Kalkış kondansatörlü motor (CSIR), yüksek kalkış torku gerektiren monofaze uygulamaların standart çözümüdür. Kondansatör yalnızca kalkışta devrede kalır ve motor hızlanınca devreden çıkar.
Kalkış kondansatörlü motorun yapısı
Bu motorda statorda iki sargı bulunur: sürekli devrede kalan ana sargı ve yalnızca kalkışta çalışan yardımcı sargı. Yardımcı sargının önüne yüksek değerli bir kalkış kondansatörü bağlanır. Kondansatör, yardımcı sargı akımını ana sargıya göre yaklaşık 90 derece kaydırır ve iki sargı birlikte güçlü bir döner alan üretir. Bu güçlü ve dengeli döner alan, rotora yüksek bir kalkış torku kazandırır. Motor anma hızına yaklaştığında yardımcı sargı ve kondansatör devreden çıkar, motor yalnızca ana sargısıyla döner.
Merkezkaç anahtarının görevi
Yardımcı sargının doğru anda devreden çıkması, mil üzerindeki merkezkaç anahtarıyla sağlanır. Motor dururken anahtar kapalıdır ve yardımcı sargıyı devrede tutar. Motor hızlandıkça, mile bağlı ağırlıklar merkezkaç kuvvetiyle dışarı açılır ve anma hızının yaklaşık %75'inde anahtarı açar. Anahtar açıldığında kalkış kondansatörü ve yardımcı sargı devreden ayrılır. Bu ayırma, kalkış kondansatörünü sürekli gerilimden korur, çünkü elektrolitik kondansatör yalnızca kısa süreli kalkış için tasarlanmıştır.
Yüksek kalkış torkunun kaynağı
Kalkış kondansatörlü motorun en belirgin üstünlüğü, yüksek kalkış torkudur. Yüksek değerli elektrolitik kondansatör, yardımcı sargı akımını ideale yakın bir 90 derece faz farkına taşır. Bu ideal faz farkı, kalkış anında en güçlü döner alanı ve dolayısıyla en yüksek torku üretir. Motor, tam yük torkunun yaklaşık iki katına varan bir kalkış torku verebilir. Bu güç, dolu bir kompresörü ya da yüklü bir konveyörü yerinden kaldırmaya yeter.
Kalkış kondansatörünün özellikleri
Kalkış kondansatörü, elektrolitik yapıda ve yüksek kapasitans değerlidir. Değeri, motor gücüne göre onlarca mikrofaraddan birkaç yüz mikrofarada kadar çıkar. Bu kondansatör yalnızca saniyenin altında bir süre çalışacak biçimde üretilir; sürekli gerilim altında kalırsa ısınır ve kısa sürede bozulur. Bu yüzden merkezkaç anahtarının kusursuz çalışması, kondansatörün ömrü için belirleyicidir. Anahtar açılmazsa kondansatör devrede kalır, aşırı ısınır ve çoğu zaman şişerek ya da patlayarak arızalanır.
Sık karşılaşılan arızalar
Kalkış kondansatörlü motorun arızaları çoğunlukla kalkış devresinde toplanır. Motor uğuldar ama dönmezse, ilk şüpheli kalkış kondansatörü ya da merkezkaç anahtarıdır. Bozuk bir kondansatör, yardımcı sargıya yeterli faz farkını veremez ve motor döner alan oluşturamaz. Yapışık kalan bir merkezkaç anahtarı, yardımcı sargıyı sürekli devrede tutarak hem kondansatörü hem yardımcı sargıyı yakar. Elle döndürüldüğünde kalkan bir motor, neredeyse her zaman kalkış devresinde bir soruna işaret eder.
Kalkış süresinin etkisi
Kalkış kondansatörünün ömrü, kalkışın ne kadar sürdüğüne bağlıdır. Arızasız bir motor, anma hızına saniyenin altında bir sürede ulaşır ve merkezkaç anahtarı kondansatörü hemen devreden çıkarır. Yükün ağır olması ya da geriliminin düşük olması, kalkışı uzatır ve kondansatörü daha uzun süre gerilim altında bırakır. Uzayan her kalkış, elektrolitik kondansatörü biraz daha yıpratır. Sık kalkıp duran bir uygulamada bu yıpranma birikir ve kondansatör beklenenden erken bozulur. Bu yüzden kalkış kondansatörlü motor, ardışık kalkışlar arasında motorun soğumasına izin verecek biçimde çalıştırılır.
