Frenleme Teknikleri Nelerdir?

Frenleme teknikleri; Elektrik motorlarında frenleme teknikleri, frenleme nedir? Asenkron motorların frenlenmesi, ani olarak durdurulması:

Asenkron motorlarda yükü hareket ettirecek momenti oluşturarak sistemin çalışmasını sağlar. Fren motorlarının görevi; tahrik sistemini hızlı, güvenli bir şekilde daha kısa sürede durdurmaktır. Ayrıca belli bir konumda tutmak ve güvenli frenlemeyi sağlamaktır.

Frenlemede kullanılan yöntemlerden biri mekanik frenlemedir. Mekanik fren sistemleri ile motor devreden ayrıldıktan sonra balata düzeneğiyle yavaşlatılır. Hızlı durdurma yöntemi ile tahrik düzeninin boşta çalışma ve ölü zaman bölgelerinin azaltılması ile sistem verimi daha da artırılır. Asenkron motorlarda mekanik frenlemenin dışında elektriksel frenleme de kullanılmaktadır.

Frenleme Önemi 

Frenleme teknikleri önemlidir. Motorların enerjisi kesilince bile rotor kendi ataletinden dolayı bir süre daha dönüşünü devam ettirir. Yani motorun durması için durdurma butonuna basıldığında motor durmaz. Bir süre daha azalan bir hızla dönmeye devam eder ve sonra durur. Büyük güçlü motorların ebatları da büyük olduğu için, durma süreleri uzundur. Özellikle seri imalat yapılırken motorların durma süresi oldukça önemlidir.

Çünkü seri imalat sırasındaki tezgâhta durdurma butonuna basıldıktan sonra parçayı değiştirmek için motorun durması beklenir. Bu durum zaman kaybına ve de bazı iş kazalarına sebep olur. Oysa  motor kısa sürede durdurulursa zamandan kazanılır ve daha çok iş yapılır. AC motorun durdurma butonuna basıldığında hemen durması için yapılan uygulamaya frenleme denir. Motoru daha kısa zamanda durdurmak için elektriksel frenleme yapılır. Ayrıca yükün yer çekimi sebebiyle motor devrinin artmasına sebep olduğu anlarda da elektriksel frenleme yapılır.

Frenleme Çeşitleri

Frenleme teknikleri çeşitleri aşağıda verilmiştir.

Elektriksel frenleme:

• Balatalı frenleme (Mekanik frenleme)
• Dinamik frenleme
• Ani durdurma

Balatalı Frenleme

İki adet balata yardımı ile motor kasnağının bir yay yardımıyla sıkılarak durdurulmasına balatalı frenleme veya mekanik frenleme denir.

Genel olarak balatalı frenleme vinç fren ve asansör fren sistemlerinde kullanılır.  Balatalı frende bulunan elektromıknatıs enerjilendiğinde balataları açar. Bu durumda motor kasnağını serbest bırakır. Balatalı frenin ( A ) bobini frenleyeceği motorun uçlarına bağlanır. Motor çalışmaya başladığı zaman elektromıknatısın bobini enerjilenir. Balatalar motor kasnağından ayrılır. Bu sırada motor şebekeye bağlandığı için yol alarak normal çalışmasına başlar. Durdurulmak istendiği zaman ise motor elektriksel olarak şebekeden ayrılır. Aynı anda (A) fren bobininin de enerjisi kesilir.

Mekanik frenlemede balataya sürtünmeden dolayı toz ve koku oluşur. Bundan dolayı genel olarak insansız ortamlarda kullanılır. Asansör veya vinç gibi sistemlerde motorların kapalı alanda frenlenmesi için tercih edilir. Balatalı fren bobinleri alternatif akımla kullanılabilse de, genel olarak doğru akımda kullanılırlar.

Aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi “Y” yayının etkisiyle balatalar motor kasnağını sıkar. Motor kasnağı ile balatalar arasındaki mekanik sürtünme kuvveti, motoru çok kısa bir zaman içinde durmasını sağlar. Mekanik frenlemede balataya sürtünmeden dolayı toz ve koku meydana gelir. Bundan dolayı genellikle insansız ortamlarda kullanılır. Balatalı frenler vinç ve asansör sistemleri gibi düzeneklerde motorların frenlenmesi için kullanılır. Balatalı fren bobinleri alternatif akımla kullanılabilse de, genel olarak doğru akımda kullanılırlar.

Stator ve rotor normal bir asenkron motorlardaki gibi yapılır. Buna mekanik bir frenleme düzeneği eklenir. Elektrik ile beslenen frenleme bobini ile çalışan frenleme düzeneği motordan ayrıdır. Bu çeşit motorlar dış yüzeyden soğutmalıdır.

Balatalı Frenleme Yapısı

3 fazlı asenkron motorlar standart parçalardan yapılır. Kuru tipte çalışan bir fren düzeni, elektromanyetik bir cihazdır. Bobinden akım geçince meydana gelen manyetik alanın çekim kuvveti, yay kuvvetini yener ve fren bırakılır. Fren düzeneği havalandırıcının bulunduğu arka kapak kısmına yerleştirilir. Sabit kısım fren yanındaki motor kapağına, hareketli kısım ise motor miline bağlanır.

