Elektrikli Araba Nasıl Şarj Edilir? Nasıl Çalışır? Şarj Etme Yöntemleri Nelerdir? 

Elektrikli arabalar nasıl şarj edilir: Elektrikli arabalar elektriğin bulunduğu her yerden şarj edilebilir. Elektrikli araba alacak kullanıcıların aklına gelen ilk gelen soru “Nerede şarj edeceğim?” Oysa ki elektrikli otomobillerin hayatımızda yer alması ile birçok şarj istasyonu kurulmuştur. Kurulmaya da devam etmektedir.

Elektrikli Araba Nedir?

Elektrikli araba, elektrik enerjisi ile çalışan arabalara denir. Elektrikli araçlar karbon salınımı olmaksızın, çevreye herhangi bir fosil yakıt bırakmadan, yenilenebilir enerji sayesinde doğa dostudur. Elektrikli arabalar (electric cars) bir veya daha fazla elektrik motoru kullanırlar. Bataryalardan ve diğer enerji depolama cihazlarında depoladığı elektriği kullanan otomobildir. Elektrik motorları ani tork verir, güçlü ve dengeli hızlanma sağlar.

Çalışırken gürültü kirliliği oluşturmaz, enerji tasarrufu sağlarlar. Bundan dolayı gelecek nesillere sağlıklı bir dünya bırakmaya katkıda bulunmaktadır. Kilometre başına düşen maliyet oranının diğer arabalara göre daha düşük olması başlıca faktörler arasındadır. Tüm araçlarda olduğu gibi elektrikli araç (EA) modellerinin de belirli bir çalışma sistemi vardır.

Elektrikli Arabayı Oluşturan Parçalar 

Elektrikli arabayı oluşturan parçalar ve görevleri nelerdir?

Battery (all-electric auxiliary): Akü (tamamen elektrikli yardımcı):

Elektrik tahrikli bir araçta, yardımcı akü araç aksesuarlarına güç elektriği sağlar.

Charge port: Şarj portu:

Şarj portu, akü (battery) grubunu şarj etmek için aracın harici bir güç kaynağına bağlanmasına izin verir.

DC/DC converter: DC / DC dönüştürücü:

Akü grubundan yüksek voltajlı DC gücünü, araç aksesuarlarını çalıştırmak ve yardımcı aküyü şarj etmek için daha düşük voltajlı DC gücüne dönüştürür.

Electric traction motor: Elektrikli çekiş motoru:

Çekiş aküsü grubundan gelen gücü kullanan bu motor, aracın tekerleklerini çalıştırır. Bazı araçlar hem sürüş hem de rejenerasyon işlevlerini yerine getiren motor jeneratörleri kullanırlar.

Onboard charger: Yerleşik şarj cihazı:

Şarj portu aracılığıyla sağlanan AC elektriğini çekiş aküsünü şarj etmek için DC gücüne dönüştürür. Aynı zamanda şarj ekipmanı ile iletişim kurar. Grubu şarj ederken voltaj, akım, sıcaklık ve şarj durumu gibi pil özelliklerini izler.

Power electronics controller: Güç elektroniği kontrolörü:

Bu ünite, çekiş aküsü tarafından sağlanan elektrik enerjisi akışını yönetir. Elektrikli çekiş motorunun hızını ve ürettiği torku kontrol eder.

Thermal system (cooling): Termal sistem (soğutma):

Bu sistem, elektrik motoru, güç elektroniği ve diğer bileşenlerin uygun çalışma sıcaklığı aralığını korur.

Traction battery pack: Çekiş pil takımı:

Elektrikli çekiş motorunun kullanması için elektriği depolar.

Transmission (electric): Şanzıman (elektrikli):

Şanzıman, tekerlekleri çevirmek için elektrikli çekiş motorundan mekanik gücü aktarır.

Elektrikli Otomobil Nasıl Çalışır?

Araçlar belirli bir düzen içerisinde çalışmakta ve araçta düzensizlikten kaynaklanacak arızaların önüne geçilmektedir. Bir elektrikli otomobil nasıl çalışır? Yanmalı motorun aksine elektrikli otomobil, motoru çalıştırmak için yakıtın yanmasına ihtiyaç duymak yerine bataryadan aldığı elektriği kullanır. Rejeneratif frenleme sistemleri sayesinde durmak için kullanılan enerjiyi depolarlar. Hızlanmak için tekrar kullanırlar.

Bataryanın kapasitesi, bu tip bir elektrikli otomobilin menzilini yani tek bir batarya şarjıyla gidebileceği mesafeyi belirler.
Elektrikli otomobil yalnızca elektrikle çalışır. Yanmalı motoru yoktur, emisyon üretmez.

Elektrikli Araç Bataryası

Elektrikli araç EA, üretimi yapılırken yaşanan en büyük sorun bataryadır. Ancak nikel bazlı çalışan piller yerine doldurulabilir ve lityum ile çalışan piller geliştirilmiştir.

Pil çeşitlerinden olan NiMh pil ile Lityum-iyon pil EA, HEA uygulamalarında kullanılmaktadır. Batarya teknolojisinin gelişmesi ile Lityum-iyon bataryaların enerji yoğunluğu yüksek değerlere ulaşmıştır.

Lityum-iyon piller anlık olarak sürekli akımın çok üzerinde akım verirler. Bundan dolayı aracın ani hızlanmalardaki tepki süresi kısadır. (EA) elektrikli araba, (HEA) hibrit araç ve batarya şarj cihazı her geçen gün fazlalaşmaktadır.  Ayrıca bazı araçlar özel tekniklerle kendi kendini şarj edebilmektedirler.

Elektrikli araçların (EA) önemli bir bölümü ve şarj edilebilir tüm teknolojik aletler lityum iyon piller ile çalışmaktadır. Elektrikli arabalar da batarya tipinde en önemli husus şarjdır. Batarya doluluk oranı %20’nin altına düşmeden şarj edilmelidir. Bunun sebebi ise lityum iyon pillerin tek bir yapı yerine hücreler halinde olmasıdır. Eğer pil sonuna kadar biterse pilin bazı hücreleri yok olmaktadır. Bu sebeple elektrikli bir oto da batarya bitene kadar araç (vehicle) kullanılmamalıdır.

Elektrikli Araba Şarj Etme Sistemi

Elektrikli araç şarjı üç şekilde yapılabilir.

• Ultra hızlı şarj (Ultra Rapid Charging),
• Hızlı şarj ( fast charging),
• Yavaş şarj (slow charging) .

Bunlar, EA şarj etmek için var olan güç çıkışlarını ve şarj hızlarını temsil eder. Şarj gücü kilowatt (kW) olarak belirtilmektedir.

• Ultra hızlı şarj cihazları ( Ultra Rapid chargers):

Elektrikli araç şarj etmek için en hızlı yoldur. Ağırlıklı olarak DC şarjını içerir. Bu, iki kategoriye ayrılabilir ultra hızlı ve hızlı. Ultra hızlı noktalar 100+ kW, 150 kW ve 350 kW’a kadar şarj edebilir ve yalnız DC’ dir. İkinci olarak hızlı şarj cihazları ( rapid chargers) 50kW şarj kapasiteli noktalardır. Örneğin; İngiltere’nin hızlı şarj altyapısının çoğunda 50 kW DC şarj etme noktaları mevcuttur. Bu noktalarda aynı şarj ünitesine iki araç bağlanabilmektedir.

• Hızlı şarj cihazları ( Fast chargers):

Elektrikli aracı 3-4 saat içinde tamamen şarj eden 7 kW ila 22 kW güç sağlayanları kapsar.

• Yavaş şarj cihazları:

3 kW’ a kadar şarj ünitelerini kapsar ve gece şarj etmek için kullanılırlar. Bu şarj üniteleri ile elektrikli araç aküleri 6-12 saat arasında tam şarj edilirler.

Araç Şarj İstasyonu Nedir?

İki çeşit elektrikli araç şarj istasyon sistemi vardır.

AC şarj istasyonları; AC şarj üniteleri genelde kişisel kullanımlar içindir. Uzun şarj (6-8 saat ) sürelerine ihtiyaç duymaktadırlar. Bu sistemlerde şarj kapasitesi en fazla 22kW olmaktadır.

DC şarj istasyonları; Ticari ve büyük çaplı elektrikli araç şarj istasyon kurulumları için daha uygundur. Genellikle elektrikli araç şarj istasyonları bu sistem üzerine kurulmaktadır. Şarj süreleri 15 dakikaya kadar indirilebilmektedir.

Aralarındaki fark; DC (doğru akım) şarj ile araçlar daha hızlı şarj olurken AC (alternatif akım) ile şarj süresi daha uzun olabiliyor.

Birçok marka kendi elektrikli otomobillerine ücretsiz şarj istasyonu hizmeti sunmaktadır. Örneğin; BMW marka elektrikli otomobiller. Ayrıca bazı AVM, otel ve marketler elektrikli arabalar için şarj istasyonları sunmaktadır. AVM veya otoparklarda halka açık şarj istasyonlarında soketten aracınızı şarj edebilirsiniz.

En önemli gelişmelerden birisi de İstanbul Ulaşım AŞ tarafından yapılan yeni çalışmadır. Engelli erişiminde kolaylık sağlaması için metro istasyonlarına şarj istasyonları yerleştirilmiştir. Engelli vatandaşlar bu şarj istasyonlarından ücretsiz yararlanmaktadırlar.

Elektrikli Araba Kaç Saatte Şarj Olur?

Elektrikli Araba Şarj Süresi Ne Kadar? (EA) Elektrikli araba şarj süresi, batarya kapasitesine göre değişiklik gösterir.

DC şarj istasyonlarında bir elektrikli aracın şarjının %80’e ulaşması için 30 dakika şarj edilmesi yeterlidir. Hızlı şarj istasyonları 20 KWh lik bir aküyü şarj etmek için 30 dakika gibi kısa bir sürede %80’e kadar şarj imkanı sağlamaktadır. Bunlarda kullanılan elektrik ise 36 Amperlik (400 V) bir terminal olması yeterlidir.

AC tip şarj istasyonlarında ise %80 şarj oranına ulaşmak için 3 – 4 saat gibi bir süre gerekiyor. Bu durum; aracın çekiş gücüne, ortalama güce ve şebekeye bağlı olarak değişebiliyor.

Elektrikli Araç Şarj İstasyonları Ödeme Sistemleri

Ülkelerin şarj etme istasyonları ve ödeme sistemleri farklıdır. Bir çok istasyonda, Tanımlama teknolojisi RFID kartı uygulaması vardır. İnternet (web) erişimi de yaygın olarak kullanılmaktadır.