Örnek bir uygulama
Yüklü başlayan bir pistonlu kompresör, kalkış kondansatörlü motorun tipik bir uygulamasıdır. Kompresör durduğunda silindirde kalan basınçlı hava, motoru yeniden kaldırmak için yüksek bir kalkış torku gerektirir. Kalkış kondansatörünün ürettiği güçlü döner alan, bu torku sağlayarak kompresörü yerinden kaldırır. Motor hızlandıktan sonra merkezkaç anahtarı kalkış devresini ayırır ve kompresör düşük yükle sürekli çalışır. Bu uygulamada daimi kondansatörlü bir motor, yüksek kalkış torkunu veremediğinden kompresörü kaldıramaz ve uğuldayarak takılı kalır.
Kullanım alanları
Kalkış kondansatörlü motor, zor kalkan yüklerin bulunduğu uygulamalarda tercih edilir. Yüklü kalkan pistonlu kompresörler, taşıma konveyörleri, küçük kırıcılar ve dolu başlayan pompalar bu gruba girer. Bu yüklerin ortak yanı, hareketsizken yüksek bir başlangıç torku istemesidir. Motor bir kez hızlandıktan sonra sürekli çalışma yükü daha düşüktür, bu yüzden yardımcı sargının devreden çıkması sorun yaratmaz. Kalkış zorluğu yüksek her monofaze uygulama, bu tip için doğal bir adaydır.
Bakım ve kontrol noktaları
Bu motorların güvenilir çalışması, kalkış devresinin düzenli kontrolüne bağlıdır. Merkezkaç anahtarının kontakları zamanla aşınır ve kirlenir; temizlenmesi ya da değişimi kalkış sorunlarını önler. Kalkış kondansatörünün değeri, bir kapasitans ölçerle ara ara kontrol edilir ve değeri düşmüşse değiştirilir. Motorun sık sık kalkıp durduğu uygulamalarda bu parçalar daha hızlı yıpranır. Kalkış devresinin iyi durumda tutulması, kalkış kondansatörlü motorun uzun ömürlü çalışmasının temel koşuludur.
Elektronik yol verme rölesi
Merkezkaç anahtarının mekanik arızaları, kimi motorlarda elektronik bir yol verme rölesiyle aşılır. Bu röle, mekanik kontak yerine motorun akımını ya da gerilimini izleyerek kalkış kondansatörünü doğru anda devreden çıkarır. Hareketli bir parça bulunmadığından, aşınma ve kirlenme kaynaklı arızalar ortadan kalkar. Elektronik röle, mile ulaşmanın zor olduğu kapalı motorlarda ve sık kalkıp duran uygulamalarda özellikle kullanışlıdır. Karşılığında röle, motor gövdesine ya da klemens kutusuna yerleştirilen ek bir elektronik bileşendir. Mekanik merkezkaç anahtarına göre daha güvenilir olsa da, kendi elektroniğinin de sağlam kalmasını gerektirir.
Doğru güç ve seçim
Kalkış kondansatörlü motorun avantajı, ancak doğru güç ve doğru kondansatörle alınır. Gereğinden küçük seçilen bir motor, zor kalkan yükü kaldıramaz; gereğinden büyük seçilen bir motor ise yarı yükte verimini yitirir. Kondansatör değeri de motor gücüne uygun seçilir, çünkü yanlış değer kalkış torkunu düşürür. Uygulamanın kalkış torku ihtiyacı ve gücü birlikte değerlendirildiğinde, motor sahada beklenen performansı verir. Monofaze motor seçiminin bütünü, monofaze elektrik motoru yaklaşımıyla ele alındığında tutarlı bir sonuç verir.
Kalkış kondansatörlü motor, yüksek kalkış torkunu bir kalkış kondansatörü ve merkezkaç anahtarıyla sağlar. Bu iki parçanın arızasız çalışması, motorun zor yükleri güvenle kaldırmasının ve uzun yıllar sorunsuz dönmesinin anahtarıdır. Kalkış devresinin düzenli kontrolü, bu güvenilirliğin sürmesini sağlar ve beklenmedik duruşların önüne geçer.
