uygulamaları



1| Yumuşak Yolverici Teknolojisi

Yukarıda belirtildiği gibi, motor başlatma performansı, toplam başlatma akımı düşürülerek optimize edilir. Motor durdurma, çıkış voltajının önceden belirlenmiş bir süre boyunca düşürülmesiyle de kontrol edilebilir. Bu, özellikle pompalama uygulamalarında su darbesini ortadan kaldırmak için kullanışlıdır.

Voltajı kontrol etmek, motora sağlanan akımı kontrol eder. Motor terminal voltajının kademesiz kontrolü, yıldız-üçgen veya ototrafo başlatıcılar gibi düşük voltajlı başlatmanın elektromekanik biçimleriyle ilişkili akım ve tork geçişlerini ortadan kaldırır.
Şekil-1: SCR konfigürasyonu (faz başına)



Şekil-2: Gerilim dalga biçimi



Motor voltajını kontrol etmek için tasarlanmış yumuşak yolvericiye açık çevrim kontrolör denir. Motor akımını kontrol etmek için tasarlanmış yumuşak yolvericiye kapalı çevrim kontrolör denir.

1.1| Açık Çevrim Kontrolörler

Açık çevrim yumuşak yolverici kontrolörleri, başlatma performansı hakkında geri bildirimde bulunmaz ve zamanlayıcılar tarafından kontrol edilen önceden ayarlanmış voltaj geçişlerini takip ederler. Açık çevrim yumuşak yolverici kontrolörleri, bir voltaj adımı veya zamanlamalı voltaj rampası yaklaşımı kullanabilir.

Şekil-3: Açık Çevrim Kontrolör



Voltaj adım kontrolörlü yolvericiler

Voltaj adım kontrolörleri (aynı zamanda ayaklı kontrolörler olarak da adlandırılır), başlangıçta önceden ayarlanmış bir voltaj seviyesi uygular, ardından kullanıcı tanımlı bir sürenin ardından tam voltaja geçer. Voltaj adımlı yol vericilerin, kapalı geçişli elektromekanik yol vericilere göre çok az avantajı vardır ve nadiren kullanılırlar.

Şekil-4: Voltaj adım kontrolörü



Burada,


  1. İlk çalıştırma voltajı
  2. Başlatma saati
  3. Tam voltaj


1.1.2| Zamanlamalı gerilim rampası kontrolörlü yolvericiler

Zamanlamalı gerilim rampası kontrolörleri, voltajı kullanıcı tanımlı bir başlatma voltajından kontrollü bir oranda tam voltaja yükseltir. Zamanlamalı voltaj rampası, düşük maliyetli yumuşak yolvericilerde yaygın olarak kullanılır.
Şekil-5: Zamanlamalı gerilim rampa kontrolü




Burada,


  1. İlk çalıştırma voltajı
  2. Başlatma saati
  3. Tam voltaj


Yüksek atalet yükü, akımın en aza indirilmesi için yavaş bir rampa süresi gerektirir. Başlangıç voltajı hızla yükselirse, akım kilitli rotor akımına yaklaşabilir. Düşük bir atalet yükü, kısa bir rampa süresi gerektirir.

Aşırı başlatma süresi, motor tam hıza ulaştığında kararlı çalışma için yetersiz voltaja neden olabilir.

1.2| Kapalı Çevrim Kontrolörler

Kapalı çevrim kontrolörlü yolvericiler, motordaki özellikleri izleyen bir veya daha fazla geri besleme döngüsüne (çevrimine) sahiptir. Yolverici, izlenen parametreleri kontrol etmek için motora giden voltajı ayarlar.

Şekil-6: Kapalı Çevrim Kontrolör



Burada,


  1. Akım trafosu geri beslemesi.

Ortak kapalı çevrim sistemleri şunlardır:

  • Sabit Akım veya Akım Limiti
  • Zamanlanmış Akım Rampası
  • Sabit hızlanma


1.2.1| Sabit akım kontrolörlü yolvericiler

Sabit akım yolvericileri, başlangıç akımını izler. Çıkış voltajının arttırılması veya azaltılması, motora sağlanan akımı arttırır veya azaltır. Motor hızlandıkça stator empedansı yükselir ve akımı sabit tutmak için voltaj da yükseltilir. Voltaj ve hız arasındaki kesin ilişki motor tasarımına bağlıdır.

