Aynı güçteki iki asenkron motor, farklı iki uygulamada bambaşka davranır. Motoru belirleyen şey yalnızca kilovat değeri değil, sürdüğü yükün tork eğrisi, ataleti, çalışma rejimi ve bulunduğu ortamdır.
Yükün tork eğrisi
Yükler, devirle birlikte torkun nasıl değiştiğine göre ayrılır. Konveyör, kırıcı ve haddane gibi yükler sabit tork ister; devir değişse de gereken tork yaklaşık aynı kalır. Santrifüj pompa ve fan ise kare tork yükleridir; gereken tork devrin karesiyle büyür. Sarım makineleri gibi kimi tahrikler sabit güç bölgesinde çalışır. Motorun ve sürücünün seçimi, bu eğrinin biçimiyle başlar.
Kare tork yüklerinde devir denetimi
Santrifüj pompa ve fanlarda debi devirle doğru orantılıdır, basma yüksekliği devrin karesiyle, mil gücü ise devrin küpüyle değişir. Devri yüzde seksene indiren bir tahrik, debinin yüzde seksenini alır ama gücün yalnızca yüzde elli birini harcar. Bu kübik ilişki, frekans invertörünün pompa ve fan tahriklerinde neden bu kadar tasarruf sağladığını açıklar. Kısma vanasıyla debi düşürmek ise gücü aynı oranda düşürmez.
Atalet ve kalkış
Kalkışta motor, yükün torkunu yenmenin yanında duran kütlenin ataletini de hızlandırır. Kırıcı volanı, dolu bir karıştırıcı ya da uzun bir konveyör bandı yüksek atalet taşır. Yüksek ataletli bir yük, kalkış süresini uzatır ve sargıyı ısıtır. Kalkış akımı bu süre boyunca anma akımının katlarında kalır. Yumuşak yol verici ya da frekans invertörü, bu akımı ve mekanik darbeyi sınırlar.
Çalışma rejimi ve görev tipi
Motorun ısınması, ne kadar süre yük altında kaldığına bağlıdır. IEC 60034-1, çalışma rejimlerini görev tipi olarak sınıflandırır. Kesintisiz çalışan bir pompa S1 rejimindedir. Vinç ve kaldırma tahrikleri ise kalkış ve frenlemenin sık yinelendiği S3, S4 ve S5 rejimlerinde çalışır. Bu rejimlerde motor ısıl dengeye hiç ulaşmaz ve seçim, çevrim süresi içindeki yüklü zaman oranıyla yapılır.
Ortam koşulları ve koruma sınıfı
Motorun bulunduğu ortam, gövde ve yalıtım kararını belirler. Taş kırma tesisinde toz, gıda hattında yıkama suyu, kimya tesisinde patlayıcı gaz baskındır. Koruma sınıfı IP kodu ile tanımlanır ve IEC 60034-5 standardında açıklanır. Yüksek basınçlı sıcak su jetine dayanım isteyen IP69K sınıfı ise IEC 60529'da değil, ISO 20653 standardında tanımlıdır. Ortam sıcaklığı ve rakım da motorun anma gücünü düşüren iki etkendir.
Patlayıcı ortamlar
Yanıcı gaz ya da toz bulunan tesislerde motor, patlamaya karşı korumalı bir tipte seçilir. Avrupa Birliği'nde bu ekipmanların gerekleri 2014/34/EU sayılı ATEX yönetmeliğinde toplanmıştır. Motorun taşıyacağı işaret; bölge, gaz grubu ve sıcaklık sınıfını birlikte bildirir. Koruma tipi, gövdenin alev sızdırmaz mı yoksa artırılmış güvenlikli mi olduğunu belirler. Seçim, tesisin bölge sınıflandırmasıyla başlar.
Verim sınıfının sektörel karşılığı
Uzun saatli tahriklerde verim, satın alma bedelini gölgede bırakan bir gider kalemidir. Pompa, fan ve konveyör gibi gün boyu dönen yükler bu tanıma girer. Verim sınıfları IEC 60034-30-1 standardında tanımlanır ve Avrupa Birliği ekotasarım düzenlemesi asgari sınıfı zorunlu kılar. Vinç gibi kısa süreli çalışan tahriklerde ise verimin yıllık karşılığı sınırlı kalır. Sektör, verimin ne kadar önemli olduğunu doğrudan belirler.
