BÜYÜK ELEKTRİK MOTORLARINA YOLVERMEDE KULLANILAN ÜÇ ŞALTER METODU

BUY UK ELEKTRİK

MOTORLARINA Y OLVERMEDE

KULLANILAN ÜÇ ŞALTER METODU

bobini olarak etki eder. Eğer motorun anma akımında bu şelf bobinindeki ge rilim düşümü, ototransformatör'ün seri sargısının gerilimine eşit kılınırsa, a3 şalterinin açılmasında bir darbe mey dana gelmez.

c) Üçüncü ve son aşamada da motor iyice hızlandıktan sonra a2 şalteri ka patılır. Böylece a1 ve a2 şalterleri üze rinden motora tam şebeke gerilimi uy gulanmış olur.

Uygun röleler aracılığı ile yolvermenin otomatik olarak akışı sağlanır.

Nusret ALPERÖZ *

Bilindiği gibi, elektrik motorlarının yolverme esnasında çektikleri bü yük akımları azaltmak için çeşitli yolverme metodian kullanılmaktadır. Büyük motorlarda, bu amaçla kullanılan en yaygın metodlardan biri üç şalter metodudur. Bu makelede, bu metodun genel prensipleri anlatılmaya çalışılmıştır.

Bu metodun diğer bir adı da Korn dorfer metodudur. Büyük elektrik motorlarına yolvermede kullanılır.

Yolverme Şekil 1'de gösterildiği gibi bir ototransformatör üzerinden üç şalter ile üç aşamada yapılır.

Yolverme başlamadan a3 şalteri ka palı, a1 ve a2 şalterleri açıktır. Bu durumda:

a) a1 şalteri kapatılarak motora kısmi gerilimle yolverilir.

b) Motor yeterince hızlanarak, senk ron devir sayısının % 85 95 ine eriş tikten sonra, ototransformatör'ün yıl dız noktasındaki a3 şalteri açılarak uyarma akımı kesilir. Böylece otot ransformatör' ün seri sargısı pasif bir eleman olarak, yani seri bağlı bir şelf

L /aZ a3

i»

1' a 3

a1 a2

( M ) Sekili

ÜÇ ŞALTER

metodu

]

ile yol

verme

(*) AEG ETİ Elektrik End. A.Ş. / Elk. Yüksek Mühendisi.

Bütün yolverme metotlarında olduğu gibi, bu yolverme metodunda da amaç, yolverme esnasında şebekeden çekilen akımı azaltmak ve böylece yolverme esnasında motorun bağlı olduğu şebe kede aşırı gerilim düşümleri meydana gelmesini, aynı şebekeye bağlı olan di ğer motor ve cihazların bu aşırı gerilim düşümlerinden etkilenmesini ve zarar görmesini önlemektir. Bu yolverme me todunda yolverme esnasında stator akımı hiç kesilmediğinden motor, iş makinası ve şebeke üzerine herhangi bir darbe gelmez.

Şekil 2'de gösteri

len iki şalter meto

dunda ise önce a1

şalteri kapatılır mo

tor kısmi gerilimle

yolalır ve hızlandık

tan sonra a1 şalteri

açılarak a2 şalteri

kapatılır. Bu işlem

esnasında motor

kısa bir süre geri limsiz kalır ve gerek motor ve gerekse şebeke üzerinde

Şekil 2 İKİ ŞALTER metodu ile yolverme

bir yük darbesi meydana gelir. Burada

ototransformatör'ün yıldız noktası içer

de sabit olarak teşkil edilmiş olduğun

dan, a1 şalteri açılmadıkça uyarma akı

mı kesilmez ve seri sargının iki ucu ara

sındaki gerilim farkı sıfır olmaz. Bu du

rumda a1 şalteri açılmadan a2 otot

ransformatör'ün seri sargısı kısa devre

edilmiş olur.