Hızlı şarj istasyonu ve ultra hızlı şarj istasyonları ( rapid ev charger station) vardır. Hızlı şarj noktalarında önceden kayıt veya hesap kurulumu gerektirmiyor. Temassız banka kartı ile ödeme yapmak yaygınlaşmaktadır. Şarj tarifeleri, tüketilen enerji başına maliyeti (kWh başına), şarj için belirlenmiş bir ücreti kapsamaktadır.

Elektrikli Araç Şarj İstasyonu Kurulum Maliyeti Nedir?

Şarj istasyonu kurulumu maliyet gerektirmektedir. Elektrikli araçların şarj olması için Elektrikli araç şarj istasyonu kurulumları yapılmaya başladı. elektrikli araç şarj istasyonu kurulum maliyeti yaklaşık 20 Kw Şarj İstasyonu 19.680 USD + Kdv civarındadır.

Elektrikli Araç Şarj Ücreti

Elektrikli araç şarj ücreti ne kadar? E şarj şarj ücreti, Dakika başı ücretler araçtan araca 0.06 TL ile 0.86 TL arasında değişiyor. Yurtdışı ile karşılaştırırsak, Tesla Supercharger  şarj üniteleri araçları $0.13 ile $0.26 dolar arası dakika başı ücret ile çalışıyor.

Elektrikli Araba Şarj İstasyonları

Türkiye’deki elektrikli araç şarj istasyonlarını Google Maps’i harita üzerinde bulmak mümkündür.

Elektrikli araç (EA) şarj istasyonları Türkiye için oldukça yeni bir teknolojidir. Şarj istasyonlarını görüntülemek için mobil uygulaması ücretsiz indirerek şarj istasyon noktalarını görmek mümkündür. Araçlarda bulunan navigasyon sistemi ile e şarj (e charge) noktasına gidilebilmektedir.

Elektrikli Araba Evde Nasıl Şarj Edilir?

Evde şarj, elektrikli aracı en uygun maliyet ile şarj etmek yöntemidir. Birçok ev tipi şarj aleti 3 kW veya 7 kW olarak bulunmaktadır. Elektrikli araçlar evlerde 16 amperlik (220 V) topraklı priz ile şarj edilebilir. Bu durumda 6 ila 8 saat aralığında bir şarj süresi olacaktır.

Elektrikli araç satan firmalar, alıcıya bir şarj ünitesini de ücretsiz olarak vermektedir. Aldığınız araba firması ile doğrudan irtibata geçip istasyon kurulmasını sağlayabilirsiniz.

Ev tabanlı şarj ünitesini kullanmak için kablo çekilmesi gerekir. Kablo çekilmesinin zor olmasından dolayı özel park yeri gerektirir. Site gibi toplu konutta, ortak alanlardan birine şarj istasyonu kurulması sağlanabilir. İstasyon kurulan bölgedeki altyapı ihtiyacı da şarj istasyonunun gücüne göre değişmektedir. Elektrik dağıtım şirketinden tahsis edilen sözleşme gücü yeterli olmadığı durumlarda güç artırımına gitmek gerekiyor.

Elektrikli Araba Şarj Aleti

Elektrikli araçlarda şarj için özel konnektör (connector) girişleri vardır. Araçlar şarj ünitelerinde bulunan girişleri araçlarına takarak şarj edebilirler. Elektrikli araçların bir çoğunda, hızlı şarj sağlamak amacıyla Tip 2 CCS girişi ile şarj için Tip 2 standardı kullanılmaktadır. Hızlı şarj ünitelerinde en çok kullanılan standartlar CHAdeMO ve CCS dir.

NOT: (CHAdeMO, özel bir elektrik konnektörü ile 62,5 kW x 500 V, 125 A doğru akım sağlayan akülü elektrikli araçlar için hızlı şarj )

Küçük kapasiteli elektrikli araçlar olarak kullanılan:

Hava alanı hizmet arabaları, golf arabaları, tekerlekli sandalyeler de elektrikli araçlardandır. Bu araçlarda kullanılan aküler sulu akü ( lead -Acid), jel, ve kuru akü (VRLA) diye adlandırılan küçük kapasiteli akülerlerdir. Bu araçlar için ESP-120-12, ESC-240-24, PB-120-13,5, PB-360-12 gibi 12V akü şarj cihazları kullanılmaktadır.

Elektrikli Araba Modelleri

Elektrikli araç modelleri, tasarımı iç ve dış dizaynı yeni teknoloji ile üretilmiştir. Türkiye’deki hibrit (hybrid) olmayan tamamen elektrikli otomobil (electric car) modelleri:

• Tesla
• BMW i3 BMW i3s
• Renault Zeo
• Renault Twizy
• Jaguar I- Pace
• Smart EQ
• Porsche Taycan
• Mini Cooper SE
• Volvo Cars

Elektrikli Araç Fiyatları

Fiyatlar motor, batarya maliyeti, model, marka, konfor ve iç dizaynına göre değişmektedir.

Elektrikli Bisiklet Nedir? Elektrikli Bisiklet Nasıl Çalışır? Özellikleri Nelerdir?

Elektrikli Bisiklet Nedir: Bisiklet, doğayla bütünleşmiş, çevreye dost ve oldukça keyifli bir aktivitedir. Genellikle gelişmiş ülkelerde yolculuklar ve seyahatler bisikletlerle yapılabiliyor. Fakat ülke şartlarımızda, okula ya da gezmeye bisikletle gitmek pek mümkün olmuyor. Elektrikli bisiklet denildiğinde, ilk akla gelen bir scooter veya elektrikli motosiklet olabilir. Elektrikli bisiklet bunlardan farklıdır.

Klasik bisikletler insan gücü ile çalışan pedallı bisikletlerdir. Günümüzde ise elektrikli bisikletler üretilmeye başlamıştır. Elektrikli bisikletler normal bir bisiklet gibi pedal çevirerek kullanılır. Bir bisiklet için kullanılan elektrikli parçalar, tamamen insan gücünü arttırmak içindir.

Normal bir bisiklete; motor, pil (batarya, akü) ve kontrolör gibi elektrikli parçalar eklenir. Elektrikli bisikletin tasarımına kusursuz bir şekilde entegre etmektir. Bu ürünler, piyasadaki tüm elektrikli bisikletlerin temelini oluşturur.

Elektrikli bisiklet fikri yeni bir fikir değildir. 1881 yılında Gustavo Trouve Fransa’ da elektrikli bisikleti icat etmiştir. Ancak o zamanın teknolojik şartları e-bike’ lerin hızlı gelişmesine olanak vermemiştir.

Elektrikli Bisiklet Nedir?

Elektrikli bisikletlerin pedallarına ya da ön tekerlerine elektrikli motorlar entegre edilir. Uygun boyutlu elektrikli motorları kullanan bu bisikletler, standart bisikletlerden çok farklı değildir.

Elektrikli bisikletlerin standart bisikletlerden farkı;

Pedal kuvvetine ek olarak istendiğinde elektrik desteğinin devreye girerek sürücüye destek olmasıdır. Yani elektrik sistemi ihtiyaç olduğunda pedal kuvvetine ek olarak devreye girer.

Elektrikli motorlar genellikle bisikletlerin arka kısmına eklenen bataryalardan güç alırlar. Sürücünün pedal çevirmesi ve bunun için harcadığı güce göre çeşitli hızlarda devreye girerek sürücünün daha az güç harcamasını sağlar.

Çoğu elektrikli bisiklet, normal bir bisikletin tasarımını, geometrisini ve bileşenlerini içerir. Ancak şarj edilebilir bir batarya ile çalışan ek bir elektrik motoruna sahiptir. Elektrik motoru, sürücüye yokuşların üstesinden gelmesinde yardımcı olur. Otomatik veya manuel olarak ekstra güç verir. Ayrıca istendiğinde standart bir bisiklet gibi kullanılır.

Elektrikli Bisiklet Avantajları

Elektrikli bisikletler, elektrik motorundan ek bir güç sağlar. Bir E-Bike, standart bisikletlerin sürüş keyfini aynı şekilde korurlar. Daha uzun mesafelere gitmeye, dik yokuşları rahatlıkla tırmanmaya olanak sağlıyor.

Elektrikli Bisiklet Nasıl Çalışır?

Elektrikli bisikletler için en yaygın motor tipine göbek motoru denir. Bisikletin arka veya ön tekerleğine entegre edilmiştir. Devreye girdiğinde, tekerleği çeker veya iter. Bu sistem iyi çalışsa bile, bir dezavantajı vardır. Bisikletin viteslerine bağlı değildir. Bundan dolayı tepelerde ve çeşitli arazilerde verimliliğini kaybeder.

Elektrikli bisikletlerin ilerlemesi için kullanılan entegre bir elektrik motoru vardır. Elektrikli bisiklet (electric bike) ile, hem pedalları çevirerek yol alınabilir. Hem de aküden motora sağlanan elektrik sayesinde yol almak mümkündür.

Elektrik enerjisi sadece tekerleğin dönmesi için harcanır. Elektrikli bisiklet pedallı yapısı sayesinde sürücünün pedalı çevirmesi ile hareket eder. Böylece birlikte elektrik enerjisini birleştirerek bisikletin ilerlemesini sağlar.

Elektrikli bisikletlerin Pedelec yani ‘pedal yardımcılı’ olarak bilinen modelleri vardır. Bu modelde ihtiyaç duyulduğu anda gidon üzerine yerleştirilmiş destek ayar kolu bulunur. Bununla elektrik motorunu devreye sokmaya yarar. Böylece pedal kullanmadan elektrik motoru ile ilerlemek mümkündür.

Ayrıca krank ve dişlilerle entegre edilen ortadan tahrik motoru vardır. Bu, birkaç avantaj sağlar:

Ortadan tahrikli motor, bisikletin dişlilerini kullandığı için az pil enerjisi harcar. Buna rağmen daha yüksek performans gösterir. Eğime bağlı olarak vites değiştirebileceği için yokuş çıkma gücü çok daha iyidir. Motor yere daha yakın konumlandırılarak ağırlığı ortalanmıştır.

Pedal yardımcılı modellerde pedalı çevirmeden elektrik motoru devreye girmez. Gidon üzerine yerleştirilen destek ayar koluyla elektrik desteği alabilir. Dik yokuşlarda elektrik motoruyla birlikte pedal çevirerek kolaylıkla tırmanılabilir. Rampa aşağı yerlerde elektrik motor desteğini tamamen devreden çıkarabilir ve pedal gücüyle hızlanılabilir. (Yasalar gereğince elektrik gücü ile maksimum 25 km/s hıza ulaşılabilir. Bu hızdan sonra elektrik motorunun devreden çıktığını unutmayalım.)

