Yıldız Üçgen Yol Verme Nedir, Neden ve Ne Zaman Yapılır?

Güvenlik sınırı. Elektrik tesisatında ölçüm, sökme ve bağlantı işleri yetkili kişilerce ve enerji kesilerek yapılır. tam notu oku

Yıldız üçgen yol verme nedir

Yıldız üçgen yol verme, bir Asenkron Motor Nedir? Şebekeden Ne Çeker?in şebekeye doğrudan değil iki aşamalı bir bağlantıyla başlatılmasıdır. Motor önce sargıları yıldız biçiminde bağlı halde çalışmaya başlar, kısa bir süre sonra aynı sargılar üçgen bağlantıya geçirilir ve motor bu ikinci bağlantıda kalıcı olarak çalışmaya devam eder. Sargı uçlarının kendisi değişmez; değişen, o uçların birbirine hangi düzende bağlandığıdır.

Bu yöntem bir arıza giderme veya bakım işlemi değildir; motorun her çalıştırılışında tekrar eden, kalkış anına özgü bir geçiş dizisidir. Amacı motoru daha yavaş döndürmek değildir — kalkışın ilk saniyelerinde şebekeden ve motordan istenen yükü azaltmaktır.

Doğrudan yol vermede sorun ne: kalkıştaki fazla akım

Bir Asenkron Motor Nedir? Şebekeden Ne Çeker? dururken rotor, statorun kurduğu dönen alana göre en büyük hızla kayar. Bu kayma kalkış anında en büyüktür ve motorun eşdeğer devresinde görülen empedansı düşürür. Sonuç olarak motor, döner hıza ulaşana kadar geçen kısa sürede normal çalışma akımının çok üzerinde bir akım çeker. Bu davranış bir kusur değildir; asenkron motorun kalkış mekanizmasının doğal bir parçasıdır ve nedeni Asenkron Motor Nedir? Şebekeden Ne Çeker?nin kendi yazısındadır.

Doğrudan yol vermede bu akım sınırlanmadan şebekeden çekilir. Küçük güçteki motorlarda şebeke bu yükü sorunsuz karşılar. Motor büyüdükçe aynı kalkış akımı hem besleme hattında gerilim düşümüne hem de şebekedeki diğer yüklerin gerilimini geçici olarak etkilemeye başlar. Kalkış akımının büyüklüğü motorun etiket değerlerine, şebeke empedansına ve yükün durumuna bağlıdır; bu yüzden tek bir sayıyla ifade edilmez.

Bu gerilim düşümü yalnız o motoru besleyen hat için değil, aynı panodan beslenen komşu devreler için de bir sorundur: aynı anda çalışan bir aydınlatma hattı veya hassas bir elektronik yük, motorun kalkış anındaki yükünü bir titreşim olarak hisseder. Kalkış ne kadar kısa sürerse bu etki de o kadar kısa sürer, ama motor büyüdükçe hem çekilen akım hem de kalkışın sürdüğü süre büyür ve iki etki üst üste biner. Yıldız üçgen yol vermenin şebeke tarafındaki asıl gerekçesi budur — motorun kendisini değil, aynı hattı paylaşan diğer yükleri gözetir.

Yıldız üçgen bağlantı bu sorunu nasıl azaltır

Bir sargı grubu yıldız bağlandığında her sargının uçları arasında gördüğü gerilim, aynı sargılar üçgen bağlandığında gördüğü gerilimden küçüktür — çünkü yıldızda sargı hat gerilimini değil, hat gerilimi ile nötr noktası arasındaki daha küçük gerilimi görür. Sargıya düşen gerilim küçüldüğü için sargıdan geçen akım da küçülür, motorun ürettiği moment de aynı yönde azalır.

