5. ÜNİTE KUMANDA DEVRE ŞEMALARI ÇİZİMİ

5. ÜNİTE
KUMANDA DEVRE ŞEMALARI ÇİZİMİ
KONULAR
1. Kumanda Devreleri
2. Doğru Akım Motorları Kumanda Devreleri
3. Alternatif Akım Motorları Kumanda Devreleri
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
GİRİŞ
Otomatik kumanda devrelerinde motorun çektiği akımın geçtiği devreye güç
devresi denir.
5.1 Kumanda Devreleri
Otomatik kumanda devrelerinde motorun çektiği akımın geçtiği devreye güç
devresi denir. Yani şebeke ile motor arasında motorun çektiği akım yolu şemasıdır.
Enerji akışını gösteren ana hatlarla ana devre elemanlarını gösterir. Bu nedenle burada kullanılan kontaklar ve diğer devre elemanları kumanda edilen motorun çektiği akıma dayanacak şekilde seçilir.
Gerek kumanda devresi, gerekse güç devresi çiziminde kesişme durumlarına dikkat edilmelidir. İki çizginin (iletkenin) kesiştiği yerde elektriksel bağlantı (ek)
varsa mutlaka belirtilmelidir. Şekil 5.1’de ekli olarak ve ek yapılmadan kesişen iki
çizginin gösterilişi verilmiştir.
(a)
(b)
Şekil 5.1: İletken ek bağlantılarının Şemalarda gösterilmesi (a) Ekli olarak (b) Ek olmadan
Şekil 5.2’de görüldüğü gibi Amerikan ve TSE normunda güç devresi dikey
olarak çizilir ve şema çiziminde enerji girişinden başlanarak sigorta, kontaktörün
kontakları, aşırı akım rölesi ve motor şeklinde tanımlanır.
Güç devresi çiziminde kullanacağım elemanları tespit etmek için motorun
gücü, hangi şartlarda çalışacağı, ne tür motor koruma elemanları kullanacağımı belirledikten sonra devre elemanlarını (Resim 5.1’de görüldüğü gibi) doğru sırayla yukarıdan aşağıya doğru yerleştirip uygun bağlantı şeklini çizmeliyim.
Çizimimi şebeke fazlarından (L1 - L2 - L3) sigorta kontakları girişine, sigorta
kontağı çıkışından ( e2 ) ilgili kontaktörün güç kontaklarına (M), güç kontaklarından
aşırı akım rölesi kontaklarına ( e1) ve son olarak motorumun giriş uçlarına ( U –V- W )
bağlayarak tamamlamış olurum.
111
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Şekil 5.2: Güç devresi çizim Şeması (a) TSE normu (b) Amerikan normu
5.1.1 Kumanda Devresi Çizimi
Kumanda elemanlarının bulunduğu devredir. Şemaların çiziminde Resim
5.2’de görüldüğü gibi devre elemanları sistem çalışmazken gösterilir.
Karşımıza çıkan problemin çözümünde doğru elemanların seçilmesi çok
önemlidir. Çizim yapılırken elemanların yerleştirme sırasına dikkat edilmelidir.
Kullanılacak elemanlar doğru olarak seçildikten sonra uygun çalışma mantığı kurulmalı, devre elemanları teker teker yerlerine konulmalı, her devre elemanı
yerleştirildikten sonra çalışma gözden geçirilmeli, eksiklikler uygun sıraya göre yerleştirilmeli ve bu işlem istenilen çalışma şekli elde edilinceye kadar devam ettirilmelidir.
Kumanda devresi çizilmeye başlanılmadan önce “Bizden istenilen nedir?”
sorusu cevaplandırılmalıdır. Bundan sonra istenilen çalışma şekli için hangi devre
elemanlarını seçmeliyim? Bu elemanları çalışma şekillerini dikkate alarak hangi sırayla yerleştirmeliyim ve bu işlemleri tamamladıktan sonra kurulu bu devrenin akım
yolu takibini nasıl yapmalıyım? En son olarak da hangi norma göre çizim yapmam
gerekir?
Kumanda devresinin çiziminde seçilen çizim şeklinin (normunun) de anlaşılabilir olması da (Herkes tarafından bilinen veya yaygın olarak kullanılan norm)
önemlidir.
