AC Motor Hız Kontrol Devresi

AC motor hız kontrol

AC motor hız kontrol devresi

Asenkron motorların kutup sayısı ve frekansı değiştiğinde hızı da değişir (n=60.f/p’dir). AC sürücü de denen mikro işlemci elektronik elemanlar ile asenkron motor statoruna uygulanan gerilim frekans oranı motorun çalışma şartlarına bağlı olarak değiştirilerek günümüze istenen devirse istenen moment elde edilmektedir.

Kafesli rotorlu ac motor hız kontrol devresi ayarı için motora uygulanan hız gerilimin frekansını değiştirmek gerekir. Bu amaçla frekans çeviriciler (ac motor hız kontrol cihazları) geliştirilmiştir. Motor hız kontrol devresi, 3 fazlı asenkron motorlar da kullanılır. Bir fazlı kondansatörlü asenkron motorlarda, frekans değiştirerek hız ayarı yapılamaz. Frekans değişimi, kondansatör devresinin reaktansını değiştireceğinden yardımcı sargı devresinin de özelliği değişir. Buna göre motor sargılarına uygulanan AC gerilimin frekansı değiştirildiğinde motor devir kontrol sayısıda değişir, frekans arttıkça motorun hızı da artar.

Tek fazlı yardımcı sargılı daimi kondansatörlü elektrik motoru hız kontrolünü gerilim üzerinden değiştirerek devir ayarı yapılabilir. Ancak Md = KxU² formülünden görüleceği gibi motorun momenti gerilimin karesi ile doğru orantılıdır. Gerilim azaltılırsa moment de azalır. Momentin düşmesinde sorun olmayan yerlerde bu metot kullanılabilir.

AC Motor Hız Kontrol Nedir? AC Motor Hız Kontrol Uygulaması 

Hızla gelişen elektronik, bilgisayar teknolojisi ve güç elektroniği; otomasyon kontrol sistemleri ve kontrol teknolojisinde yeni gelişmeler sağlamıştır. AC elektrik motorların devirlerinin kontrolü büyük önem kazanmıştır.

• AC asenkron motor da devir frekansla ayalanır.
• DC motor da devir gerilimle ayarlanır.

AC motor hız kontrolü, DC motor hız kontrolüne göre daha zordur. Ancak DC motorların üretim ve amortisman giderleri büyüktür. DC motorların fırçalarından çıkan kıvılcımlardan dolayı patlamalı alanlarda kullanılamazlar. Halbuki AC motorların üretim ve amortisman giderleri azdır. AC motorların devir ayarları gerilim sabit kalmakla birlikte frekansla, invertör devreleri ile ayarlanabilirler.

Bundan dolayı günümüzde AC motorların devir kontrolleri daha çekici hale gelmiştir. Sanayi tesislerinde kullanılan 3 fazlı asenkron motorlar, önceleri sabit devirde çalıştırılırdı. Hız ayarlamaları mekanik olarak redüktörlü motorlar ile sınırlı yapılırdı. Günümüzde ise 3 fazlı asenkron motor hız kontrolü bilgisayar ve mikroişlemci kontrollü güç elektroniği, invertör devreleri ile kumanda edilmekle birlikte, piyasada mikroişlemci hız kontrol cihazı imal edilmektedir.

Asenkron motorlarda V/F Oranını Sabit Tutarak Hız Ayarı

Asenkron motorun fırça ve kollektörünün bulunmaması ve  ac motor fiyatları ucuz olduğu için fazla arıza yapmadan çalışması bu motorların yaygın olarak kullanılmasına ve hız ayarının yine asenkron motorlar ile yapılmasına yol açmıştır. Geliştirilen birçok ayar yöntemi arasında endüstride kullanılan kontrollü diyotlar  (Tristör) asenkron motorların hız ayarı alanında yeni bir uygulama alanı açmıştır.
Elektrik ile tahrikte bir uygulama alanına sahip olan 3 fazlı asenkron motor, şönt motor karakteristikli sabit devir sayılı bir tahrik makinasıdır. İşletme özellikleri bakımından her ne kadar doğru akım şönt motoru gibi değilse bile kademeli ve sürekli devir sayısı ayar olanklarına sahiptir. Bundan dolayı devir sayısı ayarı istenen bazı sistemlerde kullanılmaktadır.