Elektrikli Bisiklet Motor Gücü

Elektrikli bisiklet motorlarının, 200W’dan 1.000W’a çok çeşitli güçleri vardır. Elektrikli bisikletler genel olarak pedallarında 248 W elektrik gücü bulundurmaktadır. 1000 W’a kadar elektrik gücü bulunan elektrikli bisiklet değil, elektrikli motor sayılmaktadır. ABD’de yasal sınır 750W, ancak farklı eyaletler kendi sınırlarını belirleyebilir.

Bu sınırı beygir gücü gibi düşünün. Daha yüksek bir derecelendirme, bisikletin fazla ağırlık çekebileceği demektir. Ancak bunu yaparken daha fazla pil kapasitesi kullanmak gerekir. Örneğin, 750W’lık bir motor, pili 250W’ lık bir motordan çok daha hızlı tüketecek, ancak daha güçlü olacaktır.

Bununla birlikte, bir faktör daha dikkate alınmalıdır. Motorun tasarımı ve konumu, elektrikli bisikletlerin nasıl çalıştığı konusunda önemli bir rol oynar.

Bu motorlar, B sınıfı ehliyet gerektirir. Ehliyetsiz bisiklet için, 248 W gücünde elektrikli bisikletler tercih edilmelidir. Bunlarda plaka zorunluluğu var, trafik sigortası zorunlu değil, MTV (motorlu taşıt vergisi) yoktur.

250W üzerinde motor gücü olan ve pedal olmadan ilerleyebilen modeller trafik kanununa göre;

• Trafik tesciline tâbi
• Plaka takmak zorunlu
• Kask takmak zorunlu

Bu sebeple ülkemizdeki elektrikli bisikletler 250W’ lik güç sınırını aşmamaktadır.

Elektrikli bisikletin sahip olduğu motor gücü bisikletin menzilini etkilemektedir. Bisiklet satın alırken bisikletin motor gücü tercihe bağlıdır.

220 Watt motor gücü olan bir elektrikli bisikletin;

Menzili 25-35km, hızı 25km/h, tırmanması 17%, taşıma kapsitesi 100kg, batarya kapasitesi 48V 14Ah, şarj süresi 6-8 saat arasındadır. Yol, hava ve kullanım koşullarına göre değişiklik gösterir. TS EN 15194 standardı nedeniyle 25 Km / h hız ile sınırlandırılmıştır.

Örneğin;

• 500 Watt motor gücü bulunan bir elektrikli bisiklet ortalama 25 kilometre
• 1200-1500 Watt arası motor gücü bulunan bir elektrikli bisiklet yaklaşık 40-50 kilometre
• 2000 Watt ve üzerinde motor gücüne sahip olan bir elektrikli bisiklet 75 kilometre arası yol alabilir.

Genellikle 15-20 derecelik eğimli yolları zorlanmadan tırmanarak kolayca çıkabilirler.

Elektrikli bisikletlerde jant genişliği olarak 20”, 26”, 27.5”, 28” ve 29” gibi boyutlar kullanılmaktadır. Vites sayısı ise 3, 7, 8, 10 ve 21 vites gibi aralıklarda değişiklik göstermektedir.

Elektrikli Bisikletlerde Fren

Elektrikli bisikletlerde V-fren tipi kullanılır. V-fren dışında hidrolik disk, ön arka disk, mekanik disk ve kampana gibi fren mekanizmaları da kullanılmaktadır. Katlama özelliği olan elektrikli bisiklet ile yolculuk oldukça kullanışlıdır. Ayrıca toplu taşıma araçlarında da rahattır. Elektrikli bisikleti katlayarak bir yere koymak yerden tasarruf etmeye yardımcı olmaktadır.

Elektrikli Bisiklet Nasıl Şarj Edilir?

Elektrikli bisikletin aküsü kolay bir şekilde taşınabilir. Genellikle lityum-iyon ve lityum-polimer piller ile çalışırlar. Lityum (İyon / Polimer / Manganez / Vb.) Bunlar pillerdeki en yeni teknolojidir. Lityum piller çok daha hafiftir ve ayrıca büyük ölçüde bakım gerektirmezler. Pil, motosikletin ağırlığını, stilini ve menzilini etkilediği için seçimi çok önemlidir. Piller, elektrikli bisikletlerin nasıl çalıştığı konusunda büyük rol oynar.

Yüksek kapasiteli, 36V 10Ah Lityum-Polimer piller hafiftir. Daha uzun bir sürüş menzili sunarlar. Pil, pedal yardımı modunda 40 mil (veya yalnızca gazla 20 mil) gidilebilir.

Direksiyon ile sele arasında bulunan şarj girişi vardır. Şarj girişine fiş takılmakta ve prize de takılan fişin diğer ucu ile ev elektriği sayesinde bisiklet şarj edilebilmektedir. Ev elektriği ile kolayca, batarya kapasitesine göre 1 ila 10 saat arasında akü tamamen şarj edilebilir. Aküyü şarj etmek için tamamen boşalmasını beklemek akünün uzun ömürlü olması açısından önemlidir.

Soğuk hava, bataryaların ömrünü etkileyen bir faktördür. Ev dışında duran elektrikli bisikletin bataryası düşük sıcaklıklar da güç depolama özelliğini kaybedebilir. Bu sebeple elektrikli bisiklet, oda sıcaklığına yakın koşullarda korunmalıdır.

Elektrikli Bisikletin Ağırlığı

Ağırlık; elektrik kullanımı ve bisikletin taşınmasında etkili olan faktördür. Birinci ağırlık, vücut ağırlığıdır. Bisikletin teknik özelliklerinde belirtilen menzil ve güç değerleri üzerinde doğrudan etkilidir.
İkinci ağırlık faktörü, elektrikli bisikletin toplam ağırlığıdır. Elektrikli bisikletlerin 20 kilogramın üzerinde ağırlığı vardır.

Elektrikli Bisikletin Donanımı

Elektrikli bisikletler, farklı donanımlara sahiptirler. LED gösterge paneli üzerinde hız, alınan toplam yol süresi gösterilmektedir. Ayrıca batarya durumu ve pedal destek seviyesi de görülebilmektedir. LED ekranların yanı sıra ekstra bagaj bölmesi ve USB şarj soketi de bulunmaktadır. Ön ve arka bölümde bulunan entegre LED aydınlatmalar, ışığın yetersiz olduğu ortamlarda. Çamurluk gibi donanımlar ise kötü hava şartlarında çevresel faktörlerden daha az etkilenmeyi sağlamaktadır.

Elektrikli Katlanır Bisiklet Nedir?

Elektrikli katlanır bisikletler kolay taşınırlar. Eforsuz yani fazla güç harcamadan sürüş imkanı sunarlar. Şehir içi ve şehir dışı ulaşımda tercih edilen ürünlerdir. Elektrikli katlanır bisikletler, gücünü elektrik enerjisinden alır. Şarj etme ile şarjın dayanma süresi değişiklik gösterebilir.

Satın alınacak bisikletin daha çok nerede kullanılacağı önemlidir. Yüksek enerji depolama kapasitesine sahip bir model satın alınabilir. Elektrik depolayacağı bir aküsü bulunduğu için klasik modellere göre daha ağırdır. Elektrikli katlanabilir bisiklet son derece hızlıdır. Saatte 45-50 km yol alan modelleri vardır. Çoğu modelde elektrikli gösterge paneli bulunur. Bundan dolayı bisikletin şarjını ve hızını kontrol etmek mümkündür. Elektrikli katlanır bisikletler, aküsü bittiği zaman manuel olarak kullanma olanağı da vardır.

Elektrikli Bisiklet Modelleri

Elektrikli bisiklet modelleri;

• Kullanacak kişinin cinsiyeti,
• Vites sayısı, fren tipi, katlana bilirlik
• Marka, jant gibi özelliklere göre belirlenmektedir.

  

Elektrikli Bisiklet Markaları

• Xiaomi, Btwin, Salcano, Carraro, Mondial, Ümit, Bianchi,
• Tetra, Carraro, YBS, Benelli, Arora,Yuki, Volta,
• Merida e bike, Yamaha e bike, Mondraker e bike, Smart e bike v.b gibi markalar vardır.

Bu markalardan çoğu elektrikli bisikletlerini bayan, bay ve unisex olarak imal etmektedirler. Elektrikli bisiklet pazarında geliştirdiği güçlü elektrik motorları ile Bosch elektrikli bisikletlerde yer almaktadır.

Mopet Nedir?

Elektrikli bisikletler arasında yer alan mopetler hızlı ve pratik bir ulaşım aracıdır. Yapısının ufak olması, kolay yönetilebilmesi ve seri hareket kabiliyeti vardır. Bu sayede özellikle paket servisi veren şirketler tarafından tercih sebebidir.

Mopetlerin yakın zamana kadar sadece benzinle çalışan modelleri üretilmekteydi. Mopetler için gelişen teknolojik olanaklar sayesinde elektrikli motorlar üretilmiştir. Mopetler de Hareket için gereken gücü sağlayan içten yanmalı motor yerine elektrik motor kullanılmıştır. Bu mopetler elektrikli mopet veya elektrikli bisiklet olarak adlandırılır.

Elektrikli Bisiklet Kullanırken Dikkat Edilecek Hususlar

Bisiklet yollarından gidilmelidir. Trafik kurallarına uyulmalı ve araç işaretleri takip edilmelidir. Elektrikli scooter ve otomobiller gibi elektrikli bisikletler sessiz çalışırlar. Çevrenizde bulunan yayalar tarafından fark edilmeyebilir. Bisikletin fark edilmesini kolaylaştıracak ekstra bir zil veya ışık eklemek olası kazaların önüne geçecektir.

Gece sürüşlerinde yayalar ve araç sürücüleri tarafından fark edilmek için önlem alınmalıdır. Bunlardan jant ışığı, ışıklı sibop kapağı, led far, arka stop kullanılmasında oldukça yarar vardır. Bisiklet kullanımında kask ve koruyucu aksesuarlar, dizlik kullanmak önemlidir.

Neden Elektrikli Bisiklet

Elektrikli bisiklet kullanmak için onlarca sebep sayabiliriz. Sağlıklı, ekonomik olması, pratiklik, taşınabilirlik bunlardan bazılarıdır. Elektrikli bisikletler bu özellikleri ile tüm dünyada hızla popülerlik kazanıyor. İl ve ilçelerde, hafta sonu gezintilerinde, doğada elektrikli bisiklet kullanılabilir.