112
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Resim 5.1: Güç devresi çizim şeması (a) TSE normu (b) Amerikan normu
Şekil 5.3: Şönt motora ait devir sayısı ayarlama bağlantısı
113
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
5.2 Doğru Akım Motorları Kumanda Devreleri
5.2.1 Kompunt Motor
Kompunt motor da endüktör sargısı olarak şönt ve seri olmak üzere iki tip
sargı bulunur. Kompunt motor, istenirse şönt veya seri motor olarak da çalışabilir.
Ancak şönt sargı endüviye paralel; seri sargı endüviye seri bağlandığında kompunt
bağlantı yapılır.
5.2.2 DA Motorlarında Devir Sayısı Ayarlaması
5.2.2.1 Sabit Kutup Geriliminde Kutup Alan
Şiddetini Değiştirerek Devir Sayısı Ayarlama
Bu şekilde devir değiştirme, şönt ve kompunt motorların endüktör sargına
seri olarak qst reostası bağlanarak yapılmaktadır.
Reosta ile endüktörden geçen uyartım akımı azalırsa manyetik alan zayıflar,
motorun devir sayısı artar. Reosta direnci artırılırsa bu kez endüktörden geçen akım
azalır ve devir sayısı artar (Şekil 5.3).Akımın artırılması veya azalmasını ampermetreden görebiliriz. DA motorlarının yol almasında LMR reostası kullanılır.
5.2.2.2 Seri Motorlarda Devir Sayısı Ayarı
Qst reosta ile seri sargı üzerinde düşen gerilim değiştirilir. Reosta seri sargıya
paralel bağlanır, reosta direnci artınca endüktörden geçen akım artar. Böylece
manyetik alan şiddetinde artar. Manyetik alan artması devir sayısında azalmaya
neden olur. Reostanın direnci azalınca endüktörden geçen akım reostayı tercih eder.
Böylece seri sargıdan geçen akım azalır, akımın azalması manyetik alanı azaltır ve motorun devir sayısınn da artma meydana gelir. Seri motorlar için ideal devir
şeklidir ancak reosta direnci sıfır yapılarak devir sayısının aşırı olması sakınca oluşturabilir. Ayrıca reosta direnci sıfır da bırakılıp durdurduktan sonra başlatma yapılmamalıdır çünkü motorun yanmasına sebep olur(Şekil 5.4).
Bazı seri motorların yapımı sırasında endüktör sargısından kademeli uçlar
çıkarılmış olabilir. Bu durumda, endüktör sargısından çıkan kademeli uçlara DA gerilim uygulanınca değişik manyetik alan şiddetleri oluşur.
Seri sargıdaki manyetik alan değişikliği, devir sayılarının farklı olmasını sağlar. Manyetik alan şiddeti azaldıkça devir artar. Manyetik alan şiddeti arttıkça devir
sayısında azalma görülmektedir (Şekil 5.5).
114
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Şekil 5.4: Seri motora ait devir sayısını değiştirme bağlantısı
Şekil 5.5: Endüktörden kademeli devir değişimi
115
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Şekil 5.6: Şönt motor bağlantı şeması
Doğru akım motorlarına yol vermede sıklıkla qst ve LMR reostası kullanılmaktadır. qst reostasının üç ucu vardır (Resim 5.3).
Resim 5.2: qst reostası
5.2.2.3 Motora Uygulanan Gerilimi Değiştirerek
Devir Sayısı Ayarı
Gerilimi değiştirilerek devir sayısı ayarı en çok kullanılan tekniklerden biridir.
Endüvi devresine seri şekilde qst reostası bağlanır. Direncin artırılıp azaltılması endüviden geçen akımın değişmesini sağlar. Endüvi üzerindeki akım değişmesi gerilimin değişmesini sağlar.
116
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Endüktör gerilimi sabit tutulup endüviden geçen akım artarsa devir sayısı
artar. Endüviden geçen akım azalırsa devir sayısı azalır (Akımın arttığını yada azaldığını ampermetreden gözlemleyebiliriz.).
Şekil 5.7: Endüviden geçen akım yönü değişimi ile devir yönü değişimi
5.2.3 DA Motorlarda Devir Yönü Değişimi
Doğru akım motorlarının devir yönleri iki şekilde değişir. Endüktörden geçen akım sabit tutulup endüviden geçen akım yön değiştirilirse doğru akım motorunun devir yönü değişir (Şekil 5.7).
