KUMANDA EDİLEBİLEN YARI İLETKEN (SİLİSYUM) HÜCRELERLE DONATILMIŞ ELEKTRİK MOTORLU İŞLETMELER

Kumanda Edilebilen Yan İletken (Silisyum) Hücrelerle Donatılmış Elektrik Motorlu İşletmeler

UDK : 621.377, 621.316.7

Yazan : Dr. Atıf tJBAL t.T.U. ÖZET

Bu yazıda, kumanda edilebilen yan iletken hücrelerle donatılını} elektrik motorlu işletmelerin önemi, yararlan belirtilmekte ve özellikle kullanıldığı alanlar anlatılmaktadır.

SUMMARY in this article, the importance and the advantages of the electric motors svstems controlled by semiconductor devices eiplained and general applications has been given.

Yan iletkenlerin bulunması ve geliştirilmesiyle elektrotekniğin her kolunda geniş, uygulama alanları doğmuş, özellikle kumanda ve ayar tekniğinde transistörler ve kristal doğrultmaçlar (redresörler) yeni olanaklar yaratmışlardır. Bu-

gün büyük güçlü lgletmelerde de kristal doğrultmaçlar kullanılmaktadır, örneğin, kimya endüstrisinde büyük doğru akım güçleri gerekmektedir. Bu doğru akım gücünün, alternatif akım gücünden çok büyük bir verim ile dönüştürülmesi

zorunluluğu vardır, ancak bu durumda sabite yakın doğru gerilim elde edilir. Elektrik motorlu İşletmelerde doğru akım motorlarının beslenmesinde doğru gerilim, geniş sınırlar içinde değiştlrilebilmelidir. Bu İse doğrultmacın giriglndekl alternatif gerilimin transformatörler veya transdüktörler (inagnetik kuvvetlendirici) yardımıyla değiştirilmesiyle olur. Kumanda edilebilen yarı iletken hücreli bir doğrultmaç bağlantısında, doğru gerilim ateşleme zamanını kaydırmakla değiştirilebilir. Doğru gerilimin ayarlanabllmesi bir darbe cihazını gerektirmektedir. Bununla örneğin, 100 WW'lık bir doğru akım gücüne, 1 Wdan küçük bir kumanda gücüyle kumanda edilebilir, bu durumda güç kuvvetlendirilmesi (amlifikasyonu) 1/100000'dir. Kumanda edilebilen silisyum hücreler çok küçük boyutlardadırlar, yaklaşık beş. kuruş, büyüklüğünde bir kristal, 30 kW'hk bir gücü devreye sokabilir.

Gün geçtikçe her iş makinesinin veya bir grup iş makinelerinin ayan ve otomatik kumandasında artış olmaktadır, iş makinelerinde, malzemenin ekonomik olması, kalitesinin istenen standartlarda tutulabilmesi, otomatik ayar ve kumandadan beklenen sonuçlardır. Bunun için herşey. den önce elektrik motorlu bir işletme gerekmektedir. Bu, istenen dönü sayısının yük ve şebeke şerilimindeki değişmeler gibi bozucu dış büyüklüklere bağlı olmaksızın sabit tutulabilmesini ve zamana bağlı olarak istenen biçimde değişmesini sağlamaktadır. Bir çok durumlarda, dönü sayısının belirli bir aralıkta değişmesi gerekmektedir. Uzun zamandan beri doğru akım elektrik motorlu işletme bu soruna cevap vermektedir. En çok kullanılan biçimi Leonard düzenidir. Bu montajda, gerilimi ikaz devresinden ayarlanan bir doğru akım generatörü, bir doğru akım motorunu besler. Büyük güçlerde, İkaz makineleri ve kuvvetlendiriciler (transdüktörler), gibi, ayar için yeni devre elemanları gereklidir. Ayrıca, Leonard generatörü kumanda büyüklüğündeki bir değişmeyi gecikmesiz olarak (burada alan sayısındaki gerilim) takip etmez. Bu İse ayar tekniği bakımından istenmeyen bir özelliktir. (Jeneratörün ataleti ayarın doğruluk derecesini sınırlar, zamanını büyültür, dolayısıyla şebeke gerilimindeki veya yükteki değişimler belli bir değerin altında tutulmaz. Bu bakımdan, Leonard generatörünün yerine kumanda edilebilen silisyum hücreli bir doğrultmaç (redresör) kullanılır, böylece generatörün ataleti ortadan kalkar. Bundan (başka önemli bir özellik de, doğrultmaç düzeninin yüksek verimi ve hiç bir hareketli devre parçasınm olmayışıdır. Doğru akım motoru, herhangi bir yön değiştirme bağlantısı yapmaksızın bir yönden diğerine, kumanda edilerek değiştirilebilir. Ayrıca İş makinesinin ve

motorun elektrikli olarak frenlenmesinde, alternatif akım şebekesine enerji seri verilebilinir. Fakat çoğu kez ne yön değiştirme ne de elektrikli frenleme gerekir. Böyle durumlarda, doğrultmaçların sayısı yarıya düşer, kumanda ı edilebilen hücrelerdeki masrafla* dörtte bir oranında azalır ve geriye kalan doğrultmaç bağlantısı yerine, kumanda edilmeyen silisyum hücreleri konulabilir. Böylece masraflar oldukça azalır.

tld yönlü, elektrik frenlemeli, kumanda edilebilen silisyum hücreli devre şeması.

Kullanma alanları : Kumanda edilebilen yarı iletken hücrelerle donatılmış elektrik motorlu işletmeler, endüstrinin her kolunda bulunmaktadır, özellikle, dönü sayısının sabit kalması veya değişmesinin, belli bir değeri doğrulukla takip etmesi istenilen alanlarda kullanılır. Ayrıca yüksek verimi, az yer tutması gibi üstünlükleri de vardır.

özellikle büyük döküm endüstrisinde, çok büyük ayar doğruluğunun istendiği kağıt endüstrisinde kullanılır. Plastik endüstri kolu, çeşitli iş makineleri tam ayarlı bir elektrik motorlu işletmeyi gerektirmektedir. Bu yeni teknikle, döner baskı makinelerinde de istenen dönü sayısı değişme bölgesi elde edilmektedir.

Elektrikli demir yollarında, lokomotiflerde elektrik motorunun önüne bir doğrultmaç (redresör) konularak, bunun yarı iletken hücrelerine kumanda etmekle, taşıtın hızı ayarlanabilir. Bu ise lokomotif kumanda düzenini basitleştirir. Ayrıca bu tip kumanda edilebilir hücrelerle, alternatif akım motorlarının devir sayısı değiştirilebilmektedir. Bugün bu altında tristörler kullanılmaktadır. Tristor 3 bağlantısı (elektrodu) olan, diod gibi davranan, yalnız geçiş akımı kumanda edebilen bir yan iletkendir.