MOTOR KORUMA DEVRESİ NASIL TASARLANIR?
Motor Koruma Devresi: Kontaktör, Motor Koruma Şalteri ve Termik Röle Neden Kullanılır?
Endüstriyel otomasyonda güvenilirlik, yalnızca performansla değil, aynı zamanda koruma altyapısıyla da ölçülür. Elektrik motorlarının sağlıklı çalışmasını sağlamak, plansız duruşları ve arıza maliyetlerini minimuma indirmek adına motor koruma sistemleri hayati rol oynar. Bu noktada, kontaktör, motor koruma şalteri ve termik röle üçlüsü, motor koruma kumanda devrelerinde en çok birlikte kullanılan kombinasyondur.
Neden Motor Koruma Gereklidir?
Elektrik motorları, aşırı akım, kısa devre veya faz kaybı gibi arızalarla karşılaştığında rotor sargılarında ve yataklarında hızla hasar oluşumuna yol açabilir. Bu durum hem ekipmanın ömrünü kısaltır hem de üretim hattının durmasına neden olur. Motor koruma devreleri, tam da bu gibi senaryolarda motoru korur. Ancak tek başına yeterli değildir; motoru hem kontrol etmek hem de gerektiğinde şebekeden izole etmek için ek ekipmanlara ihtiyaç vardır.
1.Kontaktör Nedir?
Kontaktör, motor devresini elektromanyetizma yoluyla açıp kapatarak uzaktan kontrol imkânı sunar. Endüstriyel otomasyon panolarda proses otomasyonu için elektrik motorlarını kumanda etmede kontaktör kullanılır. Kumanda devresinden aldığı sinyalle ana devreyi açıp kapatarak motoru devreye alır ya da çıkarır. Piyasada farklı kontaktör fiyatları, akım kapasitelerine ve bobin gerilimlerine göre değişiklik gösterir. Kullanılacak kontaktörün kapasitesi, besleyeceği akım büyüklüğü ve kontaktör fiyatı dengesi baz alınarak belirlenir.
2. Motor Koruma Şalteri Nedir?
Termik manyetik yapısıyla motor devresini kısa devre ve aşırı akıma karşı koruyan eleman, motor koruma şalteri olarak adlandırılır. Geleneksel sigortalardan farklı olarak hem koruma hem de manuel açma-kapama işlevi sunar. Bu cihaz, motor çalışmaya başlamadan önce sistemin sağlığını denetler. Özellikle kompakt yapısı ve pano içi montaja uygunluğu nedeniyle sanayide yoğun kullanılır.
3. Termik Röle Nedir?
Termik röle, motorun uzun süreli aşırı akım çekmesi durumunda devreyi keserek motorun yanmasını önler. Bu cihaz, kontaktör ile seri bağlanarak çalışır ve motor sargılarına zarar verebilecek termal stresleri algılar. Termik elemanlar sayesinde ortam sıcaklığına duyarlıdır ve gecikmeli tepki verir; bu sayede motorun kalkış akımına karşı hassasiyet göstermez, yalnızca sürekli yükte müdahale eder.
Motor Kumanda Devresi Tasarımı
Motor koruma devrelerinde kontaktör, motor koruma şalteri ve termik röle kullanılarak bir motor, aşırı akım, kısa devre, faz hatası veya faz kaybı, uzun süreli aşırı yüklenme gibi elektriksel tehlikelere korunur. Bu üç koruma ve anahtarlama elemanı beraber kullanılır.
Motor Koruma Devresinde Motor Koruma Şalterinin Görevi
Motor devresine gelen enerjiyi kontrol eder. Aşırı akım arızası ya da kısa devre durumunda hızla açma yapıp devreyi korur. Ayrıca manuel açma/kapama imkânı sunar. Genellikle panoda, kontaktörden önce yerleştirilir.
Koruma Türleri:
- Manyetik koruma: Ani kısa devre akımlarına karşı hızlı açma yapar.
- Termik koruma: Aşırı akım durumlarına karşı belirli bir zamana kadar bekleyerek eşik değeri aşıldığında motoru korur.
