10 Haziran 2009 Çarşamba

Best Dergisi




Best Dergis1 hız kontrol

Best DergisiSayı 9,


Mart 2002


Frekans İnverteriyle Hız Kontrol Uygulamaları


Seyfettin AKBAŞ - SEYAK ASANSÖR Metropollerde hızlı nüfus artışı nedeni ile daha çok konut ve yüksek binalara ihtiyaç duyulduğu kaçınılmazdır. Gelişmiş ülkelerde mimarlar bina tasarımlarını yaparken dış görünümün dışında iç mimariye de özen göstermekteler ki bunun başında da asansörler gelmektedir. Ülkemizde de bu yönde çalışmalar yapılmaktadır. Türk mimar ve mühendislerinin asansör yapımında hedefledikleri kazanımlar aşağıdaki gibidir.Yüksek hız, duruş doğruluğu, konfor ve tasarruf.Yüksek Hız: Giderek yükselen binalara duyulan ihtiyaçlar, beraberinde asansörler için 1 m/s'lik seyir hızlarının artık yetersiz kalmasını da getirmiştir. 1 m/sn'lik hızların üzerindeki asansörlerde kademeli tahrik kullanması tercih edilmediği gibi bir çok yönden sakıncaları vardır. Kalkış, yavaşlama ve duruş aşamalarındaki sarsıntılar yolcuları rahatsız ettiği gibi kat hizasındaki duruşlarda yüke bağımlı olarak değişik farklılıklar gösterir ve mekanik fren balatasının çabuk yıpranmasına sebep olur.Frekans kontrollü (VVVF) kademesiz hız kontrol cihazları sayesinde günümüzde 4 m/s'lik seyahat hızlarına ulaşılabilmektedir. Bazı gelişmiş tahrik ve kumanda sistemleriyle çok daha yüksek hızlar da elde etmek mümkündür. 10 durağın üzerindeki yoğun trafikli binalarda artık 1,60 m/s hızında asansörler tercih edilmekte ve akıllı kumanda sistemlerinin de kullanılmasıyla trafik önemli ölçüde rahatlamaktadır.Duruş Doğruluğu: Kademeli hızlı asansörlerde duruşlar mekanik frenin kapatması ve balatanın dönmekte olan makineyi sürtünme kuvvetiyle durdurması sonucunda gerçekleşir. Kabinin dolu yada boş olmasına bağımlı olarak tam duruş erken veya geç gerçekleşebilir. Bunun sonucunda kabin zemini ile kat zemini arasında birkaç santimetreyi geçen hiza farklılıkları oluşur. Bu da asansöre binecek veya asansörden inecek yolcular için ayaklarının takılabileceği büyüklükte eşikler oluşması anlamına gelir.Hasta ve engelli asansörlerinde katta duruş hataları daha da önem kazanır. Bunların yanı sıra havaleli mal taşınan veya içine forklift, palet gibi tekerlekli taşıyıcılar girmesi gereken asansörlerde de hizalama hataları can sıkıcıdır. Açık çevrim inverter uygulamalarında ± 5 mm'lik, kapalı çevrim inverter uygulamalarında ise ± 1 mm'lik hiza doğrulukları elde edilebilmektedir.Konfor: Ülkemizde yaygın olarak ilk kuruluş aşamasında ekonomik olması sebebiyle en çok tercih edilen ve yaygın olarak kullanılan kademeli hızlı asansörlerde kalkış, hızlanma, yavaşlama ve duruş anında sarsıntılar olması kaçınılmazdır. Bunların çoğu zaman yolcular ve kat malikleri için rahatsız edici boyutları olduğu tespit edilmiştir. Bu olumsuzlukları ortadan kaldırmak için yükselen hayat standartlarına ve teknolojiye paralel olarak insanlar günlük yaşantılarında sıkça kullandıkları taşıma aracı olan asansörlerde de yolculuk yaparken daha fazla konfor istemeye başlamışlardır. Hastanelerde hasta asansörleri ve değişik ortamlarda özürlü insanlar için engelli asansörler gibi bazı özel uygulamalarda ise sarsıntısız seyahat gereksinimi daha da çok önem kazanmaktadır. Bu