Asenkron Motorlarda Hız Ayar Prensipleri

• Statora uygulanan gerilim frekansının değiştirilmesi
• Statora uygulanan gerilim değerinin değiştirilmesi
• Stator sargısı kutup sayısının değiştirilmesi
• Rotora bağlanan direncin değiştirilmesi
• Rotor sargılarına dış kaynaktan uygun gerilim uygulanması

Tristörlü (SCR) AC Motor Hız Kontrolü

Tristör ile doğru akım motor hız kontrolü yaygındır. Günümüzde tristörlü DA motor hız kontrol sürücüleri, reostaların yerini almıştır. Tristörlerin avantajı, reostalı yol vericilere göre enerji tasarrufu sağlar ve maliyetleri düşüktür.

Aşağıdaki devrede tam dalga doğrultma yapıldıktan sonra, 12 volt doğru gerilimle motorun hız kontrolü yapılır. Motor hızı (devir sayısı), potansiyometre ile ayarlanır. D diyodu, motor bobini üzerinden devreye dönen zıt gerilimi ortadan kaldırır. Devre, köprü tipi tam dalga doğrultmaç devresiyle beslenmelidir. Eğer regülatör devreleri ile beslenecek olursa devre çalışmaz. Doğrultucuda kondansatör bulunmamalıdır. Regülatör devreleri, şiddeti değişmeyen doğru gerilim verir. Köprü diyot doğrultmacın ise, çıkışından şiddeti değişen (gerilimin sıfıra düştüğü) gerilim elde edilir.

Tristörlü AC Motor Hız Kontrol

Triyaklı AC Motor Hız Kontrolü

Aşağıdaki şekilde olduğu gibi AC motorun triyak ile kontrol devresi bağlantı şeması ve devrenin kuruluşu  şekildeki devre ile AC seri motorların devir ayarı yapılabilir.

Kondansatörün dolma zamanı potansiyometreyle değiştirilebilir. Kondansatörün dolma zamanı değiştiği için triyakın tetiklenme anı da değişir. Bu motordan geçen akım ayarlandığında hızı da değiştirir. Triyakın parazit sinyallerinden etkilenmemesi için iki adet filtre kullanılır. Triyaka bağlı RC filtresi yüksek frekanslı sinyalleri kendi üzerinden geçirerek tiriyakın etkilenmesini önler. Motora seri bağlanan parazit önleyici bobin, yüksek frekanslı sinyalleri üzerinden geçirmeyerek bastırır. Motorun dönme hızı istenilen şekilde ayarlanır.

Triyak ile yapılan güç kontrol ve gerilim uygulamalarında, triyak üzerinden AC veya filtre edilmemiş DC (her alternansın bitiminde sıfır olan) akım geçirilmelidir; Triyak, normal koşullarda gate (G) tetik almadığı sürece üzerinden akım geçirmez.  Ayrıca her alternans için ayrı ayrı tetiklenmelidir ki triyaka seri bağlı yük çalışmasını sürdürebilsin. Pozitif bir alternans normalde O° den başlar 180° de biter. Triyakın iletime geçirildiği noktaya bağlı olarak alternansın izin verilen bölümünden başlayan akım geçişi meydana gelir. Akım geçtiği sürece yük üzerinde gerilim düşümü olur. Yük üzerindeki gerilimin etkin değeri tetikleme açısı değiştirilerek ayarlanabilir.

Yük olarak üniversal motor, ısıtıcı, kaynak makinası, havya, lamba, kontaktör vs. kullanılabilir. Endüktif yüklerde triyakın zarar görmesini önlemek ve paraziti engellemek: amacı ile uygulama devresinde görüldüğü gibi triyaka paralel olarak bir direnç (R2) ve kondansatör (C2) bağlanır.

Triyak ile yapılan alternatif akım motor hız kontrolü gölge kutuplu motor, üniversal motor gibi bir fazlı asenkron motorlarda uygulanır. Bu kontrol daha çok elektrik süpürgesi, çamaşır makinesi, el breyzi gibi üniversal motorlu cihazlarda kullanılır. Ayrıca 3 fazlı alternatif akım motorlarına yol vermede de kullanılmaktadır. Ancak 3 fazlı motorlara yol verme yönteminde, iki tristörün bir triyak yerine kullanılması daha olumlu sonuç verir.