Hız Kontrol  Cihazlarında Artık(Kaçak)  Akım Koruma Cihazı Kullanımı

Yazı Dizisi-1

Peter-Lukas Geowitz (Tercüme :Barış Akdoğan)

Giriş

Makine imalatçıları, sürekli olarak daha çok iş üreten, daha çok yönlü ve enerji açısından verimli makineler sunma baskısı altındadır. Giderek daha gözde hale gelen bir çözüm, değişken devirli frekans kontrollü sürücüler kullanmaktır. Etkili olmasına rağmen bu yaklaşım, uygun Artık  (Kaçak) Akım Cihazı (RCD) türleriyle beraber kullanılmadığı takdirde istenmeyen açmalara ve hatta koruma işlevinin tamamen kaybedilmesine neden olabilir. Uyumlu bir RCD-hız kontrol cihazı çözümü, enerji açısından en verimli motor kontrolünü, donanım ve kullanıcılar için mümkün olan en yüksek koruma ile bir araya getiren makineler için zorunluluktur.

Bu çözümün başarısı, hız kontrol cihazı ve RCD bileşenlerinin ve bunların etkileşiminin ayrıntılı bir şekilde kavranmasına bağlıdır. Doğru RCD seçimi, hız kontrol cihazları tarafından üretilen artık  akımların konumuna ve bunların büyüklüğü, dalga biçimi ve frekans bileşenlerine bağlıdır.

Bu teknik rapor, imalatçıların tüm olası artık akım senaryolarına göz atarak ve her biri için uygun RCD çözümü üzerinde durarak makinelerinde emniyetli ve verimli çalışmayı tasarlamalarına yardımcı olur. Aynı zamanda dijital RCD'lerin, olası hataların daha iyi görülmesine olanak tanıyarak, daha fazla kontrol hassasiyeti sağlayarak ve istenmeyen açmaları daha da azaltarak makine performansı ve çalışma süresini nasıl arttırdığını gösterir.

Rapor, frekans konvertörlerinin temel özelliklerini ve bunların ürettiği hata akımlarının konumları, türleri ve bileşenlerini inceleyerek başlıyor. Ardından bu faktörleri göz önünde bulundurarak yüksek frekanslarda sistemden kaynaklanan toprak kaçak akımlarına karşı operatörler ve donanım için en yüksek koruma düzeylerini sağlamak amacıyla özel olarak tasarlanmış RCD türlerini ele alıyor. Farklı hata akımı senaryoları için en uygun RCD'lerin nasıl seçilebileceğini gösteriyor. Son olarak rapor, dijital RCD'lerin avantajlarını temel yönleriyle belirtiyor ve yüksek kaçak akımların nasıl azaltılacağıyla ilgili bazı tavsiyelerde bulunuyor. Bu yazı dizisi  Mr. Peter-Lukas Genowitz'in artık  akım konusuyla ilgili bir teknik raporudur.

Elektriksel sürücü sistemlerinin temel özellikleri

Sürücü sistemlerinin avantajı, devirleri sürekli değiştirilebildiği takdirde önemli oranda artar. Yüksek konumlandırma hassasiyetiyle sürekli değişken devir ayarını sağlamak modülasyon yöntemlerine bağlıdır. Ancak modülasyon devreleri, sadece hata durumlarında değil, normal çalışma boyunca da mevcut olan kaçınılmaz kaçak akımlara neden olur.

Belli bir MHz'e kadar olan bir frekans aralığında düzgün DC kaçak akımları ve AC kaçak akımları meydana gelebilir ve 100 mA veya üstüne ulaşabilir. (Özellikle güç fazlarında bir dengesizlik varsa veya çok sayıda sürücü bağlıysa.)

Şekil 1: Frekans konvertörünün çalışması ve kaçak akım üretilmesi

Kaynak: „Leitfaden für Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen und elektrische Antriebe“ Sayfa 2, ZVEI (Zentralverband der Elektro Industrie)

Frekans konvertörlerinin temel yapısı ve işlevi

Frekans konvertörleri, tek faz beslemeler icin köprülü doğrultucu veya üç fazlı beslemeler için köprülü doğrultucu kullanımıyla ana şebeke gerilim beslemesini doğru akıma çevirerek Şekil 1'de

gösterildiği gibi çalışır. DC gerilimi, bir invertör tarafından seviye ve  frekansı değiştirilebilen bir çıkış gerilimine dönüştürülmeden önce düzeltilir.

Frekans konvertörü kaçak akımları (2-3), temel olarak cihaz üzerindeki parazit baskılaması, ilave RF filtreleri (1), çıkış filtreleri (4), blendajlı motor kablosu (5) ve motordan (6) kaynaklanır.

Genel olarak kaçak akım arttıkça yayılan kapasitif parazitler ve yüksek frekanslı iletilen parazit gerilimler azalır. Bu, tasarımcıların, radyo frekansı parazit düzeylerini düşürmeye çalıştıkça bazen kaçak akımların artmasına izin verdiği anlamına gelir.

Bundan sonraki yazımızda “Hata akımları ve bunların yerleri “ anlatılacaktır.