gereksinim önceleri daha yavaş asansörlerle karşılanırken (0.5 m/sn ve 0.63/m/sn) artık günümüzde kademesiz hız kontrol cihazlarıyla gereken konfor asansör hızlarından hiçbir taviz vermeden elde edilebiliyor. Hasta ve engelli asansörleri artık yavaş olmak zorunda değil.Bütün bunlara ilave olarak ikinci bir husus da sessizlik. Kademeli asansörlerde kalkış ve duruşta duyulan sesler inverterli çalışmada yoktur. Özellikle fren ayarları istenilen düzeyde sesiz çalışabilecek şekilde ayarlanabilmektedir. Çünkü kademeli asansörlere göre fren balatasının kuvvetli kapanması gereksinimi hız kontrollü asansörlerde ortadan kalkmaktadır.Yalnız kademesiz hız ayarı cihazı seçerken bir hususu dikkate almak gerekir bu da frekans kontrollü cihazlara göre gerilim kontrollü cihazlarda yavaşlama esnasında ikinci hız sargısına DC gerilim uygulanması sonucu oluşan gürültü frekans kontrollü cihazlarda yoktur. Ayrıca gürültüsüz kontaktır ve fren mekanizması kullanımıyla daha da fazla sessizlik sağlanabilir.Tasarruf: Özelikle ülkemizin sorunları arasında ilk sıralarda bulunan enerji sorununu her nedense müteahhitler, mimarlar ve bina yapımcıları gözardı etmişlerdir. Ekonomik krizin yaşandığı şu günlerde elektrik tüketiminde büyük tasarruf sağlayacak kademesiz hız kontrol cihazlarının kullanılmasına özen gösterilmelidir.Asansörlere kademesiz hız kontrolü uygulanması sonucunda elde edilen en önemli sonuçlardan biri de birçok açıdan elde edilen tasarruftur. Buna rağmen tasarruf boyutu inverter kullanımına geçmeye karar verecek kişiler tarafından en az bilinen ve bu yüzden da en çok göz ardı edilen konudur. Oysa gelişmiş ülkelerde dahi israf etmeme bilincinin daha gelişmiş olmasının etkisiyle kademeli asansörlere giderek artan oranda kademesiz hız kontrol cihazı uygulanmaktadır. Frekans inverteri kullanılması sonucunda elde edilen tasarrufu, kuruluş giderlerinden tasarruf ve işletme giderlerinden tasarruf olmak üzere başlıca iki gruba ayırabiliriz.Kuruluş GiderlerindenTasarrufTesisattan Tasarruf: Kademeli asansörlerin motorları kalkış sırasında anma akımının 7-8 katı kadar akım çekerlerken inverter kontrollü motorlar anma akımının sadece 1,5-2 katı akım çekerler. Dolayısıyla asansör motorunun beslendiği şebekenin üzerinde aşırı baskı yaratmazlar. Bu sayede gereksiz kalınlıkta besleme kablosu ve şalt elemanı kullanılmasına gerek kalmaz. Ayrıca özellikle de büyük motorlu asansörlerin kalkışı sırasında binanın şebeke beslemesini aşırı yükleyerek düşürme olasılığı ortadan kalkar.Kontaktörlerden Tasarruf: Çift hızlı asansörlerde 4 adet kontaktör kullanılması gerekmektedir. Duruş için motor akımını kontaktörler kestiğinden kullanılacak kontaktörler motor anma akımına göre daha büyük boyutta seçilmelidir. Örneğin, 4 kişilik bir asansör için 14 Amp. anma akımına sahip 5,5 kW'lık bir motor kullanılmışsa, çift hızlı çalışmada kumanda panosunda en azından 32A'lik 4 adet kontaktör kullanmak gerekir. Oysa, inverter kullanıldığında aynı motor için anma akımından biraz büyük, yani 16 Amp.'lik 2 adet (TSE EN81 gereği) ana kontaktör ile fren için 1 adet 9-10 Amp.'lik 1 adet kontaktör yeterlidir, çünkü kontaktörler akım taşırken açmazlar ve yön değiştirme kontaktörlerine gerek yoktur.Faz Sırası ve Faz Koruma Rölesinden Tasarruf: Frekans inverterli hız kontrol cihazları 3 fazlı şebeke beslemesini doğrultup motor için yapay bir 3 fazlı besleme kaynağı yarattıkları için şebeke fazlarının sırasının değişmesi motor dönme yönünü, dolayısıyla asansörün hareket yönünü değiştirmez. Bu nedenle asansör kumanda panosunda ayrıca bir faz sırası izleme rölesine yer verilmesine gerek yoktur.