Koruma ve izleme düzeni
Termik röle, yavaş gelişen aşırı yükü algılar ama ani bir kilitlenmeyi sargı ısınmadan yakalayamaz. Sargıya gömülü termistör, sıcaklığı doğrudan ölçtüğü için sık kalkan tahriklerde daha güvenilirdir. Faz koruma rölesi, faz kaybını ve dengesizliği algılar. Frekans invertörünün tork sınırı, mekanik bir sıkışmayı akıma dönüşmeden durdurur. Koruma seçimi de sektörün yük karakterine göre yapılır.
Yataklama ve mil yükü
Kayış-kasnakla sürülen bir tahrik, motor miline radyal kuvvet bindirir. Doğrudan kaplinle bağlanan bir tahrikte bu kuvvet ortadan kalkar ama hizalama önem kazanır. Düşey monte edilen pompa motorlarında mile eksenel itme biner ve özel bir itme yatağı gerekir. Kırıcı ve haddane gibi darbeli tahriklerde yatak, tepe yüküne göre boyutlandırılır. Katalogda izin verilen radyal ve eksenel yük sınırları ayrıca kontrol edilir.
Redüktörün seçimdeki yeri
Uygulamaların çoğunda motor tek başına değil, bir redüktörle birlikte çalışır. Redüktör devri düşürüp torku büyütür ve motorun küçük seçilmesine olanak tanır. Redüktörün katalog torku, gerçek çıkış torkunun servis faktörüyle çarpılmış değerini karşılamalıdır. Tahrik grubunun bütünü endüstriyel redüktör yaklaşımıyla, yük karakterinin çarpana dönüşmesi ise servis faktörü belirleme yöntemiyle kurulur.
Ortam sıcaklığı ve rakım düşürmesi
Motor etiketindeki anma gücü, belirli bir ortam sıcaklığı ve deniz seviyesine yakın bir rakım için verilir. Ortam sıcaklığı yükseldiğinde motorun soğutması zayıflar ve taşıyabileceği güç azalır. Rakım arttıkça hava yoğunluğu düştüğü için soğutma yine zayıflar. Bu iki etken, katalogdaki düşürme katsayılarıyla hesaba katılır. Sıcak bir kompresör dairesinde ya da yüksek rakımlı bir tesiste motor, aynı yük için bir üst kademeden seçilir.
Yol verme yönteminin sektörel karşılığı
Yol verme yöntemi, yükün ataletine ve şebekenin gücüne göre seçilir. Kolay kalkan bir pompada doğrudan yol verme yeterli kalır. Yüksek ataletli bir kırıcıda ya da blowerda kalkış süresi uzar ve yumuşak yol verici gerekir. Devri sürekli değişen bir tahrikte ise frekans invertörü hem kalkışı hem çalışmayı üstlenir. Yıldız-üçgen yol verme, torku da düşürdüğü için ağır kalkışta yetersizdir.
Sektörel tahriklerde derinleşmek için
Her sektör, bu dört ölçütü kendi ağırlığıyla harmanlar. Taş kırma ve eleme tesisi sürücüleri, yüksek atalet ve darbeli yükü ele alır. Santrifüj pompa motoru seçimi, kare tork ve benzerlik yasalarını açıklar. Dalgıç pompa motoru, su içinde soğuyan bir motorun kendine özgü koşullarını anlatır. Kompresör ve blower tahrikleri, sabit torklu sürekli çalışmayı ele alır.
Tekstil ve iplik makinesi motorları, yüksek devir ve hassas devir denetimini açıklar. Gıda ve ambalaj hattı tahrikleri, yıkanabilir gövde ve gıda sınıfı yağlamayı ele alır. ATEX patlamaya karşı korumalı motorlar, bölge ve sıcaklık sınıfı seçimini anlatır. Vinç ve haddane motorları ise kesintili görev tiplerini ve frenlemeyi ele alır. Standart bir tahrik için IE3 yüksek verimli motorlar kategorisi başlangıç noktası verir.
Sektörel bir tahrikte motoru belirleyen, kilovat değil yükün karakteridir. Tork eğrisi, atalet, görev tipi ve ortam birlikte okunduğunda seçim kâğıt üstünde değil sahada da doğrulanır.