Kışın Elektrikli Bisiklet

Kışın kullanılmayan elektrikli bisikletlerde dikkat edilmesi gereken hususlar:

Kışın genellikle elektrikli bisiklet – scooterlar hava soğuk olduğundan pek kullanılmazlar. Kullanılmayınca lastiklere ve aküye zararları olur.

Lastiğe zararları nelerdir?

Dış ortamdaki oksijen ve nem çok fazla zarar vermezler. Ancak, lastiğin içine sıkıştırdığımız havanın içindeki oksijen ve nem çok daha tehlikelidir. Çünkü bunlar serbest kalabilmek için lastiğin katmanları arasına sızarlar. Lastiğe zarar verenlerden birisi de güneş ışığıdır. Eğer güneş ışığı direkt lastiğe gelirse lastik içinde bulunan antiozodant maddesi lastiği korumak için azalmaktadır.

Ayrıca lastik yüzeyinde yağ, akü asidi, solvent, deterjan gibi petrol ürünler varsa bunlar da lastiğin ömrünü azaltır.

Nasıl tedbirler alınmalıdır?

• Lastik uzun süre kullanılmayacaksa 2-3 PSI (bar) fazla şişirilmelidir.
• Lastik, pudra, arap sabunu veya vazelin ile ince bir kat kaplanabilir.
• Betonla teması kesilmelidir. Bunun için yere tahta konulmalı veya naylon serilmelidir.
• Yere temas eden alanda lastikteki geçici düzleşme önlemek için her ay 1 metre öne veya arkaya hareket ettirilmelidir.
• Depolama ortamı havadar, nemsiz olmalıdır eksi derecelere inmemelidir. Aküler için en ideal sıcaklık 20-25 derecedir. Bu sebeple mümkünse kapalı yağmur, rüzgar almayan bir depoya konulmalıdır.
• Hava sıcaklığı 0′ ın altındaki değerler de lastiğin sertleşmesine neden olur. Bu ısıda sabit kalan lastik, kendini toplayamadan sertleşir. Daha sonra elektrikli motosikletinize binildiğinde yol tutuşunda lastik zorluk çekecektir.
• Aküler her ay şarj edilmelidir. Motor kullanılmadığı sürece sigorta kapalı tutulmalıdır. Akülerin kendi kendine boşalması bir miktar azaltılabilir.

Elektrikli Bisiklet Fiyatları

Elektrikli bisiklet fiyatları için kesin bir rakam vermek doğru değildir. En iyi elektrikli bisikletin, hangi özelliklere sahip olduğu önemli etkendir. Elektrikli bisiklet menzili, markası ve diğer özellikleri fiyatı etkilemektedir.

Aküyü doldurma ücretlerinin 5 ile 7 TL’yi geçmemesi açısından ekonomiktir. Genel olarak elektrikli bisiklet fiyatları 1500-15.000 arasında değişiyor. Elektrikli bisiklet kullanıcısına zamandan tasarruf ettirmektedir. Akü konusunda ekonomiktir. hem de şehrin trafiğinden sıyrılmayı sağlaması ile en tercih edilen ulaşım araçlarından biri olmuştur.

 

 

Step Motor. Step Motor Sürücü Devresi. Çalışma Prensibi. Step Motorların Sürücüleri Nelerdir? Sürücüsü Seçimi

Step motor sürücü nedir: Elektrik enerjisini dönme hareketine dönüştüren motorlardır. Adım motor olarak da adlandırılan step motor, hareketlerini adım adım ilerletmektedir. Bundan dolayı özellikle yüksek hassasiyet gerektiren endüstriyel projelerde yer almaktadır. Elektro-manyetik cihaz olarak step motor, tüm bu işlemleri yaparken kontrol edilmelidir. Step motorlar üzerinde kontrol sağlamak için gerekli olan cihaz ise step motor sürücüleridir.

Step motor sürücüsü, step motorun görevlerini yerine getirebilmesi için motora komut vermeye yarar. Yani step motor sürücüleri ile step motorlar birbirlerine karşılıklı etkide bulunurlar.

Step Motor Sürücü Devresi

Step motorlar, çok yüksek hızlı anahtarlayan motor sürücülerle ve motor kontrol kartları ile kontrol edilirler. Bu motor sürücüler bağlı oldukları enkoder (encoder) veya mikro kontrolcülerden pals sinyalleri alır. Alınan her sinyal işlenerek motorun bir adım atmasını sağlar.

Step motorları istenilen yönde ve hızda çalıştırılmak istendiği zaman sargılarına belli bir sırada darbeler uygulanmalıdır. Step motor (stepper motor), uygulanan darbeye göre adım atar. Bu adımların sayısı motora ilave edilecek bir devre ile sağlanabilir. Bu devrelere sürücü devresi veya kontrolör (stepper motor controller) denir.

Step Motor Sürücü ve Çalışma Prensibi

Elektronik devreler ile bu işlem kolay bir şekilde yapılmaktadır. Step motorların ve kullanılacak yerin özelliğine göre hazırlanmış mikroişlemci kontrollü sürücü kartları vardır. Sürücü devreleri (stepper motor driver) basit yapıda olabilecekleri gibi mikroişlemci kontrollü de olabilir. Bu elektronik kartlar sayesinde adım motorları istenilen hız ve hassasiyette çalıştırılır. Step motorların sürülebilmesi için motorun bağlanacağı step sürücü (stepper driver) devresi olmalıdır. Bu sürücü devresi yardımıyla motorun doğru sargılarına gerekli tetiklemeleri göndermektir. Günümüzde sanayide kullanılan step motorlar için mikroişlemci kontrollü sürücüler vardır. Bunlar için özel olarak tasarlanmış PLC‘ lerde mevcuttur.

 

Robot eklemlerinin hareketinin hassas olması için mikroişlemciler kullanılır. Böylece işlemci, yönü, adım zamanını ve sayısını en uygun hareketi sağlayacak şekilde lojik seviyede işaretler ile karar bölümüne iletilmesini sağlar. Bu işlem, adım sayısına uygun, ardışık anahtarlamanın olmasıyla istenen hareketin yapılmasını sağlar. Bu işlemleri açık-çevrim eklem kontrollü şeklinde düşünüp, değerlendirmeyi ona göre yapmalıdır. Adım motorunun (step motor) servo motora üstünlüğü açık-çevrim kontrolünde kullanılabilir olmasıdır.

Şekilde görüldüğü gibi laboratuvar cihazlarında karşılaşılabilecek bir sistem.

 

Dairesel kısmın hareketini step motor yapmaktadır. Mikroişlemcili devre ile sürücü kontrol edilmektedir.

Step Motorların Sürücüleri Nelerdir?

• Adım motorun kaç adım atacağı, uygulanan palslere bağlıdır.
• Günümüzde sürme işlemi mikroişlemcilerin bobinlere giden enerjinin anahtarlaması ile sağlanmaktadır.

Step Motor Sürücü Devreleri 

Step motor sürücü devreleri 3 temel prensip üzerine yapılır. Bu temel sürücü mantığı step motorların istenilen hız ve torkda çalışmasını sağlar.

Step Motor Çalışma Prensipleri

L/R Sürücü 

Step motor öngörülen voltaj ve akım değerlerinde çalıştırılır. Böylece motor bobinlerindeki indüktif etkiden dolayı küçük bir hız artışında motor öngörülen akıma ulaşamaz. bunun için düşük hızlar dışında motor verimli bir şekilde sürülemeyecektir

L/nR Sürücü

Akım artışında geçerli olan zaman sabitini (t=L/R) düşürmek için motor bobinlerine seri direnç bağlanması ile yapılır. Böylece motor öngörülen voltajın n katı değerde çalıştırılır. Bu sayede motorda belirgin bir hız artışı yaşanır. Ancak bağlanan seri direnç üzerinden yüksek akım geçeceği için bu devrelerde gereksiz çok fazla güç tüketimi yaşanır.

Chopper Sürücü

Motor öngörülen voltaj değerinden 5-20 kat fazla bir voltaj ile beslenir. Akımın yükselme hızı diğer sürücülere göre oldukça hızlıdır. Yükselen akım belirli bir değerde sınırlanmazsa motor gereğinden fazla akım çekeceği için yanar. Akım sınırlama mekanizması chopper sürücüsünün temelini meydana getirir.

Motor bobinine seri bağlı küçük bir sense direnci üzerindeki voltaj bir komparatör ile karşılaştırılır. Böylece bobine giden akım ayarlanır. Sürücü PWM (Pulse Width Modulation) mantığında çalışır. Kaynak zaman içinde açılıp kapandığı için güç tüketimi minumum düzeyde olur. Yüksek voltaj ile beslemeden dolayı yüksek hızlarda tam tork ile çalışılabilir.

Bir step motor için basit türden bir sürücü devresi, dış resistans olmaksızın ve bir tek güç kaynağı ile gerçekleştirilebilir. Şekilde step motoru sürmek için kullanılabilecek bir prensip devre gösterilmektedir. Devre darbe şeklindeki bir işaretlerle sürülmektedir. Devrede; lojik kapılar, flip-floplar ve anahtarlama amaçlı transistörler kullanılmıştır. Stator sargılarının indüktansı ve rezistansından dolayı I_s akımı, sargının L/R zaman sabitiyle ekpotansiyel olarak yükselir.

Sürücü devrelerin amacı, akımının düzenlenmesi ve sınırlanmasını sağlamaktır. Tepki zamanının kısaltılmak istenmesi büyük bir akım değeri getirir ki, bu da istenmeyen bir durumdur.

Akımı Sınırlama Yolları

Kaynağa seri bir dış rezistans yerleştirerek

Akımı sınırlamanın en basit yolu kaynağa seri bir dış rezistans yerleştirmektir. Seri rezistans sınırlama yönteminin bir dezavantajı vardır. Örnek; dış rezistans motor rezistansın 4 katı ise, gücün % 80‟i motorun dışında harcanır. Bu ise düşük verimli bir sisteme neden olur.

Chopper tekniği

Akım sınırlamanın diğer bir yolu chopper tekniğidir. Burada yüksek gerilim, motorun aşırı uyarımı için yeniden kullanılır. Ama akımın belli bir limitin üzerine çıkmaması için gerilim on ve off şeklinde periyodik olarak anahtarlanır. Anahtarlama motor sargısındaki ortalama akımı yükseltir ve sargı enerjisi bitene kadar devam eder. Buradaki avantaj yüksek verim elde edilmesidir, ama sürücü devresi daha karmaşıktır.