İnverterler şebeke besleme gerilimini sürekli gözler ve gerilimin aşırı düşme veya yükselmesi durumunda çalışmayı keserler. Ayrıca, üç fazın doğrultulmasıyla elde edilen DC gerilim yeterince yüksek olduğu sürece fazlardan birinin düşük olmasından etkilenmezler. Böylece kumanda panosunda ayrıca bir faz gözleme (koruma) rölesi kullanmaya gerek kalmaz.Termik Şalter Tasarrufu: İnverter motor sıcaklığını elektronik olarak gözler ve motor sargılarının aşırı ısınması durumunda çalışmayı durdurarak sargıların yanmasını önler. Bundan dolayı kumanda panosunda termik şalter kullanmaya gerek yoktur. Yalnız burada inverter seçimi yaparken bu özeliklerin olmasına dikkat edilmelidir.Motor Fanından Tasarruf: İnverter her zaman motor için uygun çalışma koşullarını sağladığından motor aşırı ısınmaz, bu sayede motora harici fan (cebri soğutma) takmaya gerek kalmaz, ve makine maliyetinde tasarruf sağlanır. Motorun içinde bulunan pervane yeterli soğutmayı sağlar. Dikkat edilmesi gereken tek husus bakım çalışması yapılırken motorun 20 Hz'in altında uzun süre çalışması durumunda motorun ısınma olasılığıdır. Gerilim kontrollü hız kontrol cihazları ise yavaşlama esnasında ikinci hız sargısına doğru akım verirler, bu da motorda aşırı ısınmaya yol açar.Motor Gücünden Tasarruf: Kademeli hızlı asansörlerde ani kalkış için gereken yüksek momenti elde edebilmek için genellikle en küçük asansörlerde bile en az 5,5 kW'lık motor kullanılır. Oysa inverter yumuşak ve kontrollü bir kalkış ve hızlanma sağladığından moment gereksinimi daha azdır ve daha küçük motorla aynı yük taşınabilir. Örneğin, 1 m/s kabin hızına sahip birçok 300kg'lık asansörü 3 kw'lık motorla, 400kg'lık asansörü de 4 kw'lık motorla bir inverterle sorunsuz olarak çalıştırdık. Böylece daha küçük boy motor ile maliyeti düşürmek mümkün oldu.Motor Sargısından Tasarruf: İnverterler motoru sürmek için sadece tek motor sargısını kullanırlar. İnverterle kullanılmak üzere yapılan tek sargılı ama yüksek hızlı (1...2,5 m/s arasında) motorlu makineler gittikçe yaygınlaşmaktadır. Tek sargılı motorda, çift sargılı motora göre bir maliyet tasarrufu sağlanır.İşletme GiderlerindenTasarrufEnerji Tasarrufu: İnverterli çalışmada kalkış akımı motorun anma akımının 1,5-2 katını aşmaz. Bu oran, gerilim kontrollü cihazlarda 3-4 kat, kademeli asansörlerde ise 7-8 katı bulur. Yavaşlama sırasında ise inverter şebekeden hiç akım çekmez, hatta bu sırada jeneratör gibi çalışan motorun geri beslediği enerjiyi bir direnç üzerinde tüketir.Gerilim kontrollü cihazlar ise yavaşlama esnasında düşük hız sargısına doğru akım verirler, ayrıca gerektiğinde ana sargıya da gerilim verebilirler. Bu da yavaşlama süresi boyunca elektrik tüketimi demektir. İnverter kullanımıyla kademeli asansöre göre % 30-50 oranlarında enerji tasarrufu sağlanabilmektedir.Ağır Volan Yok: