Soft Starter (Yumuşak Yol Verici) Nedir ?

Soft Starter (Yumuşak Yol Verici) Nedir ? Çalışma Prensibi ve Kullanım Alanları Nelerdir ?

Elektrik tesislerinde arızaları en aza indirmek için teknoloji gelişimi ile birlikte yeni cihazlar üretilmektedir. Bu yazımızda Soft Starter (Yumuşak Yol Vericiler) sizler için inceledik. Asenkron motorların kalkınma sırasında şebekeye verdiği zarar büyük derecededir. Bu sebeple oluşabilecek arızaları azaltmak için yol verici cihazlar geliştirilmiştir.

SIEMENS SIRIUS 3RW Ailesi

Soft Starter (Yumuşak Yol Verici) Nedir ?

Soft starter, asenkron motorlara yarı iletken (tristör) güç anahtarları aracılığıyla yükü ve torku azaltma yöntemi ile yol veren ve motor performanslarını en üst düzeyde tutan mikroişlemci tabanlı güç elektroniği sistemidir. Motorlar direkt enerji verildiği zaman tam devirde ani kalkış ve duruş yaparak sistemlerde mekanik arızalara neden olabilmektedir. Ayrıca şebekeden büyük miktarda enerji çekerek şebekede gerilim düşümüne sebep olurlar.

Yumuşak yol vericiler kalkınma sırasında motorun kalkınma akımını sınırlar, motorun tam devrine ulaşıncaya kadar geçen zamanda darbe yapmadan yumuşak rampa sağlayarak motor akımının kademeli olarak yükselterek motor ve mekanik ekipmanların ömrünü de uzatır. Soft-starterler yumuşak kalkışlar aracılığı ile büyük miktarda enerji tasarrufu gerçekleştirilebilmektedir. Yumuşak yol vericiler genellikle testereler, yürüyen merdivenler, konveyörler, karıştırıcılar ve mikserler, kompresörler ve santrifüj pompaları gibi hız ve tork kontrolü gerektiren cihaz benzeri uygulamalar içinde kullanılır. Eski yol verme yöntemi olan yıldız-üçgen kullanımı artık pek fazla tercih edilmemektedir.

Soft Starter (Yumuşak Yol Verici) Çalışma Prensibi (İki Faz Kontrol)

Soft Starter (Yumuşak Yol Verici) Çalışma Prensibi (Üç Faz Kontrol)

Soft-starterler şebeke ile motor arasına bağlanırlar. Soft-starterlerde, motora uygulanan gerilim ve motor akımı izlenerek ayarı yapılır. Mikroişlemci ile birlikte çalışıyor olması kontrol sistemleri ile donatılmış yol vericiler motordaki tork-akım ilişkisini zamana bağlı olarak ayarlamasıyla, motorun devreye girme ile çıkma işlemi darbe yapmadan gerçekleşir. Yumuşak denilmesinin sebebi bu yüzdendir.

Yumuşak yol verici ile motora uygulanan gerilim değerinin istenilen değere göre düzenlenebilir olması, motorlarda frenleme yapılması, kalkış-duruş süresi ayarları yapmak mümkündür. Bu durumların dışında fazladan enerji kontaktörüne gerek yoktur.

Soft Starterlerin Sınıflandırılması

Soft-starterler aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir;

• Moment Kontrolörleri
• Açık Çevrimli Gerilim Kontrolörleri,
• Kapalı Çevrimli Gerilim Kontrolörleri,
• Kapalı Çevrimli Akım Kontrolörleri.

Moment kontrolörleri

Ya da tork kontrolörleri yalnızca kalkış momentini ayarlamaya işlevi için kullanılır. Bu sınıftaki soft starterlerde akım kontrolü yapılamaz.

Açık çevrimli gerilim kontrolörleri

Üç faz üzerinde de kontrol gerçekleştirir. Kalkış anındaki gerilim değişimini önceden ayarlar. Bu tip yol vericiler harici bir motor koruma sistemi ve istenildiğinde farklı kontaktör ile kullanması gerekir.

Kapalı çevrim gerilim kontrolörleri

Açık çevrimden farkı durumu, motorun kalkınma akımını geri besleme olarak almasıdır. Motor, ayarladığımız akım değerine ulaştığı durumda gerilimin sabit olarak artışının bitirmesinin ardından sabit gerilimde kalmasını sağlar. Bu sınıftaki soft-starterler aşırı yük, faz dengesizliği, düşük akım gibi korumalardan oluşur. Bu tip soft-starterler motor koruma özelliğine de sahiptir.

Kapalı çevrim akım kontrolörleri

Yumuşak yol vericilerin en kaliteli sınıfıdır. Kapalı çevrimli gerilim kontrolörlerinden farkı motor kalkış akımı her saniye içinde kontrol edilir. Gerilim kontrolü kullanıcı tarafından ayarlanması gerekli olan değerler, bu sınıfa giren soft starterlerde otomatik olarak soft starter seçmektedir.

Uygulama Alanları

Soft-starterlerin uygulama alanlarına bakacak olursak oldukça geniştir.

Testereler, Presler, Karıştırıcı ve Mikserler, Santrifüj Pompaları, Kompresörler, Fanlar ve Üfleyiciler, Kırıcılar, Hidrolik Sistemler, Klimalar, Yürüyen Merdivenler.

Soft Starter İle Sürücü Arasındaki Farklar

Sürücüye soft starter’ın daha gelişmişi denilebilir. Soft Starterlar kalkışı ve duruşu kontrol eder. Kalkış yaptıktan sonra devreyi bypass kontakları üzerinden beslerler ve tristörlerin yüksek eforla çalışmasına sebep olmazlar. Duruşta tekrar tristörler yükü üzerine alırlar. Yani yumuşak yolverici başlangıç ve duruşta işlevini yapar, motorun hızını kontrol etmez.