117
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
5.2.3.1 Endüktörden Geçen Akım Yönünü
Değiştirerek Devir Yönü Değiştirmek
Bir iletkenden geçen akım yönü sabit tutularak endüktör manyetik alanı yön
değiştirirse iletkenin itilme yönü değişir. Bu prensibe göre doğru akım motorları da
endüvi üzerindeki iletkenlerden geçen akım yönü değiştirilmeden endüktörden geçen akımın yönü değiştirilirse motorun devir yönü değişir (Şekil 5.8).
Şekil 5.8: Endüktörden geçen akım yönü değişimi ile devir yönünü değişimi
Endüviden ve endüktörden geçen akımların yönü birlikte değişirse devir
yönü değişmez.
118
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Şekil 5.9: LMR reostası ile nt motor devir ayarı
Şekil 5.10: Şönt motorun devir yönü değiştirmesi
119
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Şekil 5.11: Değişik yapıda LMR reostası ile şönt motor bağlantısı
Şekil 5.12: Şönt motorun endüktör sargı bağlantı yönü değişmesi ile devir yönü değişimi
120
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Resim 5.3: Seri motor
Şekil 5.13: Seri motor bağlantı şeması
Şekil 5.14: Seri motor devir sayısı değişimi
121
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Şekil 5.15: Seri motor devir yönü değişimi
Şekil 5.16: Eklemeli kompunt motor kutbu
122
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Şekil 5.17: Kompunt motor devir ayar bağlantısı
Şekil 5.18: Çıkarmalı kompunt kutbu
123
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Şekil 5.19: Kompunt motor devir yönü değişimi
Şekil 5.20: Kompunt motorun endüvi akımının yön değiştirmesi
124
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
5.3 Alternatif Akım Motorları Kumanda
Devreleri
Üç fazlı asenkron motorlarda stator sargıları motor içerisinde değişik şekillerde bağlandıktan sonra motor dışına genellikle altı uç çıkartılır.
5.3.1 Asenkron Motor Bağlantı Şekli ve
Özellikleri
Sargı giriş ve çıkış uçlarının motor dışına çıkartıldığı bu bölüme klemens bağlantı kutusu denir (Resim 5.4). Kutu içerisinde altı uçtan oluşan klemens bulunur ve
sargı giriş çıkış uçları bu klemense bağlanır.
Klemensin üç ucuna sargı giriş uçları, diğer üç ucuna da sargı çıkış uçları bağlanır. Üç fazlı asenkron motorlarda sargı uçları;
• R fazı için ……giriş ucu: U, çıkış ucu X
• S fazı için ……giriş ucu: V, çıkış ucu Y
• T fazı için ……giriş ucu: W, çıkış ucu Z
harfleri ile ifade edilir.
Klemens uçlarına giriş uçları soldan sağa U-V-W sırası; çıkış uçları ise Z-X-Y
sırasıile bağlanır.
Resim 5.4: Asenkron motor bağlantı klemensleri ve köprüleri
Çıkış uçları Z-X-Y sırası yerine X-Y-Z sırası ile bağlanırsa motorun yıldız çalışması durumunda bir sorun olmaz. Ancak motorun üçgen bağlanması durumunda
125
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
her fazın giriş ve çıkış uçları bağlantı köprüleri tarafından kısa devre edildiğinden
sargılardan akım geçmez ve motor çalışmaz (Şekil 5.22).
Şekil 5.21: Asenkron motor klemens bağlantıları
5.3.2 Motorun Yıldız Bağlantısı ve Özellikleri
Stator sargıların giriş uçları olan U,V,W’ ye üç faz (RST) gerilim uygulanıp sargıların çıkış uçları olan ZXY kısa devre edilirse bu bağlantıya yıldız bağlantı denir.
Yıldız bağlantı λ şeklinde gösterilir (Şekil 5.23).
Yıldız bağlantı, sargıların ZXY uçlarına şebeke gerilimi uygulanıp UVW uçları
kısa devre edilerek de yapılabilir. Bu durum, motorun çalışmasında herhangi bir değişiklik meydana getirmez.
Şekil 5.22: Yıldız bağlantı ( λ)
Yıldız bağlantı sargılar arasında 120º faz farkı olduğundan hat gerilimi faz
geriliminin√3 katıdır. Hat akımı ise faz akımına eşittir (Şekil 5.24).