Kısmi gerilimle yolvermede akımlar: Kullanılan simgeler ln Motorun anma akımı la Direkt yolvermede (DOL: Direct On Line) yolalma akımı

380 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ

Şekil 3 KISMI GERİLİMLE yolvermede gerilim ve akımlar

Un Şebeke gerilimi U, Yolvermenin birinci aşamasında motora uygulanan kısmi gerilim.

a U,/Un(a<1) lo Yolverme transformatör'ünün boş daçalışma akımı. Motorun çektiği akım, motora uygu lanan gerilimle orantılı olarak değişe ceğinden ve yol verme esnasında şebeke geriliminin a katı (a < 1) uy gulandığından, kısmi gerilimle yolver mede motorun çekeceği yolalma akı mı da direkt yolvermede çekeceği yolalma akımının a katı olacaktır:

Bu akımın a.lm kadarı seri sargıdan, yani şebekeden, (1 a). lm kadarı da paralel sargıdan geçer (Şekil 3). Böylece, olur. Yani gerilimi a oranında azaltmakla direkt yolvermeye nazaran motorun çektiği akım a oranında, şebekeden çekilen akım ise a2 oranında azalmış olur. Ancak motorun döndürme momenti motora uygulanan gerilimin karesi ile orantılı olduğundan, motorun dön dür/ne momenti de a2 oranında azalır. Kısmı gerilim, yani a sayısı ne kadar küçük tutulursa, a2 ile orantılı olan şebeke akımı da o kadar küçük olur ancak motorun döndürme momenti de a2 ile orantılı olarak azalır Bu ba kımdan motorun ve buna bağlı olan iş makinasının karşı moment karakte ristiği gözönüne alınarak, kısmi geri lim, sistemin kalkışına engel olmaya ı / ) A 380 ELEKTRİK 1 j\3 MÜHENDİSLİĞİ

cak bir seviyeye kadar indirilmelidir. Burada ototransformatör'ün seri ve paralel sargılarından geçen akımlar sadece (2) ve (3) bağıntıları ile he saplanan akımlardan ibaret değildir. Ayrıca ototransformatör'ün lo boşda çalışma akımının da hesaba katılması gerekir. a3 şalteri açıldıktan sonra seri sargının istenilen değerde bir şelf et kisi yapabilmesi için ototransforma tör'ün demir çekirdeğinin bacakların da ve bacakların boyunduruklarla bir leştikleri yerlerde hava aralıkları var dır. Bu nedenle bu tip transformatör lerin boşda çalışma akımları normal transformatörlere nazaran çok bü yüktür. Demir kayıpları ise genel ola rak endüksiyon oldukça küçük seçil diğinden çok küçüktür. Bundan dolayı demir kayıplarına karşılık olan aktif akımı ihmal ederek, boşda çalışma akımını transformatör'ün mıknatıslan ma akımına eşit, yani tam endüktif bir akım olarak kabul etmekle kayda de ğer bir hata yapılmış olmaz.

Şimdi bu boşda çalışma akımını he saplayalım. a3 şalteri açıldığında ototransformatör'ün seri sargısından geçen akım motorun anma akımına eşittir. Yukarıda da belirtmiş olduğu muz gibi geçişin darbesiz olması için bu durumda seri sargıda meydana gelen gerilim düşümü, seri sargı geri lime eşit olmalıdır. Tüm sargının re aktansını X, seri sargısının reaktan sını da Xs ile gösterir ve Un / y j = lo.x olduğunu gözönüne alarak, kısmı ge rilimle yolvermede (1 a). (Ujfş) de ğerindeki seri sargı gerilimini, şelf bo bini olarak çalışmada motorun anma akımında sen sargıda meydana gelen ln.Xs gerilim düşümüne eşitlersek,

).^ln

A x'

°"(1 a) X

UIÜI Diğer taraftan endiıkîans ve en duktıf reahictnsiar, barım saylarının kareleri ile •., antılı olduğundan.

xs w

dir. (7) bağıntısı (6) bağıntısında yeri ne konularak, bağıntısı bulunur. Bu l0 akımı seri sargı akımına (ls) ilave edilerek ve paralel sargı akımından da (lp) çıkarılarak bjj sargılardaki ger çek l's ve l'p akımları bulunur, Şekil 4. Ancak yolverme akımının cos si çok küçük olduğundan, genel olarak lm ve l0 akımları arasındaki faz farkı çok kü çüktür. Bundan dolayı pratik hesap larda fazörel toplama veya çıkarma yerine cebrik toplama veya çıkarmayı almakla kayda değer bir hata yapıl mış olmaz. Böylece büyük bir yakla şıklıkla;

l n l o = (1 a)acnln( 1(1a )al)ln yazılabilir.