- Faz kaybı koruması: Üç fazdan biri kesilirse, bu durum dengesiz akım çeker ve motor yanabilir. Motor koruma şalteri bu asimetrik durumu algılayıp müdahale eder.
Motor Koruma Devresinde Kontaktörün Görevi
Şebeke ile elektrik motoru arasındaki bağlantıyı sağlar veya keser. Kumanda devresinden aldığı sinyalle (örneğin start butonuna basıldığında) bobin enerjilenir ve ana kontakları kapatır. Ana devreden motor akımı geçer. Bobin, genellikle 24VDC veya 220VAC gibi gerilimlerle çalışır. Yardımcı kontaklar kontrol sinyalleri (örneğin lambalar veya zaman röleleri) için kullanılır. Otomasyon sistemlerine kolay entegre edilebilir. Bir PLC devresi ile programlama yapılarak veya basit start-stop butonlarıyla oluşturulacak kumanda devreleriyle motor kontrolü yapılabilir.
Motor Koruma Devresinde Termik Rölenin Görevi
Motorun uzun süreli aşırı yük altında çalışmasını engeller. Yavaş artan akımlar nedeniyle oluşabilecek sargı hasarlarını önler. Motor üzerinden geçen akım, termik rölenin içindeki bimetal elemanları ısıtır. Akım belirlenen eşiğin (örneğin motorun nominal akımının %110’u) üzerine çıktığında, gecikmeli olarak röle kontağını açar. Termik röle üzerinde elektrik motorunun hesaplanan tam yükteki akımı ayarlanır. Örneğin 5.5 A’lik bir motor için 5.5 A'ya ayarlanmalıdır. Termik röle, kontaktörün hemen altına monte edilir. Açma kontağı (NC) kontaktör bobiniyle seri bağlanarak, aşırı yük durumunda kontaktör bobinini enerjisiz bırakır ve motoru durdurur.
Motor Koruma Devresi Nasıl Çalışır? (Adım Adım Senaryo)
Motor devresi enerjilendiğinde motor koruma şalteri kapalı konumda ise enerji geçmez.
Motor koruma şalteri devreyi kapatır ve enerji kontaktörün ana kontaklarına ulaşır.
Start butonuna basıldığında kontaktör bobini enerjilenir, kontaklar kapanır ve motor devreye girer. Motor çalışırken akım termik röleden geçer.
Aşırı yüklenme durumunda; termik röle, akımın eşik değerini aştığını algılar ve belirli bir süre sonunda açma kontağını açar.
Bu sinyal kontaktör bobinini keser → kontaktör açılır → motor durur.
Kısa devre arızası durumunda; motor koruma şalteri, kısa devreyi tespit eder etmez manyetik tetikleme ile devreyi açar; sistem, kontaktör ve termik röle zarar görmeden durur.
Bu kombinasyon;
Manuel kontrol + otomatik kontrol + güvenlik fonksiyonlarını birleştirir. Hem kontaktörün kontrol kabiliyetinden hem de termik ve manyetik korumaların güvenliğinden faydalanır.
IEC 60947-4-1 ve EN 60947 standartlarına tam uyumludur. Kontaktör, motor koruma şalteri ve termik röle bir arada çalıştığında kumanda, koruma ve kontrol işlevleri tek bir entegre devrede birleşir. Böylece hem elektriksel güvenliği hem de operasyonel sürekliliği sağlar. Üstelik bu kombinasyon, standartlara uygunluk açısından da IEC ve EN normlarında tavsiye edilen bir çözümdür.
Genelde elektrik motoru arızalarının büyük bir kısmı doğru koruma devresinin yapılamamasından kaynaklanır. Doğru seçilmiş bir kontaktör, güvenilir bir motor koruma şalteri ve hassas ayarlanmış bir termik röle, sadece motoru değil tüm sistemi koruma altına alır. Uzun vadede arıza risklerini azaltır, bakım maliyetlerini düşürür ve enerji verimliliğini artırır.