Kademeli hızlı asansörlerde hız geçişlerini yumuşatmak için makineye sistemin ataletini artırıcı ağır bir volan takılması zorunludur. İnverterle sürülen makinede hız değişimleri kademesiz olduğundan böyle bir ağır volana gerek yoktur. Aksine, ağır volan motorun daha fazla akım çekmesine yol açtığından inverterli çalışmada mümkünse ağır volandan kaçınmak gerekir. Modernizasyon uygulamalarında volanın sökülmesinin mümkün olduğu makinelerde ağır volanı sökerek çalışma akımlarını düşürülebilir ve elektrik tüketimi daha da azaltılabilir.Ağır volanın yerine makineye gerektiğinde elle motoru çevirmeye olanak sağlayacak bir plastik yada alüminyum volan takılmalı, yada bu amaçlı başka bir düzenek düşünülmelidir. Ağır volan çıkarıldığında % 70'e varan enerji tasarrufu sağlamak mümkündür.Balata Aşınması: Kademeli hızlı asansörlerde duruş mekanik fren balatasının dönmekte olan motoru yakalamasıyla, yani sürtünme kuvvetiyle gerçekleşir. Bunun sonucunda fren balatası yıpranır ve asansör kat hizalarından kayarak durmaya başlar. Kayma miktarı fazlaysa kapı açılmayabilir. Bu yüzden fren balatasının sık sık ayarlanması ve değiştirilmesi gerekir. Oysa, inverterler asansörü önce elektriksel olarak durdurur, fren balatası sonra kapanır. Bu sayede balatada yıpranma olmaz, tekrar tekrar fren ayarı gerekmez ve kat hizalarında duruşlar zamanla değişmez. Bu da hem malzeme sarfiyatı hem de bakım işçiliği açısından önemli tasarruf demektir.Mekanik Yıpranma: İnverterli çalışmada kalkış, hız değişimleri ve duruş aşamaları yumuşak bir biçimde gerçekleştiğinden başta makinenin dişlisi olmak üzere asansörün çoğu mekanik aksamında zorlanmalar oldukça azalır.Yıpranmanın azalması sonucunda mekanik aksamların ömrü uzar, yenilenme gereksinimleri azalır, bakım ve malzeme giderlerinden tasarruf edilir.Arıza: İnverterler şebeke beslemesini, motor bağlantılarını ve motorun ısınmasını sürekli izleyerek gereken durumlarda koruma sağladıklarından asansörün bu gibi nedenlerle arızalanmasını önlerler.Bu noktalarda sisteme zarar verebilecek herhangi bir anormallik belirlediklerinde bunu hata olarak kaydederler. Bu sayede bakım-arıza personelinin hataların nedenlerini geriye dönük olarak aramalarına yardımcı olurlar. Bu sayede asansörün toplam arıza oranını azaltmak ve hataların kaynaklarını daha çabuk ve daha doğru olarak teşhis ederek gidermek mümkün olacaktır.Asansörlere inverter uygulanması aslında sanıldığı kadar maliyetli bir işlem değildir, çünkü daha kuruluş aşamasında bazı konularda yapılan tasarruflarla inverter maliyetinin bir kısmı karşılanabilmektedir. Çalışma sırasında başta enerji tüketiminden olmak üzere sağlanan tasarruflar sayesinde inverter maliyeti bir süre sonra amorti edilebilmekte ve konforlu, hızlı ve uzun ömürlü bir asansör elde edilmektedir. Çalışır durumdaki kademeli asansörlerde ise makine ömrünü tamamen doldurmadan önce inverter ilave edilmesiyle neredeyse yeni makine maliyetine hem yukarıdaki kazanımlar elde edilmekte hem de makinenin ömrü uzatılabilmektedir. Bu belirgin avantajlar sayesinde hem yeni asansörlerde, hem de eski asansörlerin modernizasyonunda VVVF kademesiz hız kontrol cihazları giderek daha çok tercih edilmektedirler.


Hiç yorum yok:

Yorum Gönder