Yol verme dizisi bu farktan yararlanır: motor önce yıldız bağlantıda, düşük sargı geriliminde kalkar. Kayma azalıp motor hızlanmaya başladıktan sonra kontaktörler sargı uçlarının bağlantı düzenini üçgene çevirir; bu andan itibaren her sargı tam hat gerilimini görür ve motor anma değerlerinde çalışmaya devam eder. Geçiş sırasında akım ve moment kısa bir sıçrama yapar, çünkü motor artık dönmekte olan bir rotorla tam gerilime bağlanır; bu sıçrama doğrudan yol vermenin başındaki kalkıştan küçüktür ama sıfır değildir.

Buradaki kazanım bir oran olarak ifade edilmez: yıldızdan üçgene geçişte sargı gerilimi, akımı ve moment küçülür, üçgene geçildiğinde üçü de anma değerine döner. Geçişi yöneten kumanda devresi Kontaktör Nedir?lerle kurulur; bir Kontaktör Nedir? motoru yıldız bağlantıya alırken diğeri üçgen bağlantıyı kurar, üçüncüsü hattı şebekeye bağlar. Kontaktörlerin kendisi bu kararı vermez, yalnızca kumanda devresinin verdiği emri uygular.

Yıldız kontaktörü ile üçgen kontaktörü aynı anda kapalı olamaz: ikisi birden kapanırsa sargı uçları arasında kısa devre oluşur. Bu yüzden kumanda devresi iki kontaktörün birbirini mekanik veya elektriksel olarak kilitlemesini sağlayacak biçimde kurulur; hat kontaktörü ise motoru şebekeden tamamen ayırıp bağlamak dışında bir görev taşımaz ve yıldız-üçgen geçişinin kendisine karışmaz. Yıldızdan üçgene geçiş anında motor hâlâ dönmektedir ve rotorunda bir alan mevcuttur; bağlantı düzeni değişip tam gerilim sargılara geldiğinde bu artık dönmekte olan sistem yeni bir denge noktası arar. Geçiş süresi ne kadar uzarsa motor o kadar hızlanmış olur ve geçiş anındaki akım sıçraması küçülür; geçiş süresi ne kadar kısa tutulursa bu sıçrama o kadar büyük kalır. Bu ödünleşim, geçişin zamanlamasını üstlenen elemanın neden önemli olduğunu açıklar; elemanın kendisi ayrı bir kumanda konusu olup bu yazının kapsamı dışındadır.

Hangi motorlarda yıldız üçgen yol verme kullanılır

Bu yöntemin önkoşulu, motorun sargı uçlarının hem yıldız hem üçgen bağlanabilecek biçimde klemens kutusuna çıkarılmış olmasıdır; sargıların kendi yalıtımı hem düşük hem yüksek sargı gerilimini kaldırabilmelidir. Küçük güçteki motorlarda kalkış akımı zaten şebekeyi zorlamadığı için bu iki aşamalı geçişin getirdiği ek karmaşıklığa gerek duyulmaz — motor doğrudan yol verilir.

Yıldız üçgen yol verme, kalkış akımının şebeke veya tesisat için sorun oluşturacak kadar büyük olduğu, buna karşılık motorun boşta veya hafif yükte kalkabildiği durumlarda tercih edilir. Motorun büyüklüğüne göre bu sınırın nerede çizileceği bir proje kararıdır ve motoru besleyen Termik Röle Nedir? ile kısa devre koruması, seçilen kalkış yöntemine göre ayarlanır.

Bu sınırı çizen taraf motorun kendisi değil, motoru besleyen şebekenin gücüdür. Aynı motor güçlü bir şebekeden besleniyorsa doğrudan yol verilebilirken, aynı motor daha zayıf bir hattın ucundaysa yıldız üçgen tercih edilebilir. Bu yüzden “şu güçten sonra yıldız üçgen kullanılır” biçiminde sabit bir sınır yoktur; karar motorun etiket değerleri, besleme hattının gücü ve tesisatın işletmecisinin koyduğu kurallarla birlikte verilir. Sanayi tesislerinde bu kararı çoğunlukla elektrik dağıtım şirketinin veya tesis işletmecisinin koyduğu bağlantı koşulları belirler; konutlarda bu ölçekte bir motorla karşılaşılmaz.