Sabit akım başlatıcı ile motor tam hıza ulaştığında tam tork mevcuttur.

1.2.2| Zamanlamalı akım rampası kontrolörlü yolvericiler

Zamanlamalı akım rampası kontrolörlü yolvericiler, akımı seçilen bir başlatma seviyesinden kontrollü bir oranda maksimum başlatma akımına yükseltir. Bu, başlangıç torku gereksinimlerindeki çeşitliliği sağlar veya maksimum başlangıç torkunu sınırlamadan azaltılmış başlangıç torku sağlayabilir.

Tipik uygulamalar, değişen yük koşulları altında çalışan konveyörler ve düşük hızda çok düşük tork gerektiren pompalardır.

Bu yöntem ayrıca, başlangıç yükü jeneratör setine kademeli olarak uygulandığından, jeneratör kaynaklarıyla çalışan motorlara da uygundur. Bu, motorun çalıştırılması sırasında jeneratör setinin kararlı voltaj ve frekans kontrolünü sağlar.

1.2.3| Sabit hızlanmalı kontrolörlü yolvericiler

Sabit hızlanma veya lineer hızlanma yol vericiler, motor miline bağlı bir tako jeneratörü aracılığıyla motor hızını izler. Motora uygulanan voltaj, seçilen bir hızlanma süresi boyunca sabit bir hızlanma oranı sağlamak için kontrol edilir.

Özellikle sıkışan yükler için bir potansiyelin bulunduğu uygulamalarda, maksimum başlatma akımını sınırlamak için bir akım sınırlama devresi de kullanılabilir.

Şekil-7: Sabit hızlanmalı kontrolör



burada,


  1. Tam voltaj başlatma akımı
  2. Akım sınırı
  3. Tam voltaj başlatma torku
  4. Akım sınırında tork çıkışı
  5. Hızlanma torku
  6. Yük tork eğrisi



2| Yumuşak Yolverici Kullanmanın Faydaları

2.1| Elektriksel Faydaları


  1. Uygulama gereksinimlerini karşılamak için başlatma akım seviyelerini en aza indirin. Bu, elektrik arzındaki genel talebi azaltır.
  2. Motorun başlatılması ve durdurulması sırasında akım geçişlerini ortadan kaldırın. Bu, diğer ekipmanların performansını etkileyebilecek ve ciddi durumlarda ekipman arızasına neden olabilecek besleme voltajı düşüşlerini önler.
  3. Elektrik tragosunun, şalt cihazlarının ve kablonun boyutunu küçültür.
  4. Elektrik tedarikçisinden maksimum talep ücretlerini azaltır.


2.2| Mekaniksel Faydaları

1.Uygulama gereksinimlerini karşılamak için başlatma torku seviyelerini en aza indirir. Bu, elektromekanik başlatma yöntemleriyle ilişkili mekanik olarak zarar verici tork geçişlerini ortadan kaldırır.

2. Motor milinden yüke düzgün, kademesiz tork uygulanır. Bu şunları yapabilir:

  • Pompalama uygulamalarında boru hattının basınç dalgalanmalarını ve su darbesini azaltır.
  • Kayışla tahrik edilen yüklerle ilişkili kayış kaymasını ortadan kaldırır.
  • Büyük bantlı konveyör uygulamalarıyla ilişkili bant sallantılarını ortadan kaldırır.


3. Bakım maliyetlerini ve üretim kesintilerini azaltır.

2.3| Uygulama Faydaları


  1. Herhangi bir motor ve yük kombinasyonu için performansı optimize eder.
  2. Yumuşak durdurma, pompa uygulamalarında su darbesini azaltır veya ortadan kaldırır.
  3. Basitlik sunar. Kontrollü başlatıcı, tek bir pakette eksiksiz bir motor kontrol çözümü sunar. Buna gelişmiş motor koruması, uzaktan kontrol/izleme için giriş/çıkış sinyalleri ve çok çeşitli iletişim seçenekleri dahildir.