Sürücüler ise yani diğer adıyla hız kontrol cihazları (frekans konvertörleri de denir) frekans kontrol yoluyla motorun hızını değiştirir. Sürücüler, yumuşak yol vericinin tüm özelliklerini bünyesinde barındırır ve bunun dışında hız kontrolü de yapar. Çok gelişmiş ayar yapabilme yeteneğine sahiptirler. Sürücüler yumuşak yol vericilere göre daha pahalı cihazlardır ve boyutları daha büyüktür. Ayrıca sürekli hız kontrolü yaptıkları için lineer yapılı olmayan tristörleri daha çok çalışır ve harmonik yayılımları daha yüksektir. Eğer sadece kalkışta ve duruşta motorun verimli kontrolü ve kalkış akımının engellenmesi isteniyorsa yumuşak yolvericiler, daha gelişmiş fonksiyonlar ve hız kontrolü isteniyorsa motor sürücüler tercih edilmektedirler.

Soft Starterin Yapısı

Tristörlerin Soft Starter’in Her Fazı İçin Tetiklenmesi

Soft starter yapısı tristörlerden meydana gelir. Soft starter, her fazda birbirine ters yönlü 2 adet tristörden oluşan, tristor köprülerinin tetikleme açılarının değiştirilmesi ile şebeke frekansı değiştirilmeden, başlangıç geriliminin kademeli olarak artırılması dolayısı ile başlangıç akımının kontrol edilmesi esasına göre çalışır.

Yol alma süresinin sonunda nominal gerilime ulaşan soft starterlar yavaşlama anında tekrar devreye girmek üzere bir bypass kontaktörü (veya kontağı) üzerinden motorun şebekeye bağlanmasını sağlamaktadır.

Bu yolla tristörlerin aşırı ısınması engellenerek cihazın ömrü uzatılmış olur. Motorun çalıştığı bütün bu süreç boyunca yumuşak yol vericiler sisteme sürekli biçimde; termik koruma, faz kaybı algılaması gibi korumaları sağlamaya devam eder.

Soft starter motorun kalkış akımını gerilimi belli bir seviyeden başlatmasıyla sınırlayan görevini yapınca da duruşta tekrar devreye girmesi için kendini bekleme konumuna alan bir cihazdır.

Soft starter’ın ayarları genellikle üzerlerindeki ekranlar vasıtasıyla rahatlıkla yapılabilir. Motor parametreleri ve koruma parametreleri ekran üzerinden girilerek yumuşak yol vericinin verimli çalışması sağlanabilir. Basit yapılı soft starterlarda ise kalkış ve duruş ayarları cihaz üzerindeki potansiyometreler aracılığı ile yapılır.

Soft starterler tek faz, iki faz ve üç faz kontrollü olarak üretilebilir.

Tek fazlı kontrollü

Tek faz kontrollü soft starterlar başlangıçtaki tork etkisini azaltır fakat başlangıç ​​akımını azaltmaz. Direkt yol vericiler ile birlikte kullanılması gerekir. Üç fazın sadece bir tanesinde tristör bulunur.

İki fazlı kontrollü

İki fazlı kontrollü soft starterlar tork geçişlerini ortadan kaldırır ve motor yol verme akımını azaltır. Bu tip soft starterlarda iki fazda tristör bulunmaktadır. Kontrol edilmeyen faz, motor çalıştırma sırasında kontrol edilen iki fazdan daha yüksek bir akıma sahiptir. Bu nedenle bu çeşit soft starterlar ile bazı motor koruma görevleri gerçekleştirilemez.

Üç fazlı kontrollü

Üç faz kontrollü soft starterlar üç fazı da kontrol eder, optimum yumuşak başlatma gerçekleştirebilir. Normal şart ve ağır şart uygulamalarda kusursuza yakın bir performans sağlarlar. Motor koruma özelliklerinin çoğu gerçekleştirebilir.

Soft starter ve bypass özelliği

Soft Starterler dahili veya harici olarak bulunabilen bypass özelliğine sahiptir. Bu özellik tristörlere paralel olarak konumlandırılan kontaklar veya kontaktörler aracılığı ile sağlanır. Motorun başlatılması sırasında ilk olarak tristörler yükü üzerine alır ve akım sınırlı hale gelir. Motor nominal akımına ulaştıktan sonra tristörlerin daha fazla zorlanmasına gerek kalmaz. Bu nedenle enerji tristörler üzerinden alınarak bypass kontakları veya kontaktörleri üzerine aktarılır. Bypass kontaktörü / kontağı, motorun yol alma periyodu tamamlandıktan sonra kapanır ve bir durdurma ya da  hata komutu algılamasıyla tekrar açılır.

Soft starter kullanımının motorlar ve kullanıcılar için faydaları

• Gerilim ve akım kademesiz ve ani değişimlerden etkilenmeden değiştirilebilir.
• Kalkış süresince akım ve momentin esnek ve basit kontrolü yapılabilir.
• Sık yol vermeye müsaittir.
• Değişken kalkış koşullarında çalışabilmektedir.
• Yumuşak duruş özelliğinin de kullanımı ile motor duruş süresinin kontrol edilebilir
• Frenleme özelliği ile motor duruş süresi azalması sağlanır.
• Gelişmiş motor koruma ve operatör ara birim özelliklerine mevcuttur
• Haberleşme imkanları yüksek ve geniştir
• Hem normal şart hem de ağır şart uygulamalarda verim elde edilir.
• Direkt yol verme ve yıldız üçgen yol vermede oluşan ani pik gerilimler, mekanik ve elektriksel zorlanmalar yumuşak yol vericide olmaz. Bu sayede motor ömrüne pozitif bir etkisi olur.