Dual-voltaj (ikili gerilim) tekniği

Akım sınırlamanın diğer bir yöntemi de dual-voltaj (ikili gerilim) tekniğidir. Adından da anlaşılacağı gibi iki kaynak kullanılır. Başlangıçta motoru uyarmak için yüksek bir gerilim uygulanır. Akım belli bir değere ulaştığında yüksek gerilim anahtarlaması, düşük gerilim anahtarlamasına dönüşür. Bu anda akım var olan değerini korur. Burada verim yüksek olmasına karşılık, sürücü devresi karmaşıktır ve iki güç kaynağı gerektirdiği için maliyet yüksek olur. Sürücü fiyatları kullanım alanları ve özelliklerine göre değişmektedir.

Step Motor Sürücüsü Seçimi

Step motor sürücüleri kendi aralarında çeşitlere ayrılmaktadır. Step motor sürücü alırken step motor sürücüsünün gücüne ve projeye uygun olan step motor sürücüye karar vermelidir. Step motor sürücü seçiminde en önemli noktalardan biri de step motor açısı ile uyumlu olmasıdır. Motorun voltaj, akım, nema ve faz değerlerine uygun olan step motor sürücü kartı aldıktan sonra adım ayarları yapılır. Step motor sürücü üzerinde bulunan switch yardımı ile mikro adımlama ayarlarının değişimi sağlanabilir.

Step Motor Sürücü Fiyatları

Step motor sürücü fiyatları, step motor sürücü modelleri ve step motor sürücü çeşitlerine göre belirlenmektedir.

Step Motor Sürücü Çeşitleri. NPN Transistörlü Unipolar Step Motor Sürücü Devresi. ULN2003 Entegreli Unipolar Step Motor Sürücü Devresi. 

Step motor: Elektrik enerjisini dönme hareketine çeviren elektro-mekanik cihaza step motor denir. Step motorlara aynı zamanda adım motorları adı verilir. Step motor kontrolü için çeşitli sürücü devresi vardır.

Step Motor Sürücü Çeşitleri

NPN Transistörlü Unipolar Step Motor Sürücü Devresi

Bu devrelerde kullanılan transistörler anahtarlama elemanıdır. Transistörlerin sırayla tetiklenmesi sonucunda bobinlere doğru şekilde enerji verilmiş olur. Devredeki diyotların görevi, ters EMK’ dan dolayı, transistörleri korumak için konulmuştur. Kullanılan diyotun değerinin herhangi bir önemi yoktur.

Transistörlerin motor için gerekli akıma bağlı olarak seçimi yapılır. 5 amper civarı akım değeri için TIP141,daha küçük akımlarda BC108 veya BC547B tipi olan seçilebilir. Transistörler BC547 seçilirse R = 4,7K ohm seçilebilir. Motor akımını sınırlamak için, R sınır direnci motor sargılarına seri olarak bağlanabilir.

ULN2003 Entegreli Unipolar Step Motor Sürücü Devresi

ULN2003 entegresi içerisinde 7 adet NPN transistor ve dâhili diyot mevcuttur. Şekilde görüldüğü gibi, mikrokontrolörden herhangi bir bacağa +5V verdiğimizde, karşısındaki bacak toprağa verilecektir. ULN2003a step motor sürücü entegresi ile 500mA kadar akım çeken motorlar çalıştırılabilir. +12V’a kadar entegreye besleme verilebilir.

Mosfet Transistörlü Unipolar Step Motor Sürücü Devresi

Sürücü devresi olarak anahtarlama hızları yüksek olan Mosfet güç transistörleri kullanmak daha iyi bir seçimdir. Mosfet güç transistörlerinde BJT transistörlerinde olduğu gibi ikinci kırılma noktası olmaz. Bunun için tercih sebebidir. Anahtarlama hızları da yüksektir. Mosfetlerin giriş dirençlerinin yüksekliği de kontrol devrelerine doğrudan bağlanmayı sağlar. Devredeki güç transistörleri (Mosfet) yerine;

IRLI520N veya UN40AF ya da BD522 model transistörler kullanılabilir. Bu transistörlerin Drain ve Source bacakları arasında diyot vardır. Bu sebeple, Mosfet’ leri korumak için dışardan ayrıca bir diyot konulmasına gerek yoktur.

UCN5804B Entegreli Unipolar Step Motor Sürücü Devresi

Bu entegre devresi küçük unipolar step motorları sürmek için imal edilmiştir. Bu entegre ile +35V gerilime kadar çalışan ve 1.25A akım çeken step motorların kontrolü sağlanır.  Entegre devresinin çıkışları step motora doğrudan bağlanabilir. Entegrenin adım girişi, yarı adım girişi ve yön girişleri de vardır. Motor hareketi için adım girişine pals verilmelidir. Yön girişi lojik 0 olunca motor bir yöne, lojik 1 olunca diğer yöne döner.

Transistörlü Bipolar Step Motor Sürücü Devreleri

Bipolar motorlarda ayrı bobinler olduğu için, bu bobinlere verilen gerilim yönünün değiştirilmesi gerekir. Bu elektrik motorlarını sürmek için H- köprüsü devreleri kullanılır.

L297, L298 Entegreli Bipolar Step Motor Sürücü Devreleri

L297; step motor kontrol entegresidir. Girişine step ve dir uygulanır. Uygulanan step ve dir sinyalleri ile çıkışında step motor faz sinyallerini üretmektedir. Entegre full-step, half-step ve wave-drive modlarında çalışabilmektedir.

L298; H-bridge sürücü entegresidir. Bipolar step motorların sürülmesi için tasarlanmıştır. Max 2A / phase akım verebilir. Girişine uygulanan faz sinyallerini çıkışa yükseltip vermektedir. Chopper tekniği ile çalıştığından max hızda verim yüksektir. En önemli özellikleri:

• Step ve yön sinyalleri ile çalışma
• Max 45V motor voltajı
• Max 2A faz akımı
• Ayarlanabilir faz akımı

PIC 16F877; Mikroişlemci ile step motor kontrol devresidir.

PIC 16F877 işlemcisi ve L297, L298 ile yapılan uygulamalar:

L298 L297 Motor sürücü robot, cnc veya farklı kontrol projelerinde kullanılabilir.

Motor Sürücü Fiyatları

Motor sürücü fiyatları, sürücü devresi özelliklerine bağlıdır.

DC Motor Sürücü Devresi. Basit DC Motor Sürücü Devresi. DC  Motor Sürücü Devresi Yapılışı. Hız Kontrol Kartı. 

Doğru akım motoru: Elektrik enerjisini, mekanik enerjiye çevirir. Bu elektrik makinesine doğru akım motoru denir. Doğru akım motorlarına DA motor veya DC motor da denir.

DC Motor Sürücü Devresi Nedir?

Doğru akım motorlarını çalıştırmak için, DC motor sürücü ile DC motor sürücü kartı gerekmektedir. DC elektrik motorları özelliklerine göre tasarımı yapılır. Büyük güçlü dc motor sürücüleri tasarımı yapıldığı gibi mini dc motorun da yapılır. 5v dc motor, 6v dc motor, 9v dc motor, 12v dc motor, 24v dc motor, 48v dc motorlarda da DC motor sürücü devresi tasarımı da yapılır. Örneğin; Şönt motor, seri motor, kompunt motor DC servo motor v.s. Sürücü devresinin genel amacı, akımın düzenlenmesi ve sınırlanmasını sağlamaktır.

DC Motorların Sürülmesi

DC motorların sürülmesi ve dc motor sürücü devresi;

• Armatür (rotor) gerilimini değiştirerek devir ayarlanabilir.
• Rotor (endüvi) akımını değiştirerek tork (döndürme momenti) ayarlanabilir.
• Rotora uygulanan akımın yönünü değiştirirsek ters yöne dönmesini sağlanabilir. (Kutup yerlerini yani kutup sargılarına uygulanan akım yönünü değiştirsekte olur.)
• Sürücü devreleri ile DC motorların hızları, dönüş yönleri ve momentleri çok hassas olarak denetlenebilir.
• 180 Volt takometre geri beslemesi ve voltaj geri beslemesi vardır. 2 – 200 Volt aralığında ve 0 -10 Amper aralığında çalışır.
• Armatür voltajı, feedback yöntemi ile de çalışmaktadır.
• Dönüş hızlarını düşürmek ve momenti artırarak redüktörlü motorlar günümüzde çok kullanılmaktadır.

BASİT DC MOTOR SÜRÜCÜ DEVRESİ

DC motor sürücü devresi yapmak için kullanılan malzemeler;

• IRFT224 transistör
• Potansiyometre 50k
• 3 volt dc motor
• 12 volt batarya (akü)
• 2 adet beyaz kablo
• 1 adet mavi kablo
• 1 adet kırmızı kablo
• Lehimleme makinesi
• Bir adet alüminyum soğutucu (transistörü soğutmak için)

DC  Motor Sürücü Devresi Yapımı

Transistörü ısınmaması için alüminyum soğutucuya monte edelim. Lehimleme işlemine başlayalım. Şekilde görüldüğü gibi 50 k potansiyometrenin ayaklarını düz tutalım. Düz tuttuğumuzda sağdaki ilk ayağını transistörün orta ayağına lehimleyelim. Transistörün sol ayağını potansiyometrenin orta ayağına lehimleyelim paralel bir şekilde. İki adet beyaz kablo uçlarını birleştirerek potansiyometrenin sağ bacağına lehimleyelim. Beyaz kablonun bir tanesini motor için kullanalım. Diğerini ise bataryanın eksi ucu için kullanalım. İki kabloyu birbiriyle birleştirelim. Daha sonra potansiyometrenin boşta olan sol ayağına lehimleyelim.

Bir adet kırmızı kabloyu akünün “+”  kutbu için kullanalım. Bu kırmızı kabloyu transistörün orta ayağına lehimleyelim. Potansiyometredeki beyaz kablo uçlarının bir tanesini motora bağlayalım. Diğer  beyaz kablo ucunu ise akünün “-“ kutbuna bağlayalım. Transistördeki mavi kablo ucu ile potansiyometredeki beyaz ucu motora bağlayalım. Transistördeki mavi kablo ucu motorun diğer ucuna bağlayalım. Transistörün orta bacağında bulunan kırmızı uç ile potansiyometredeki beyaz kablo ucu bataryaya bağlayalım. 12 Volt güç almak için. Mavi kablo ucu beyaz kablo ucu motora lehimleyelim. Kırmızı kablo ve beyaz kablo ucunu devrenin çalışması için akümülatöre (battery) bağlayalım.