126
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Şekil 5.23: Yıldız bağlantı ( λ) ve özelliği
5.3.3 Motorun Üçgen Bağlantısı ve Özellikleri
Motor klemensi üzerindeki birinci fazın çıkış ucu ikinci fazın giriş ucu ile, ikinci fazın çıkış ucu üçüncü fazın giriş ucu ile, üçüncü fazın çıkış ucu birinci fazın giriş
ucu ile bağlanırsa bu şekilde bağlantıya üçgen bağlantı denir (Şekil 5.25).
Şekil 5.24: Üçgen bağlantı ( Δ )
Klemens bağlantı kutusu konusunda uçların karşılıklı gelmemesi gerektiği
söylenmişti. Uçların karşılıklı gelmesi, yıldız bağlantı durumunda sorun çıkartmadığı
hâlde üçgen bağlantı durumunda sakıncalıdır.
Uç bağlantıları pirinç köprülerle yapılırken U-X, V-Y, W-Z uçları birleştirilirse
sargı uçları kısa devre edilir ve birer uçları boş bırakıldığından herhangi bir akım geçişi olmaz ve motor çalışmaz. Bu nedenle uçlar UVW, ZXY sırası ile bağlanır ve pirinç
127
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
köprülerle UZ, VX, WY uçları kısa devre edilir (Şekil 5.24).Üçgen bağlantı (Δ) şeklinde
sembolize edilir. Bu bağlantıda hat akımı, faz akımının3 katıdır. Üçgen bağlantıda
hat gerilimi faz gerilimine eşittir (Şekil 5.25).
Şekil 5.25: Üçgen bağlantı ve özelliği ( Δ )
Motor etiketinde (Δ) 380 V yazan motorlar üçgen bağlanır. Motor etiketinde
220/380Volt yazması, bir faz sargısına yıldız çalışması durumunda 220 Volt; üçgen
çalışması durumunda ise 380 Volt uygulandığını ifade eder.
5.3.4 Motor Kumanda Teknikleri
5.3.4.1 Bir Yönde Sürekli Çalıştırma
Şekil 5.26: Bir yönde sürekli çalıştırma güç ve kumanda devre şeması (TSE normu)
128
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Şekil 5.27: Bir yönde sürekli çalıştırma güç ve kumanda devre şeması (Amerikan normu)
5.3.4.2 Birden
Çalıştırma
Çok
Kumanda
Merkezinden
Şekil 5.28: Birden çok kumanda merkezinden çalıştırma güç ve kumanda şeması (TSE normu)
129
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
5.3.4.3 Güç Devresinin Kuruluşu
Şekil 5.29: Birden çok kumanda merkezinden çalıştırma güç ve kumanda şeması (Amerikan
normu)
5.3.4.4 Paket Şalterleri ile Çalıştırma
Resim 5.5: Çeşitli tip paket şalterler
130
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
5.3.4.5 Çeşitli Paket Şalter Uygulama Devreleri
Şekil 5.30: On–Off paket şalter ile direkt çalıştırma şeması
Resim 5.6: On-Off paket şalter
131
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Şekil 5.31: Enversör paket şalter ile devir yönü değişimi şeması
Resim 5.7: Enversör paket şalter
5.3.4.6 Motorun Kilitleme Devreleri ile Devir
Yönü Değişimi
Şekil 5.32: Üç fazlı asenkron motorlarda devir yönü değiştirme
132
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
5.3.4.7 Butonlu Kilitleme
Şekil 5.33:Butonlu kilitleme güç ve kumanda devre şeması (Amerikan normu)
Şekil 5.34:Butonlu kilitleme güç ve kumanda devre şeması (TSE normu)
133
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
5.3.4.8 Elektriksel Kilitleme
Şekil 5.35: Elektriksel kilitleme güç ve kumanda devre şeması (Amerikan normu)
Şekil 5.36: Elektriksel kilitleme güç ve kumanda devre şeması (TSE normu )
134
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Resim 5.8: Değişik tip zaman röleleri
5.3.4.9 Düz Zaman Rölesi ile Çalıştırma
Şekil 5.37: Düz zaman rölesi zaman gecikmeli çalışma güç ve kumanda şeması (TSE normu)
135
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Şekil 5.38: Düz zaman rölesi zaman gecikmeli çalışma güç ve kumanda şeması (Amerikan normu)
