Frenli motorun bobini, motorun sargısından bağımsız bir devredir. Bu devrenin gerilimi, doğrultucusu ve akımın hangi tarafta kesildiği, frenin ne kadar hızlı açılıp kapandığını doğrudan belirler.
Bobin gerilimi
Fren bobini çoğunlukla doğru akımla beslenir. Sanayi motorlarında yaygın bobin gerilimleri 104 ve 205 volt doğru akım düzeyindedir. Taşınabilir ve akü beslemeli makinelerde ise 12 ya da 24 volt doğru akımlı bobinler kullanılır. Bobin gerilimi, motorun etiketinden ve fren gövdesindeki plakadan okunur. Yanlış gerilim uygulanan bir bobin ya freni açamaz ya da kısa sürede yanar.
Doğrultucunun görevi
Doğru akım bobini, alternatif akımlı şebekeden bir doğrultucu üzerinden beslenir. Doğrultucu, motorun klemens kutusuna ya da panoya yerleştirilir. Köprü tipi bir doğrultucu, 230 volt alternatif akım girişinden yaklaşık 205 volt doğru akım üretir. Yarım dalga doğrultucu ise aynı girişten yaklaşık 104 volt üretir. Bobin gerilimi bu yüzden doğrultucu tipiyle birlikte seçilir.
Beslemenin alındığı nokta
Doğrultucunun girişi motorun sargı uçlarına bağlanabilir. Bu düzende fren, motorla birlikte enerjilenir ve devre sadeleşir. Ancak frekans invertörüyle sürülen bir motorda sargı uçlarındaki gerilim değişkendir. Düşük frekansta gerilim de düştüğünden bobin freni açamaz. İnvertörlü tahriklerde doğrultucu bu nedenle invertörün çıkışına değil doğrudan şebekeye bağlanır.
Ayrı beslemenin sağladığı serbestlik
Doğrultucu ayrı bir hattan beslendiğinde fren, motordan bağımsız olarak açılıp kapatılabilir. Konumlandırmalı tahriklerde motor durdurulduktan sonra frenin bir süre açık tutulması istenebilir. Ayrı besleme ayrıca invertörün fren zamanlamasını denetlemesine olanak tanır. Bunun aksine bu düzen, güvenlik devresinin de frenin beslemesini kesecek biçimde kurulmasını zorunlu kılar. Aksi hâlde acil durdurmada fren açık kalabilir.
Alternatif akım tarafında kesme
Bobin akımı, doğrultucunun alternatif akım girişinde kesilebilir. Bu düzende kesme sonrası bobin akımı, doğrultucunun diyotları üzerinden bir süre daha dolaşır. Manyetik alan yavaş söner ve fren geç kapanır. Kapanma gecikmesi çoğu frende yüzlerce milisaniyeye ulaşır. Yatay hareket eden ve konum hassasiyeti aranmayan tahriklerde bu gecikme kabul edilir.
Doğru akım tarafında kesme
Bobin akımı, doğrultucunun çıkışında yani doğru akım tarafında kesildiğinde alan hızlı söner. Fren, kesmeden sonra kısa sürede kapanır. Yük indiren kaldırma tahriklerinde bu hızlı kapanma zorunludur. Kesme anında bobinin endüktansı yüksek bir gerilim tepesi üretir. Doğrultucunun içindeki varistör ya da ayrı bir kıvılcım söndürücü, bu tepeyi sınırlayarak kontağı ve bobini korur.
Hızlı uyarmalı doğrultucu
Kimi doğrultucular iki kademeli çalışır. Enerji verildiğinde önce köprü kademesinde çalışıp bobine anma geriliminin üzerinde bir gerilim uygular. Bobin akımı hızla yükselir ve fren daha çabuk açılır. Birkaç yüz milisaniye sonra doğrultucu yarım dalga kademesine geçer ve bobini düşük gerilimle tutar. Bu düzen hem açılma süresini kısaltır hem bobinin sürekli ısınmasını azaltır.