Akümülatöre;

• kırmızı kablo ucu “+”
• beyaz kablo ucu “–”

Artık çalıştırmak için potansiyometreyi sağa veya sola doğru çevirdiğimizde motorun çalıştığını görürüz. Motoru istenilen devirde hızlı veya yavaş bir şekilde döndürebiliriz. Kullanılan DC sürücünün gücüne göre DC sürücü fiyatları değişim göstermektedir.

DC Motor Hız Kontrol Kartı

Bir DC motor kontrol cihazı, bir microcontroller, aküler ve motorlarla birlikte çalışan bir cihazdır. Çoğu DC motor hız kontrol kartı ünitesinde;

düşük voltaj, aşırı voltaj, kısa devre koruması, akım limit koruması, termal koruma ve voltaj (voltage) geçişleri bulunur.

Bu korumalar olmadan, motor kalıcı elektriksel veya mekanik hasara maruz kalabilir. Bazı DC motor kontrol cihazları iki motoru bağımsız olarak kontrol eder. Genel olarak her iki motoru beslemek için sadece bir besleme voltajı kullanılabilir.

Bir denetleyici kullanmanın avantajları;

• Motorun elektrik korumasını sağlar.
• Sabit hızı korur.
• Değişen sistem taleplerine dinamik cevap verir.
• Makine performansını / teşhisini değerlendirmek için izleme.
• Enerji tasarrufu sağlar.
• Doğru hız kontrolünü sağlar.

PWM DC Motor Hız Kontrol Devresi

PWM (Darbe Genişlik Modülasyonu) Motor Kontrol Devresinin Amacı;

Sinyal bilgisinin aktarımı için uygun duruma çevrilmesi, güç kontrolünün sağlanması gibi. Ayrıca güneş pilli şarj üniteleri gibi özel devrelere destek olmak.

Bunların dışında voltaj regülatör devreleri,

• Haberleşme sistemleri,
• Ses efektleri ve yükselticiler,
• Güneş enerji sistemleri,
• Rüzgar enerjisi sistemlerinde kullanılan mikro inverterlerin dizaynlarında kullanılır.

PWM DC Motor Hız Kontrol Devresi Özellikleri

• PWM motor kontrol devresi kullanarak, Arduino ile yanıp sönen bir led devresi kurabilir. Ya da Arduino ile DC motor kontrolü gerçekleştirilebilir.
• PWM motor kontrol devresi. Arduino ile beraber kullanıldığında dijital sonuçlardan analog sonuçlar elde edilir.
• DC motor kontrol devresinde PWM  ile motor kontrolü daha verimli olmaktadır.
• Bundan dolayı transistörlerdeki ısınmada azaltılmıştır.
• PWM devresi ile yüksek akım çeken DC motorların hız ve yön kontrolü yapılabilir.

DC Motor Sürücü Fiyatları

DC Motor Sürücü Fiyatları – Dc Motor Sürücü Modelleri. (12-40V 10A Motor Sürücü Kartı (400W). (12V-24V 10A Motor Sürücü Kartı). (24V Motor Sürücü).(24 Volt 500 Watt Sürücü) gibi aranan özelliklere göre değişmektedir.

 

 

 

Asenkron Motor Kayıpları: Asenkron motorlar da iki temel kayıp, rotor stator sargılarındaki bakır kayıpları ile değişken manyetik alanların sebep olduğu sac paketlerindeki demir kayıplarıdır.  Asenkron motorlar da demir kayıplarının iki temel kaynağı vardır. Bunlardan birincisi olan histerezis kayıpları, elektrik motorlarının manyetik devrelerinde kullanılan ferromanyetik malzemelerin özelliğinden kaynaklanır. Asenkron motordaki güç kayıpları elektrik ve mekanik olarak iki kısımda incelenir.

Elektrik Kayıpları

• Stator bakır kayıpları (Pscu)
• Rotor bakır kayıpları (Prcu)
• Demir kayıpları (Pfe)

Mekanik Kayıplar (Döner Kayıplar)

• Sürtünme ve rüzgar kayıpları (PF&W)
• Kaçak yük kayıpları (Pkaçak

Elektrik Kayıpları

• Stator Bakır Kayıpları (Pscu)

Stator sargılarının iç direncinden dolayı oluşan kayıplardır. Stator sargı direnci Rs ve statordan geçen akım Is ise bir faz ve toplam stator bakır kayıpları şu şekilde bulunur.

𝑷_{𝒓𝒄𝒖,𝒇𝒂𝒛} = 𝑰_𝒔 ^𝟐 . 𝑹_𝒔 (Faz başına stator bakır kaybı)

𝑷_𝒔𝒄𝒖 = 𝟑. 𝑰_𝒔 𝟐 . 𝑹_𝒔 (Toplam stator bakır kaybı)

• Rotor Bakır Kayıpları (P_rcu)

Rotor sargılarının iç direnci nedeni ile sargılardan geçen akım rotor bakır kaybına sebep olur. Bir faz eşdeğer devresinde rotor sargı direnci 𝑹’_r olarak verilmiştir. Rotordan geçen akım I’_R bir faz ve toplam rotor bakır kayıpları şu şekilde bulunur.

𝑷_{𝒓𝒄𝒖,𝒇𝒂𝒛} = 𝑰_𝒓 ′^𝟐. 𝑹’_𝒓  (Faz başına rotor bakır kaybı)

𝑷_𝒓𝒄𝒖 = 𝟑. 𝑰_𝒓 ′^𝟐. 𝑹’_𝒓 (Toplam rotor bakır kaybı)

Rotor bakır kaybı rotor akımı ve etkin rotor direncine göre değişir. Etkin rotor direnci kayma ile değiştiği için rotor bakır kayıpları rotor akımı ve motor kaymasına göre değişir. Etkin rotor direnci;

gibi iki şekilde yazılabilir.

𝑹’_r değeri rotor bakır kayıplarını, kayma ile değişen ikinci bölüm ise elektrikten mekaniğe dönüştürülen gücü (𝑷_𝒎𝒆𝒌 ) yani rüzgar, sürtünme, kaçak yük kayıpları ve mil gücünün toplamını gösterir.

𝑹’_r değeri rotor bakır kayıplarını, kayma ile değişen ikinci kısım ise elektrikten mekaniğe dönüştürülen gücü (𝑷_𝒎𝒆𝒌 ) yani rüzgar, sürtünme, kaçak yük kayıpları ve mil gücünün toplamını temsil eder.

Bir faz rotor giriş gücü etkin rotor direncinden;

olarak bulunur.

Mekanik güç rotor döndüğü süre boyunca vardır. Bir faz gücü aşağıdaki formül ile hesaplanır.

Bu güç aynı zamanda rotor çıkış gücünü de verir.

MANYETİK MALZEMELER

Manyetik malzemeler üç bölüme ayrılırlar.

• Ferromanyetik malzemeler
• Paramanyetik Malzemeler
• Diyamanyetik Malzemeler

Ferromanyetik malzemeler: Nikel, çelik, demir, alniko, kobalt,  gibi iyi mıknatıslanma etkisine sahip malzemelerdir. Manyetik alandan uzaklaştırılsalar da mıknatıslık özelliği gösterirler. Bu tür maddeler mıknatıs, elektrik motoru, jeneratör, elektrik trafoları ve sabit disk gibi araçların yapımında kullanılır.

Paramanyetik Malzemeler: Ferromanyetik malzemelerin tersine yalnızca manyetik alan altında iken mıknatıslanırlar. Bu manyetik malzemeler kalsiyum, krom, tungsten, magnezyum, alüminyum, platin gibi malzemelerdir.

Diyamanyetik Malzemeler: Diyamanyetik maddeler, herhangi bir mıknatıs tarafından, o mıknatısın manyetik alanı içerisindeyken manyetik alan çizgilerine zıt yönde mıknatıslaştırılmaya uğrayabilen altın, bakır, bizmut, elmas, gümüş, kurşun, silikon, civa v.s. gibi maddelere denir. Kendisini mıknatıslaştıran cisim tarafından itilirler.

• Fuko (Eddy) Kayıpları

Değişken manyetik alan içerisinde kalan demir nüvede endüklenen gerilim sebebi ile nüve üzerinde fuko akımları dolaşır. Bu akımlar nüve üzerinde ısı şeklinde bir enerji açığa çıkarak güç kaybı meydana getirirler.

• Nüve (Demir) Kayıpları

Asenkron motor nüve kayıpları hem stator hem de rotor da oluşur. Nüve kayıpları fuko akımları ve histeresiz kaybı olmak üzere iki kısımdan meydana gelir.

𝑷_𝒇𝒆 = 𝑷_{𝒆𝒅𝒅𝒚} + 𝑷_𝒉𝒊s

• Histeresiz Kayıpları 

Zamana göre değişen manyetik akı yoğunluğu sebebi ile, nüvenin manyetik domainlerin deki her bir atomunun, manyetik akı yoğunluğunun pozitif ve negatif yarı saykılların da yön değiştirmesi sırasında ısı şeklinde harcanan güçtür.

Demir kayıplarını meydana getiren fuko ve histeresiz kayıpları frekansla doğru orantılıdır. Ancak senkron hıza yakın değerlerde çalışan bir asenkron motorun kayması çok küçük olacağı için, rotorda oluşan nüve kayıpları da çok küçük olacaktır. Bundan dolayı rotor nüve kayıpları genelde stator nüve kayıpları ile beraber stator tarafında toplam nüve kaybı olarak hesaplanır. Asenkron motorun bir faz eşdeğer devre şemasına göre nüve kayıplarının R_c ve E_s cinsinden değeri;

olarak hesaplanır.

Mekanik Kayıplar (Döner Kayıplar)

• Sürtünme ve Rüzgar Kayıpları  ( P_F&W) (Mekanik Kayıpları)

Sürtünme kayıpları, bilye ve yataklarda oluşan ve motor geniş hız bandı içinde çalışmıyorsa sabit kabul edilen kayıplardır. Boş çalışma deneyi yapılarak hesap yapılabilirler. Rotorun hızına bağlı olan kayıplar, rüzgar kayıplardır. Asenkron motor boşta çalışırken rotor devresinden çok küçük bir akım geçeceğinden dolayı rotor bakır kayıpları önemsenmeyebilir.

Buna doğrultuda motorun boş çalışmada çektiği güç; stator bakır kaybı, toplam nüve kayıpları ve sürtünme ve rüzgar kayıplarına eşittir. Nüve kayıpları sabit kabul edilirse, nüve kayıpları ve sürtünme – rüzgar kayıpları döner kayıplar olarak alınabilir.