Şekil 4 KISMİ GERİLİMLE yolvermede akım fazör diyagramı

Bu metotda çekirdeği hava aralıksız yolverme ototransformatörlerı de kul lanılabilir Ancak bu durumda otot ransformatörün sen sargısının reak tansı büyük olduğundan, a3 şalterinin açılmasından sonra şelf bobini olarak etkiyen seri sargıdaki gerilim düşümü fazla olur ve statora uygulanan gen iim birinci aşamadaki kısmı gerilime nazaran azalır. Bu durumda a2 şal terinin kapatılması bir dengeleme olayı meydana getirir, bunun sonucu olarak motora bağlı şebekede bir geri atk, ve motor ve buna bağlı iş maki nasının millerinde mekanik salınımlar uyarılır. Gene ayni nedenle, yani seri sargı reaktansının yüksek olması ne deniyle senkron motorların, çekirdeği hava aralıksız yolverme ototransfor matörleri senkronize edilmeleri müm kün değildir. Bu nedenlerle üç şalter meiüdunda

çekirdeği hava aralıklı yolverme otot ransformatörlerinin kullanılması uy gun olur. ÖRNEK 4500 kVV'lık bir motora üç şalter me todu ile yolverme akımları hesapla yalım.

Veriler şunlardır: ln«491A 1, 4,36.491 2141 A C 4,36 Un 6kV

U, 4,26 kV a 4,26/6 0,71

Bu verilerle (1), (8), (9) ve (10) No.lu bağıntılara göre; lm a.c. ln 0,71.436.4,91 1520 A lo (1 a).ln (1 0,71) . 491 142,4 A I1, a2cln + l0 0,712 . 4,36.491 + 142,4 1221,6 A r p ( 1 a ) a c l n l 0 ( 1 0 , 7 1 ) . 0,71 . 4,36.491 142,4 = 298,4 A

bulunur. Böylece yolverme esnasın da şebekeden çekilen akım direkt yolvermeye nazaran 2141 A den 1221,6 A e inmiş olur. Motorun çektiği l m 1 5 2 0 A incos si 0,13 dür.

SONUÇ: Yukarıda açıklamalardan anlaşılacağı üzere; üç şalter metodu büyük mo torlara, motor ve buna bağlı iş maki nası üzerinde mekanik darbe ve salı nımlar meydana getirmeden yolver meyi mümkün kılmaktadır. Ancak, bu amaçla, çekirdeğinde hava aralıkları bulunan uygun yolverme ototransformatörleri kullanılmalıdır.

YORUMSUZ

R E K A I) E T'F.

DAVET

Sevgili Meslektaşımız. PROJE olayında yenibir çağ başlatıyoruz. BilindiğP gibi, yeni kanun ile proje çizimi yapan elektrikçilere serbest meslek makbuzu kesme zorunluluğu getirildi.

Hatır için veya çok düşük bir maddiyat karşılığında her projeye imza atabilen toknisyonimizin bu hakkı e'înden alınmıştır. İmza atmaya dovam edenler TEK'o verdikleri "Projeyi yapan vo yaptıran" formundan, maliye tarafından tesbit edilip imzaladıkları her proje için 50.000 TL. | %3 nisbotinde cezaya tabi tutulmuşlardır.

Sonuçta ödeyemeyeceğimiz kadar çok cezaya maruz bırakılan biz elektrikçiler, proje çizemez, imzalayamaz durumda kaldık. Bunun neticesinde mühendislere proje akını başladı. Bunu fırsat bilenler fiyat arttırımına giderek haksız kazanç elde ettiler.

Bu durumu engelleyebilmek, fazla fiyatla proje çizilmesini önlemek vo dernoğimizin gelirinin kesilmemesi için "ZAMAN ELEKTRİK Proje Üretim Merkezi"ni kurduk. Serbest Mesluk makbuzu bastırdık.

Tüm meslektaşlarımızdan bu rekabete iştirak etmelerini diliyor, ban projelerin fiyatlarını biliniyoruz.;

1) DAİRE PROJELERİ 2) DÜKKAN PROJELERİ 3) ŞANTİYE PROJELERİ

75.000. TL. 70.000. TL. 60.000. TL,

NOT : 1 • Demek onayı, TEK onayı ve PTT onayı bu fiyatlara dahildir. Ayrıca ücret talep edilmez.

2 KOV fiyatlara dahil değildir.

3 5 0 kvv'ı aşan projeler İçin bir mühendislik şirketi ile anlaşma sağlanmış olup, bu tür projeler çok ucuza yaptırılabilecektir.

BİLGİ İÇİN ;

ZAMAN ELEKTRİK MEHMET KARAÇELİK

Mimar Kemalettin Caddesi No: 62/206 jn Çankaya İ7MİR Tel: 12 136;

02 6 1991

*•: ..'•

380 ELEKTRİK | 7 | MÜHENDİSLİĞİ İ J İ