Bobinin ısınması
Fren bobini, motor çalıştığı sürece enerjili kalır ve sürekli bir kayıp üretir. Kaybın tamamı ısıya döner ve bobin sargısını ısıtır. Sıcak bir bobinin direnci yükselir, çektiği akım azalır ve manyetik çekim zayıflar. Hava aralığı üst sınıra yakınsa, sıcak bobin freni açamayabilir. Bu yüzden arıza aramada motor sıcakken de deneme yapılır.
Kablolama ve kesit
Bobin kablosu, doğrultucudan bobine kadar en kısa güzergâhtan çekilir. Uzun ve ince bir kabloda gerilim düşümü, bobinin uçlarındaki gerilimi anma değerinin altına indirir. Düşen gerilim çekim kuvvetini karesel oranda azaltır. Fren kablosu, motor besleme kablosuyla aynı kanalda çekildiğinde invertör kaynaklı girişim taşıyabilir. Ayrı güzergâh ve ekranlı kablo bu girişimi engeller.
Doğrultucunun yerleşimi
Doğrultucu, motorun klemens kutusuna ya da kumanda panosuna yerleştirilir. Klemens kutusundaki bir doğrultucu, motorun titreşimine ve gövde sıcaklığına maruz kalır. Panodaki bir doğrultucu serin çalışır ama bobine giden kablo uzar. Uzayan kabloda gerilim düşümü ve girişim riski büyür. Yerleşim kararı, kablo uzunluğu ile ortam sıcaklığı arasında verilir.
Kıvılcım söndürücünün seçimi
Doğru akım tarafında kesme yapılan bir devrede, bobinin endüktansı kesme anında yüksek bir gerilim tepesi üretir. Varistör, bu tepeyi kırpar ve enerjiyi ısıya çevirir. Varistörün açma gerilimi, bobin geriliminin belirli bir üzerinde seçilir. Çok düşük seçilen bir varistör sürekli iletime geçip ısınır ve delinir. Delinmiş bir varistör, doğrultucunun çıkışını kısa devre eder.
Yedek parça ve değişim
Bozulan bir doğrultucu, aynı tipte ve aynı çıkış geriliminde bir parçayla değiştirilir. Köprü tipi bir doğrultucunun yerine yarım dalga tip konulursa bobin gerilimi yarıya iner ve fren açılmaz. Bobin değişiminde de gerilim ve direnç değerleri karşılaştırılır. Değiştirilen parçanın tipi bakım kaydına yazılır. Doğrultucunun varistörü, gövdeyle birlikte değişir.
Ölçüm ve arıza arama
Bobin sağlamlığı, direncinin ölçülüp katalog değeriyle karşılaştırılmasıyla denetlenir. Kısa devre olmuş bir sargıda direnç düşer. Bobinin uçlarındaki doğru akım gerilimi, fren açıkken ölçülür ve anma değeriyle karşılaştırılır. Doğrultucunun çıkışında gerilim yoksa diyotlar denetlenir. Ölçüm, enerji altında ve uygun kişisel koruyucu donanımla yapılır.
Bobin akımının ölçülmesi
Bobinin çektiği doğru akım, bir pens ampermetreyle değil doğru akım ölçebilen bir cihazla okunur. Ölçülen akım, katalogdaki değerle karşılaştırılır. Hızlı uyarmalı bir doğrultucuda akım, ilk anda yüksek başlar ve tutma kademesinde düşer. Bu iki değerin ikisi de katalogda verilir. Beklenenden düşük bir tutma akımı, bobinin ısındığını ya da gerilimin düştüğünü gösterir.
Bağlantının seçime etkisi
Kesme tarafı, tahrikin ne tür bir hareket ürettiğine göre seçilir. Yük indiren düşey tahriklerde doğru akım tarafında kesme zorunludur. Yatay tahriklerde alternatif akım tarafında kesme yeterli kalır. Ayar prosedürünün bütünü için elektromanyetik frenli motor ayarı, frenin genel yapısı için frenli elektrik motoru yazıları birlikte okunabilir. İki tip fren arasındaki fark doğru akım ve alternatif akım freni karşılaştırmasında açıklanmıştır.
Fren bobininin gerilimi ve doğrultucusu, frenin ne kadar hızlı açıldığını; akımın kesildiği taraf ise ne kadar hızlı kapandığını belirler. Kaldırma tahriklerinde doğru akım tarafında kesme, bir tercih değil bir gerekliliktir.
