Endüksiyon motorları için tasarım ve anahtarlama yöntemleri 20. yüzyılın başlarında oldukça basitti. Örneğin bu motorların motor şasisine entegre edilmiş motor şalterleri, motor istenen hıza ulaştığında mühendislerin hassas anahtarlama işlemleri gerçekleştirmesini sağlıyordu. Ancak bu tasarım, anahtarlar üzerinde kir, gres ve yağ birikmesine yol açarak anahtarlama işlemini sorunlu hale getirdiği için yetersizdi.
1920’lerde ilk olarak santrifüjlü şalterler üretildi. Motor belirli bir hıza ulaştığında, motor miline ve sabit bir sabit anahtara monte edilirler ve geleneksel anahtarlardan daha üstün anahtarlama kontrolü sunarlar.
Peki santrifüj anahtarlar nasıl çalışır, neden gereklidir ve hangi modern uygulamalara sahiptir?
Bir santrifüj anahtarı nasıl çalışır ve ne için kullanılır?
Newton fiziği tarafından tanımlandığı şekliyle merkezkaç kuvveti, dönen veya kavisli bir yol boyunca hareket eden bir cismin maruz kaldığı belirgin bir dış kuvvettir. Bu kuvvet dışa doğru bir harekete sahiptir ve cismin merkezini uzağa itme eğilimindedir.
Santrifüj anahtarı olarak bilinen bir anahtar, dönen bir şaft tarafından üretilen santrifüj kuvveti belirli bir RPM’yi aştığında devreden çıkar. Motor miline bağlı olan ve mille birlikte dönen bir regülatör cihazı vardır.
Tek fazlı motorların santrifüj anahtarları nasıl çalışır?
Tek fazlı asenkron motorların çoğunluğunu tek bir stator sargısı ve bir yardımcı (veya başlangıç) sargısı oluşturur. Tek stator sargısı ile birlikte yardımcı sargı, motoru çalıştırmak için gereken başlatma torkunu yaratan bir eğirme akısı üretir. Ancak, motor marş sargısında devreye veya kondansatör gibi bileşenlere zarar verebilecek voltaj üretmeye başlamadan önce, bu yardımcı sargının motor devresinden çekilmesi gerekir. Santrifüjle çalışan bir anahtar kullanmak bu konuda yardımcı olabilir (veya santrifüj anahtar).
Bir elektrik motoruna monte edilmiş tipik bir santrifüj anahtar ekteki videoda görülebilir. Anahtar kontakları, hareketli kontak kolu ve regülatör tertibatı bu cihazın üç temel parçasıdır.
Regülatör grubu dönen şaft üzerinde konumlandırılırken, anahtar kontakları, besleme sargısı ve başlatıcı sargısı seri olarak bağlanır. Regülatör tertibatında yaylarla yüklenmiş bir ağırlık vardır.
Ağırlık, rotor dururken yay tarafından sıkıştırılır ve kontak kolunu kapatır. Santrifüj anahtarın besleme terminalleri üzerinden kapalı olan marş sargısı devresine bağlantısı açılmaz. Motor daha sonra yardımcı sargı tarafından üretilen dönme akısının bir sonucu olarak çalışır.
Santrifüj kuvveti, motor çalıştıkça ve mil döndükçe yay yüklü ağırlığın yay basıncına karşı dışarı doğru hareket etmesine neden olur. Anahtar kontağı, rotor senkron hızının yaklaşık %75’ine ulaştığında açılır ve marş devresini keser.
Santrifüj şalteri bozulursa ne olur?
Arızalı santrifüj şalterleri pahalı sonuçlar doğurabilir. Örneğin, santrifüj şalter gerektiği zaman açılmazsa marş sargısı aşırı ısınabilir ve yangın çıkabilir veya bir kondansatörün kopmasına neden olabilir. Santrifüj şalter, motor hızı senkron hızın %70 ila %80’ine ulaşmadan önce devreden çıkarılmazsa marş sargısı devresi aşırı akımla karşılaşır.
Bu hataların her birinin sonucunda marş sargısı ve motor arızalanır. Mühendislere her zaman santrifüj şalterleri bir uygulamada kullanmadan önce test etmeleri tavsiye edilir. Tipik olarak, bir santrifüj şalterin çalışması kullanım ömrü boyunca sabit kalmalıdır.
Anahtarın çalışma döngüsü, basit bağlantı ve bağlantı kesmeye izin verirken açık ve kapalı aşamalar arasında sabit olmalıdır.
Son olarak, anahtar donanımlı cihazlar ürün tasarımcıları tarafından seçilmelidir. Bu, cihazın tamamını sökmeden anahtarın değiştirilmesini, onarılmasını veya temizlenmesini sağlar.
Santrifüj anahtarların başka ne gibi kullanım alanları vardır?
Ayrık fazlı motorlar, motor normal çalışma hızına yaklaştığında ilk sargı devresini kesmek için santrifüj anahtarlar kullanır.
Santrifüj anahtarlar ayrıca ateşleme, hız göstergesi ve hız güvenliği devrelerini kontrol ettikleri için uçakların önemli parçalarıdır.
Mühendislere göre santrifüj şalterler asansörlerde, konveyörlerde ve yürüyen merdivenlerde de kullanılmaktadır.
Hangi ayrık fazlı motor tipinde tipik olarak santrifüj anahtarları yoktur?
Benzersiz bir ayrık fazlı endüksiyon motoru türü olan iki değerli kondansatör motorları kullanılırken güç kaynağının bir santrifüj şalter kullanılarak başlangıç sargısından ayrılması tipik olarak gerekmez. Motor bunun yerine iki kondansatör (başlatma ve çalıştırma kondansatörleri) tarafından tahrik edilir.
Başlatma kondansatörü, adından da anlaşılacağı gibi, motoru başlatmak için gereken enerjiyi (ve torku) sağlar. Çalışma kondansatörü, motor belirli bir hıza ulaştığında kontrolü üstlenir ve motoru çalışır durumda tutar.
Günümüzde santrifüj anahtarlar, motorlar ve diğer ekipmanlardaki sayısız soruna yardımcı olmaktadır. Santrifüjlü şalterlerin amaçlandığı gibi çalışabilmesi için mühendislerin belirli bir uygulama için en iyi santrifüjlü şalteri seçmesi gerekir. Bu nedenle, mühendislerin uygulama gereksinimleri hakkında konuşmak için santrifüj şalter üreticileriyle iletişime geçmeleri önerilir.
Kaynak: insights.globalspec.com/