• Kaçak Yük Kayıpları (P_kaçak)

Kaçak yük kayıpları ekstra nüve kayıpları olup, yüke bağlı olarak artan hava aralığı kaçak akısı ve bu akıların yüksek frekanslı etkileri sonucu ortaya çıkar. Bir asenkron motorun kaçak yük kayıpları, motorun yüklü durumdaki toplam kayıplarından direk olarak hesaplanan kayıpların çıkartılması ile hesaplanır.

𝑷_{𝒌𝒂ç𝒂𝒌} = 𝑷_𝒕𝒌 – (𝑷_𝒇&𝑤 + 𝑷_𝒇𝒆) − 𝑷_𝒔𝒄𝒖 − 𝑷_𝒓𝒄𝒖

Kaçak yük kayıpları; asenkron motorun hem stator hem de rotorun da oluşan ekstra nüve kayıplarıdır. Kaçak yük kayıpları genel olarak motorun çıkış gücünün %1‘ i değerinde alınır.

DC MOTOR KAYIPLARI

 DC motorlarda meydana gelen DC motor  kayıp çeşitleri kayıplar üç kısma ayrılır.

1. Bakır Kayıpları
2. Demir Kayıpları
3. Rüzgar ve Sürtünme Kayıpları

1-Bakır Kayıpları

Bakır kayıpları akımdan dolayı meydana gelir. Akım geçen her kısımda bakır kayıpları vardır. DC motorlarda bakır kaybı, endüvi sargılarında, şönt sargılarında, seri sargılarında, yardımcı kutup sargılarında ve kompanzasyon sargılarında oluşur.

2-Demir Kayıpları

Kutupların manyetik alanından dolayı motorun hareket eden bölümlerinde meydana gelir. Endüvi manyetik alanından dolayı kutup uçlarında kayıplar oluşur. Bu çeşit kayıplara demir kayıpları denir. Demir kayıplarından olan histerisiz ve fukolt kayıpları, yük ile birlikte çok az değişme gösteren  sabit kayıplardır.

3-Rüzgar ve Sürtünme Kayıpları

DC motorlarında oluşan çeşitli sürtünme ve vantilasyon (rüzgar) nedeni ile enerji kaybı meydana gelir. Bu kayıplar, fırçalarda, yataklarda, endüvinin döner iken hava ile sürtünmesi ve motoru soğutmak için kullanılan vantilatörün oluşturduğu kayıpların bütünüdür. Sürtünme ve rüzgar kayıpları ne kadar sabit olsa da devir sayısıyla biraz değişir.

 

Zıt EMK: Bir devreden yük akışını sağlayan bir kaynağın uçları arasındaki potansiyel farka elektromotor kuvveti denir. Elektromotor kuvvet, kısaca EMK şeklinde ifade edilir ve E ile gösterilir.

Emk’in Elde Edilmesi: Emk, dinamo, akü, alternatör, pil vb. elektrik enerjisi kaynakları ile elde edilir.

Bir doğru akım motoruna gerilim uyguladığında endüvinin (rotorun) N kutbunun altındaki iletkenlerde pozitif yönde akım geçerken, S kutbunun üzerindeki iletkenlerde diğer yönde akım geçer. Manyetik alanın etkisi ile endüvi sola doğru hareket eder. Manyetik alan içinde dönen ve iletkenleri kuvvet çizgileri tarafından kesilen endüvi üzerinde EMK indüklenir. Endüviden geçen akımla, dolayısıyla endüviye uygulanan U gerilimi ile endüvide indüklenen EMK’ nin yönleri birbirine terstir. Endüviye uygulanan gerilime ters yönde meydana gelen bu EMK’ ye zıt EMK (elektromotor kuvvet) denir.

Doğru akım motorları (DC motor) ve generatörlerde ise makinenin kutupları doğru akım ile uyartılır. Doğru akım motorunda endüvi dönerken endüvideki iletkenler manyetik alan içinde hareket ederek, manyetik alanın kuvvet çizgileri  tarafından kesilmektedir.

Manyetik alan içerisinde hareket eden iletkende bir EMK oluştuğunda, doğru akım generatörlerindeki gibi doğru akım motorunda da endüvi manyetik alanın içinde döndüğü için endüvide de bir EMK indüklenir. Endüvide indüklenen bu emk, kendini oluşturan kuvvete ters yöndedir. Bu ters yön durumuna da zıt emk denir.

Zıt EMK’ nın değeri motorun açısal hızına ve kutupların manyetik akısına bağlıdır. Motorun ilk çalışma anında endüvi’de herhangi bir hareket olmadığı için açısal hız sıfır’a eşittir. Bundan dolayı da zıt EMK’ nın değeri sıfırdır. Endüviden akım geçmeye başlayınca endüvi de dönmeye başlar. Böylece zıt EMK oluşur.

Motorun güç kaynağından çektiği akım zıt EMK’ ya, zıt EMK da devir sayısına bağlıdır. Devir sayısı ise motor’un aldığı yüke bağlıdır. Motorda yük azalınca devir artar, yük artınca devir azalır. Devir sayısını da zıt EMK sayesinde dengelenebilir bir duruma getirmek mümkün olur.

Endüvide indüklenen zıt EMK(elektromotor kuvvet), endüviye uygulanan gerilime (U) göre ters yönde olduğu için U geriliminin endüviden geçirmek istediği akımı azaltmak ister. Yani endüviden geçen akım, iki gerilimin farkından dolayı geçen akımdır.

Endüviden geçen akım: U=E+Ia (Ra) ; I=(U-E) / (Ra) formülü ile bulunur.

Zıt EMK’nin Görevi

Zıt EMK’nın doğru akım makinelerindeki görevi; makinenin aldığı yüke göre akımı ayarlamaktır. Yükün artması ile devir sayısının düşmesinden dolayı zıt EMK azalacak ve bu sayede makinenin gücü artacaktır. Yükün azalması ile devir sayısının artmasından dolayı zıt EMK artacak ve böylece makinenin gücü azalacaktır.

Benzin motorları, dizel motorları, buhar türbinleri gibi makinelerde gerekli benzin, mazot ve buhar özel düzenekler ile  ayar edilir. Örneğin buhar türbininde yükün arttığını varsayalım. Türbinin devir sayısında bir düşme olacak ve makineye buhar gönderen valf, regülatör aracılığı ile daha fazla açılarak buhar miktarını artıracaktır. Artan buhar, makinenin gücünü artırır. Makinenin yükü azalırsa valf, kapanarak makineye giden buhar miktarını azaltır ve makinenin verdiği güç azalmış olur.

Bu görev sayesinde doğru akım motorlarında geçen akımı ayarlayacak ayrı bir düzeneğe ihtiyaç yoktur. Doğru akım motorlarında bu işi zıt EMK yapar. Bundan dolayı enerji tasarrufu sağlanmış olur.

Zıt EMK formülü:

Eb=K.Ø.n veya Eb = U-Ia .Ra’dır.

Örnek: Makinenin yükünde oluşacak bir artış, devir sayısını düşürür. Devir sayısının düşmesi, Eb=K.Ø.n 

formülüne göre zıt EMK’nin azalmasına sebep olur.

Eb azalınca:

Eb = U-Ia .Ra ise Akım; Ia=(U-Eb) / Ra

formülüne göre U ve Ra sabit olduğu için Ia akımı artar. Artan Ia akımı, motorun yükünü karşılar. Motorun yükünde oluşacak azalma ise devir sayısını yükseltir.

Devir sayısının yükselmesi, Eb=K.Ø.n formülüne göre zıt EMK’nin yükselmesine sebep olacaktır.

Eb yükselince:

Ia=(U-Eb) / Ra formülüne göre U ve Ra sabit olduğundan Ia akımını azaltır.

Formülde :

• Eb: Motor endüvisinde endüklenen zıt emk.
• ø: Kutuplardaki manyetik akı (Maxvel).
• n: Motorun dakikadaki devir sayısı.
• U: Endüviye uygulanan gerilim
• Ia: Endüviden geçen akım
• Ra: Endüvi devresi direnci
• K: sabit değer

 

 

AC Servo Sürücüler. Servo Sürücüler. Servo Motor ve Sürücü Seçimi

AC Servo Sürücüler: Servo sürücü (servo driver), servo motorun hız, konum ve torkunu kontrol eder. İmalatı yapılan çok farklı özellikleri olan servo motor sürücü (servo motor driver) bulunmaktadır. Her servo motor ve sürücülerinin kendine ait özellikleri olsa da, iş yapan kısımlar aynıdır. Alternatif akım (AC) ile çalışırlar.

AC Servo Sürücü Yapısı

AC servo sürücüler sinüsoidal darbe genişlik modülasyonu ile çalışan, analog veya dijital yapıda AC sürücülerdir. Geri besleme olarak hall sensör, çözümleyici artırımlı encoder veya mutlak (sin/cos) encoder kullanılır. Dinamik performansı yüksek kullanımı bilgi gerektiren DC servo sürücülere göre AC servo sürücü fiyatları daha pahalıdır.

İnverterlerde transistörler kullanılır. Rotor konum bilgisine uygun olarak iletime veya kesime geçirilerek motor kontrolü yapılır.

Servo Sürücü Bölümleri

• Güç kaynağı bölümü
• Motor sürme bölümü

iki ana kısımdan meydana gelir.

Güç Kaynağı Bölümü

Çeşidine bağlı olarak bir veya daha fazla motor için gerekli olan sürücü beslemesini sağlar. AC’ den DC’ ye çevirme işlemi, servo motor frenleme gerilimini tedarik eder.

Motorun dönme noktasından, durmasına kadar geçen zaman içinde enerji, açığa çıkar. Bu enerji kısa devre edilerek (dinamik durdurma ile) yok edilir. Bundan dolayı motorun durdurma süresi en aza indirilebilir.

Motor Sürme Bölümü 

Motor sürme bölümü ise servo motor hız ve momenti (tork) kontrol eder. Bu kontrol için gerekli elektronik donanımı kapsar. Şekilde görülen servo sürücüdeki bölümlerin işlevleri aşağıdaki gibidir.

Çevirici (converter)

Şehir şebekesinden gelen AC akım DC akıma çevrilir. (İnverterde olduğu gibi)

Sinyal Düzgünleştirici

İnverterde olduğu gibi DC akımdaki dalgalanmaları düzenler.