Hangi yükte yıldız üçgen yetmez

Yıldız bağlantıda üretilen moment üçgen bağlantıdakinden küçüktür. Motor, yükün ihtiyaç duyduğu kalkış momentini yıldız bağlantıda üretemezse rotor hızlanmaz; kayma büyük kalmaya devam eder ve motor bu durumda üçgen bağlantıya geçmeden çekmeye devam ettiği yüksek akımı sürdürür. Bu, kalkışı yumuşatmak yerine motoru uzun süre aşırı akımda tutmak anlamına gelir.

Kalkış anında büyük bir karşı momente ihtiyaç duyan yükler — sıkıca yüklenmiş bir konveyör, bir pompa veya bir kompresör gibi — bu yöntemle sorunsuz kalkamayabilir. Böyle bir yükte motorun yıldız bağlantıda üretebildiği moment yükün gerektirdiğinin altında kalırsa geçiş asla gerçekleşmez veya geçiş anında büyük bir akım darbesi oluşur. Bu durumlarda farklı yol verme yöntemleri değerlendirilir; hangi yöntemin seçileceği motorun etiket değerlerine, yükün karakteristiğine ve şebekenin durumuna bağlı bir mühendislik kararıdır.

Bu belirsizlik projelendirme aşamasında giderilir: motorun moment eğrisi ile yükün ihtiyaç duyduğu moment eğrisi karşılaştırılır ve yıldız bağlantının ürettiği düşük momentin kalkışın her aşamasında yükün üzerinde kalıp kalmadığına bakılır. İki eğri kesişiyorsa, yani yükün ihtiyacı bir noktada motorun yıldız bağlantıdaki kapasitesini aşıyorsa motor o noktada takılı kalır; akımı düşürmeye çalışan yöntem bu kez motoru sürekli yüksek akımda tutan bir soruna dönüşür. Boşta veya hafif yükte kalkan bir pompa ile tam dolu kalkan bir konveyör aynı motor gücünde bile bu açıdan farklı davranır; karar motorun etiketine değil, o motorun o yükle birlikte nasıl davrandığına bakılarak verilir.

Yıldız üçgen yol vermenin görmedikleri

Yıldız üçgen yol verme bir koruma elemanı değildir; motoru aşırı akımdan veya aşırı ısınmadan korumaz. Bu görev Termik Röle Nedir?ye aittir ve yol verme yöntemi ne olursa olsun devrede ayrıca bulunması gerekir. Yol verme dizisi yalnızca kalkış anındaki akım talebini azaltır, motorun çalışma sırasında karşılaşacağı aşırı yüklenmeye karşı bir koruma sağlamaz.

Yöntem ayrıca yumuşak bir kalkış eğrisi üretmez: yıldızdan üçgene geçiş anlık bir anahtarlamadır ve bu anda akımda ve momentte bir sıçrama görülür. Sürekli ve kademesiz bir hız-moment eğrisi isteniyorsa bu ihtiyaç ayrı bir kumanda yaklaşımıyla karşılanır. Geçişin ne zaman yapılacağına karar veren kumanda elemanının kendisi, motorun o anda gerçekten yeterince hızlandığını doğrudan ölçmez; kalkışın planlandığı gibi geçtiği varsayımıyla çalışır.

Özet

Yıldız üçgen yol verme, bir asenkron motorun sargılarını önce yıldız sonra üçgen bağlayarak kalkış akımını ve momentini geçici olarak küçülten bir kumanda dizisidir. Sargıya düşen gerilim yıldızda küçük olduğu için akım ve moment de küçülür; üçgene geçildiğinde ikisi de anma değerine döner. Yöntem, kalkış akımının şebekeyi zorlayacak kadar büyük olduğu ama yükün yıldız bağlantıdaki düşük momentle kalkabildiği motorlarda anlamlıdır; ağır kalkış yükünde yetersiz kalabilir. Koruma görevini üstlenmez, bu iş ayrı elemanlara aittir.

Sık sorulanlar