Balatalar, motorun aşınmaya dayanıklı şekilde yapılan motor yatak kapaklarına sürtünerek frenleme yapılır. Sabit kısımda bulunan çekim tepsisi cıvatalar üzerinden kapağa sabitlenir. Sınırlı eksenel hareket yapabilir. Ayrıca dönemez ve arasında elektromıknatısın boyuna göre 0,2 ~ 0,5 mm mesafe vardır. Motor akımı kesildiği zaman elektromıknatıs bobininden de akım geçmez. Baskı yayları çekim tepsisi üzerinden frenleme tepsisini yatak kapağı üzerine bastırır. Bu durumda bir fren momenti oluşur ve mil frenlenir.

Sistemde elektromıknatısın akımı ayarlanır. Ayrıca baskı balatasının ve frenleme tepsinin birbirine karşı uyguladıkları kuvvette ayarlanır. Böylece fren momenti de ayarlanabilir. Fren bobini genel olarak doğru akımla beslenir. Bunun nedeni ise alternatif akımdaki sıfır “(0)” geçiş anlarındaki momentin de o anlarda sıfır olmasıdır. Bu ise istenen ayar fren momentinin de darbeli ve vuruntulu çalışmasına neden olur.

Eğer fren momentine sadece açma kapama yaptırılacaksa elektromıknatıs bobinine alternatif akım da uygulanır. Ama yine de açma kapama yaptırılacak olsa bile elektriksel bakımdan iyi bir frenleme  alternatif akımla yapılamaz. Çünkü alternatif akımda açma kapama süresi doğru akıma nazaran üç katı artar. Frenleme momenti akımsız durumda ve yay kuvvetiyle sağlandığı için tepsi fren aynı zamanda bir güvenlik frenidir. Çünkü motor çalışırken şebekeden elektrik enerjisi kesilse bile fren kendi kedini kilitler. Bu durumda düzenek durur. Fren momenti motor momentinin yaklaşık iki katıdır. My=2.Mn

Balatalı Frenlemenin Çalışması

Şekildeki devrede “b2” butonuna basıldığı zaman, “C” kontaktörü enerjilenir. Mühürleme kontağı ve transformatöre seri bağlı kontak kapanır. Motorun frenleme bobinini enerjilenir. Nüvenin enerjilenmesi ile motor kasnağını sıkan balatalar, kasnağı serbest bırakır. Motor yıldız bağlı olarak çalışır. Bir süre sonra “d” zaman rölesi “Y” kontaktörünün enerjisini keserek “Δ” kontaktörünü enerjiler. Motor “Δ” olarak çalışmasını sürdürür. Motor durdurulmak istenirse “b1” butonuna basılır ve motorun enerjisi kesilir. Aynı zamanda fren bobini de enerjisiz kalır ve balatalar yay yardımıyla sıkılır. Motor balataların motor kasnağını sıkması ile frenleme gerçekleşir.

• Frenli Motorlar

Mekanik ve elektriksel özellikleri QS tip motorları ile aynıdır. Frenli motorların kasnak tarafı aksı motor kapağı pik dökümüdür. Frenli motorlarda 100Volt standart olarak, DC gerilim ile çalışır. Bu motorlarda elektromanyetik fren mekanizması kullanılır. Özel uygulamalar için fren voltajı değiştirilebilir.

Enerji kesildiğinde  hareketli disk yay kuvveti ile fren balatasını sıkıştırır. Bu hareketli disk otomatik olarak frenlemeyi sağlar. Yeniden enerji verildiği zaman manyetik olarak geri çekilen disk fren balatasının serbest kalmasını sağlar. Milin hareketine olanak verir. Fren balatası asbestsiz malzemeden yapılır. Bundan dolayı uzun ömürlüdür. Ayar halkası vasıtasıyla fren momenti değiştirilebilir. Fren motorları vasıtasıyla iş makinelerinin zorlanmadan ve ısınmadan frenlemesi sağlanır.

Not: Qs= Step motorun adım açısını tanımlar.

Fren motorlarında aranan başlıca özellikler:

Fren balatası az aşınması ve az bakım gerektirmesidir. Küçük yer tutması, basit ve korozyona dayanıklı olmasıdır. Tüksek işletme güvenliği sağlaması, büyük savurma kütlelerini frenleyebilmesidir. Durma sırasında fren kuvvetini sürekli koruyabilmesi, minimum gürültü ile çalışmasıdır. Fren kuvvetinin mekanik veya elektriksel olarak ayarlanabilmesi çok sık devreye girip çıkabilmesidir. Genel  olarak fren motorlarında bir asenkron motor ve bir fren donanımı ile birleştirilerek kullanılır.

• Yay Baskılı Elektromanyetik Frenler

Elektromanyetik frenler çok geniş bir uygulama alanına sahiptir. Elektrik motorlarında hassas ve kararlı frenleme yapar. DC ve AC gerilimler ile çalışırlar. Genel olarak DC gerilim ile çalışır.

Elektromanyetik frenlerin uygulama alanları;

Vinç, makineler, metal işleme makineleri, ağaç işleme makineleri,

crane, ambalaj makineleri sanayi, konveyör sanayi, bant, değişik endüstriyel uygulamalardır.

• Çalışma Prensibi

 

 

BENZER YAZILAR

Dinamik Frenleme

Ani Durdurma