İnverter

DC akım kaynağı alternatif akım kaynağına çevrilir. Bu işlem yapılırken meydana getirilecek yeni AC akımın değişken frekansı inverterde düzenlenir. Servo sistemde inverterden farklı dinamik durdurma özelliği bu kısma eklenmiştir.

Kontrol Devresi

Ana kontrol kısmı inverter ile yapılır. Ancak servo da invertere göre bu kısım biraz daha karışıktır. Bu da geri besleme kontrolü ve kontrol modu anahtarı fonksiyonlarına (Akım /Hız / Tork) neden ihtiyaç duyulduğunu açıklıyor.

Servo sürücülerin üzerinde servo motorun test işlemini yapacak bölüm bulunur. Servo sürücülerin merkezî bir denetleyiciye bağlanabilmesi için RS 485 / RS 232 seri portu vardır. Ayrıca servo sürücülerin üzerinde seri haberleşme kapıları bulunur. Seri haberleşme kapıları kendilerine has haberleşme protokollerine sahiptirler. Günümüzde kullanılan servo sistemler RS 232 / RS 485 seri haberleşme dışında endüstriyel uygulamalarda kullanılır. PROFIBUS ve DEVICENET gibi haberleşme protokollerini de desteklerler. Bu haberleşme protokolleri için sürücüye ek bir birime gereksinim vardır.

Servo Motor ve Sürücü Seçimi

Türkiye’de birçok servo motor sürücü markaları bulunmaktadır. Servo sistemlerde her firmanın boyutlandırma programı vardır. Bunlardan biri de Control Technıques ‘CTSS’ bir servo sistem programıdır. Mekanik detayları belirlenen servo sistemler için servo motor boyutları seçimi yapılır. Belirlenen servo motora uygun servo sürücü (servo driver) seçimi yapılır. Seçilen elemanların özellikleri sisteme uygun olarak hesaplanır. Servo sistem detayları dinamik olarak hesaplanır.

 

 

Servo Sürücü Nedir? Servo Sürücüler Nelerdir? DC Servo Sürücü Nedir? AC Servo Sürücü Nedir? Servo Motor ve Sürücü Seçimi

Servo Sürücü: Servo sistemi motor, yük ya da aktarma organından meydana gelmektedir. Motor, aktarma organı ve yükten meydana gelen mekanik servo sistemin hız, moment veya pozisyon değişkenlerinden herhangi birinin bu değişkenle ilgili verilen referans değerine uygun olarak hareket ettirilmesini sağlayan elektronik güç elemanına servo sürücü (servo drive) denir.

Servo sistem (servo system); dört ana bileşenden meydana gelir. Bu bileşenler;

• Sürücü,
• Motor,
• Denetleyici ile geri besleme cihazı,
• Kodlayıcı.

Kontrolör ile sürücü, motorun ne yaptığını belirlemek için (denetleyici) ile beraber çalışır. Gerçekleşmesi için motora gerekli olan elektrik enerjisinin (tahrik ünitesi) gönderilmesini sağlar.

Kontrol cihazı, gerekli yolu veya yörüngeyi hesaplamak ve sürücüye düşük voltaj komut sinyalleri yollar. Sürücü ise gerekli hareketin sağlanması adına motora gereken gerilimi ve akımı gönderilmesini sağlar. Tahrik, tork, hız veya pozisyonu kontrol edebilir, ancak servo sistemlerde kontrol edilmesi gereken en yaygın parametre motor torkudur.

Servo Sürücüler Nelerdir?

• DC servo sürücü
• AC servo sürücü

olarak ikiye ayrılır.

DC Servo Sürücü Nedir?

DC servo sürücü, doğru akımla (DC) çalışan sürücülerdir. Darbe genişlik modülasyonu (PWM) ile çalışan, genel olarak analog veya dijital sürücülerdir. Bu sürücülerde geri besleme olarak tako jeneratör, hall sensör veya artırımlı encoder kullanılır. DC servo sürücüler (dc motor driver) dinamik, performansı düşük, kullanımı kolaydır. Bunun yanı sıra servo sürücü fiyatları da ucuz olan sürücülerdir.

DC servo motorlar genellikle “elektronik hareketli denetleyici” yardımı ile kontrol edilirler. Servo sürücüler servo motorun hareketini kontrol etmek için kullanılır. Kontrol edilen büyüklükler çoğunlukla noktadan noktaya konum kontrolü, hız kontrolü ve ivme programlamasıdır. PWM (darbe genişlik modülasyonu) robot kontrol sistemlerinde, sayısal kontrol sistemlerinde ve diğer konum denetleyicileri  kullanılmaktadır.

AC Servo Sürücü Nedir?

Servo sürücü (servo driver), servo motorun hız, konum ve torkunu kontrol eder. Sinüsoidal darbeler ise genişlik modülasyonu PWM ile çalışmaktadır. Bundan dolayı analog veya dijital şekillerde olabilmektedir. Geri besleme olarak hall sensör ile çözümleyici artırımlı encoder veya mutlak (sin/cos) encoder kullanılır. AC servo sürücüler dinamik performansları oldukça yüksektir. kullanımı bilgi gerektiren sürücülerdir. DC servo sürücülere göre fiyatları daha pahalıdır.

İnvertörlerde kullanılan transistörler rotor konum bilgisine göre uygun sırada iletime veya kesime geçirilerek motor kontrolü yapılır.

Günümüzde çeşitli firmalar tarafından imalatı yapılan çok farklı çeşit, model ve özellikte olan servo motor ve sürücüleri vardır. Servo motor sürücüleri çeşitli ebatlarda saç kutu içinde, motor durumunu gösteren göstergeleri olan, otomatik veya elle motor sürmeye imkan sağlayan cihazlardır. Her servo sürücünün kendine ait özellikleri olsa bile hepsinin iş yapan kısımları aynıdır.

Her servo sürücünün ortak özellikleri şunlardır:

• 1 ya da 2 eksen
• 5 amp daimî akım
• 50V ve 100V gerilim
• 500 Watt her bir eksen iç daimî güç
• Standart 10 VDC giriş sinyal komutu
• Hız/Tork modlu çalışma

Servo Motor ve Sürücü Seçimi

Servo motor ile sürücüler nasıl seçilir? Servo sistemlerde boyutlandırma programı vardır. Bunlardan biri de Control Technıques ‘CTSS’ bir servo programıdır. Mekanik boyutları belirlenen servo sistemlerde servo sürücü seçimi de gerçekleştirilir. Belirlenen servo motora uygun servo sürücü seçimi gerçekleştirilir. Seçilen elemanların özellikleri sisteme uygun olarak hesaplanır. Servo system detayları dinamik olarak hesaplanır.

Türkiye’de pek çok servo sürücü modelleri mevcuttur. Servo sistemlerinin kendine özel boyutlandırma programları da vardır. CTSS bir boyutlandırma programıdır.  Servo motorlara uygun servo sürücülerin seçilmesi önemlidir. Servo sürücü üzerinde servo motorların test işlemlerinin yapıldığı bir kısım da yer alır. Bunun yanında servo sürücülerde kendine has haberleşme protokolleri de bulunur. Haberleşme protokolleri için sürücünün yanında ilave bir birim olması da hayli önemlidir.

Türkiye’de birçok servo motor sürücü markaları arasında, Global Otomasyon Sistemleri, Siemens, Allen Bradley, Toshiba, Mitsubishi, Teco westinghouse, Yaskawa, Savior Otomasyon, Delta, Shihlin v.s gibi markalar bulunmaktadır.

 

 

Servomekanizma: Servo motorların kullanıldığı sistemlere servo sistem (servo system) veya servo mekanizma denir. Servo mekanizmalar veya regülatörler, kapalı – çevrimli kontrol sistemleridir. Bunlar endüstri imalatında, otomatik tezgahlarda, uydu takip antenlerinde, teleskoplardaki gökyüzü izleme sistemlerinde, otomatik navigasyon sistemlerinde, gemi veya uçakların idaresi, bilimsel araştırma, biyomedikal cihazlarda, mekanik çıkışlı güç yükseltilmesi gerekli sistemlerde (asansör, vinç), plastik sanayi ve diğer bazı kontrol alanlarında çok önemli rolleri vardır. Bir göstergenin hafif bir hareketi ile oldukça büyük kitleleri kontrol eder.

Servomekanizma temel kavramlar konusunda kullanılacak terimlerin iyi bilinmesi, konun daha iyi anlaşılır olması için gereklidir.

• Sistem: Bir iş veya işlem için bir araya getirilmiş, birbirleri ile doğrudan veya dolaylı etkileşimli elemanlar topluluğuna sistem denir. Örneğin bilgisayar denildiğinde aklımıza gelen klavye, fare, ekran, sistem ünitesi, yazıcı gibi fiziksel parçalardır. Bu elemanların topluluğu sistemi meydana getirmektedir. Otomatik kontrol, bir sistematik kavramdır. İçinde birden fazla bileşen barındırır.
• Kontrol sistemi (control system): Herhangi bir iş yapan birimin denetlenmesi amacı ile geliştirilen sistem, kontrol sistemleridir
• Giriş: Sistem içerisine akan, sistem tarafından işlenen işaretler, büyüklükler.
• Çıkış: Sistem dışına çıkan, işlem görmüş işaretler, büyüklükler.

Servomekanizma, istenilen gösterge değerlerine göre hareket eden, gücü düşük bir cihazdan aldığı kumanda sinyali aracılığı ile çıkış gücü yüksek bir cihazın konumunu, hızını veya ivmesini denetleyen otomatik kontrol cihazı (control device) dır. Cihazın verdiği çıktı ile kumanda yoluyla vermesi istenen çıktı arasındaki hatayı ölçen, bu küçük farkı güçlendirip çıktı hatasını düzelterek bir servo motoru (elektriksel, hidrolik sistemler veya pnömatik sistemleri havalı olarak) çalışmaya sokan ayrıca bir de geribildirim devresi bulunur.

Örnek; Bir hidroelektrik santralinde sisteme giriş olan büyüklükler su ise çıkış elektrik enerjisidir. Ya da bir elektrik motorunun (electric motor) girişine uygulanan elektrik enerjisi sistemin girişi ise motor milinden elde edilen mekanik enerji, sistemin çıkışıdır.

Bazen sistemlerin bir girişi yerine birçok girişi olabilir. Bu sistemlere çok girişli sistemler denir. Bazı sistemlerde birden fazla çıkış olursa o tür sistemlere çok çıkışlı sistemler denir. Otomatik kontrol sistemlerinin amacı, bir sistemde üretilen değişkenler üzerinde ayar yapmak, sistemin istenilen biçimde çalışmasını sağlamak içindir.