Şekil 5.39: Ters zaman rölesi ile çalıştırma güç ve kumanda devre şeması
Şekil 5.40: Ters zaman rölesi ile çalıştırma güç ve kumanda devre şeması (TSE normu)
136
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
5.3.4.10 Asenkron Motoru Hareket
Sınırlamalarına Göre Çalıştırma
Şekil 5.41: Sınır anahtarı uygulaması
Şekil 5.42: Sınır anahtarı ile çalışma güç ve kumanda devre şeması (TSE normu)
137
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Şekil 5.43: Sınır anahtarı ile çalışma güç ve kumanda (Amerikan normu)
Resim 5.9: Çeşitli tip sınır anahtarları
138
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
5.3.4.11 Bir Fazlı Yardımcı Sargılı Asenkron
Motorun Çalıştırılması
Bir Fazlı Yardımcı Sargılı Asenkron Motoru Bir Yönde Sürekli Çalıştırma:
Şekil 5.44: Bir fazlı asenkron motorun sürekli çalışma diagramı ve şeması (yaylı paket şalter ile)
Şekil 5.45: Bir fazlı asenkron motorun sürekli çalışma güç ve kumanda şeması (a) TSE normu (b)
Amerikan normu
139
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
5.3.4.12 Bir Fazlı Yardımcı Sargılı Asenkron
Motorun Devir Yönünün Değiştirilmesi
Şekil 5.46: Bir fazlı asenkron motorun devir yönünün değiştirilmesi
(enversör paket şalter yardımı ile)
140
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Şekil 5.47: Bir fazlı asenkron motorun devir yönünün değiştirilmesi (Amerikan normu)
5.3.4.13 PTC Bağlantılı Faz Koruma
Rölesi Bağlanarak Bir Asenkron Motorun
Çalıştırılması
Resim 5.10: PTC bağlantılı motor faz koruma rölesi
141
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
Şekil 5.48: PTC bağlantılı motor faz koruma rölesi bağlantı şeması
5.3.4.14 Faz Sırası Rölesi Bağlanarak
Bir Asenkron Motorun Sabit Yön şartlı
Çalıştırılması
Şekil 5.49: Faz sırası rölesi bağlantı şeması
142
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
5.3.4.15 Aşırı ve Düşük Gerilim Rölesi Bağlanarak
Bir Asenkron Motorun Çalıştırılması
Düşük Gerilim Rölesi:
Şekil 5.50: Düşük gerilim rölesi ve bağlantı şeması
5.3.4.16 Aşırı Gerilim Rölesi
Şekil 5.51: Aşırı gerilim rölesi bağlantı şeması
143
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
5.3.4.17 Sıvı Seviye Rölesi Bağlanarak Bir
Asenkron Motorun Çalıştırılması
Şekil 5.52: Sıvı seviye rölesi bağlanarak asenkron motorun çalıştırılması
Resim 5.11: Sıvı sevi tespit rölesi
144
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
5.3.4.18 Sağ Sol Rölesi ile Asenkron Motorun
Çalıştırılması
Şekil 5.54: Sağ – sol rölesi ve bağlantı şeması
145
1. SINIF ELEKTRİK TESİSATÇILIĞI
MESLEK RESMİ
DEĞERLENDİRME SORULARI
Aşağıda boş bırakılan parantezlere, cümlelerde verilen bilgiler doğru ise D,
yanlış ise Y yazınız.
1. ( ) Endüviye seri direnç bağlamak devir sayını azaltır.
2. ( ) Devir yönü sadece endüviden geçen akım yönü değiştirilerek yapılmaktadır.
3. ( ) Şönt motorun endüktör sargısı endüviye seri bağlanır.
4. ( ) Şönt motorun kutuplardan geçen uyartım akımı arttıkça devir sayısı da artar.
5. ( ) Seri motor endüktör sargısından geçen uyartım akımı endüviden de geçer.
6. ( ) Asenkron motorların devir sayıları yük ile çok az değişmektedir.
7. ( ) Az bakım gerektirmelerinden dolayı çok tercih edilir.
8. ( ) Motor gövdesi üzerindeki kanatcıklar motor hızını arttırır.
9. ( ) Aynı adlı kutuplar birbirini çeker; zıt kutuplar birbirini iter.
10. ( ) Bir asenkron motor sargısında U giriş ucu ise V de çıkış ucudur.
146