İzole bölgelerdeki fabrikalara ve evlere yüksek güçle ve daha düşük maliyetle nasıl tedarik edeceğinizi biliyor musunuz? Bunun nedeni, gücü tek fazlı bir kaynaktan üç fazlı güce dönüştüren faz transformatörü adı verilen bir cihazdır.
Faz transformatörleri 20. yüzyılın sonlarında icat edildi. Bu makine, gücü tek fazlı bir kaynaktan üç fazlı güce dönüştürür. Uygulamaların üç fazlı güce ihtiyaç duyduğu durumlar vardır; Ancak, yalnızca bir faz kaynağı mevcuttur. Bu gibi durumlarda, bu invertörler, uygulamaların sorunsuz bir şekilde çalışmaya devam etmesi için gücü tek bir kaynaktan birden fazla kaynağa dönüştürmek için kullanılır. Çoğu enerji tek fazlı elektrik enerjisi olarak üretilir. Bu, alternatif akımın veya alternatif akım elektrik akımının dağılımıdır. İki fazlı elektrik gücü mevcuttur, ancak 20. yüzyılın başlarında çoğunlukla elektrik mühendisleri tarafından kullanılmış ve yüzyılın ilk yarısında kullanımdan kaldırılmıştır. Üç fazlı güç, üçüncü bir hat voltajına sahiptir ve ticari uygulamalarda genellikle iki fazlı elektrik gücünün yerini alır. Bir faz transformatörü, tek fazlı bir dağıtımı alır ve bunu üç fazlı bir elektrik güç kaynağına dönüştürerek ticari ve endüstriyel uygulamalarda güvenli kullanım sağlar.
İçindekiler
Temel etki mekanizması
Temel olarak, tek fazlı bir güç kaynağı, örneğin bir AC motor, kutuplar arasında geçiş yapmak için manyetizma ilkesini kullanır ve değişen bir voltaj üretir. Faz transformatörleri, tek fazlı bir kaynakta bulunan gerilimlere eklenen gerilimin üçte birini üretir. Başka bir deyişle, gerçek üç fazlı güç üretmek için iki tek fazlı hatla birleştirilen üçüncü bir elektrik gücü hattı üretilir. Bu temeldir ve farklı adaptör türleri aracılığıyla farklı şekillerde elde edilir.
Faz trafo çeşitleri
Üç temel tip faz trafosu vardır, bunlar; Döner faz trafoları, sabit faz trafoları ve sinüs dalgası invertörleri. En yaygın kullanılan transformatör döner tiptir.
sabit faz transformatörleri
Bu tip, bir kondansatör (Cs) ve voltaja duyarlı bir röle kullanan faz transformatörlerinin en basit biçimlerinden biridir.
• L1, L2 = tek fazlı besleme gerilimi
• L3 = trafo tarafından üretilen üçüncü gerilim kaynağı
• Cs = başlatma kondansatörü
• Cr = Kapasitif Çalışma
Çalışma: Kondansatör, üç fazlı bir kaynağa eşit bir manyetik alan oluşturur, fazı değiştirir ve motor çalıştıktan sonra röle kondansatörün bağlantısını keser. Bundan sonra, motor yalnızca bir güç kaynağına güç sağlamaya devam eder. Bu nedenle, statik tip, yalnızca tek fazlı bir güç kaynağından gelen akımları tamamlayan bir üçüncü faz akımı üretir. Bu invertörlerle çalıştırılan motorlar, anma güçlerinin yalnızca yaklaşık %50’sini üretebilir. Gücü biraz artırmak için daha düşük maliyetli bir çalıştırma kapasitörü kullanılabilir. Bu, güç çıkışını %20 veya daha fazla artıracaktır. Başlangıç kondansatörü motoru çalıştırmak ve ardından tamamen durdurmak için kullanılır. Çalıştırma kondansatörü her zaman mevcuttur ve bir yükteki gerilimleri dengelemek için dikkatli bir şekilde ayarlanır ve diğer yükteki gerilim kararlılığı neredeyse sıfırdır. Böylece, motor çalıştırıldıktan sonra başlatma kondansatörü kapatılsa bile üçüncü bir hat akımı korunur. Bunun nedeni, çalıştırma kapasitörünün bir miktar voltajı korumak için tasarlanmış olmasıdır. Bu transformatörler yarım çıkış verdikleri veya aşırı ısınma sonucu hasar gördükleri için verimleri düşüktür ve bunun sonucunda uzun süre kullanılamazlar.
Döner faz transformatörleri
Bu elektromekanik cihaz temel olarak döner bir transformatör gibi çalışır.
• L1, L2 = tek fazlı kaynak gerilimi
• T1, T2, T3 = üç fazlı çıkış gerilimi
• Not: Manyetik kontrolleri çalıştırmak için her zaman T1 ve T2 kullanılmalıdır.
Çalışma: Bağımsız bir üç fazlı motor ve bir dizi kapasitör kullanırlar ve büyük bir kapasitör görevi görürler. Böylece sabit trafoya yavaşlatıcı eklemek bize dönen bir cihaz verir. Motorun üç terminali vardır ve bunlardan ikisine tek fazlı bir kaynak bağlıdır. Üçüncü tel, kaynağın çıkışlarından birine eklenir ve kapasitörlere seri olarak bağlanır. Etkinleştirildiğinde, trafo elektrik şebekesinden iki adet tek fazlı akım kullanır ve üçüncü bir güç hattı oluşturur. Bu gerilim, armatürde dönen manyetik akı tarafından üretilir ve ilk iki terminal arasındaki gerilimden 120 derece kaydırılır. Giriş akımı kaynakları olarak L1 ve L2 kaynak bacaklarını ifade eder, T1, T2 ve T3, üç fazlı bir çıkış voltajına sahiptir. Transformatör uygun şekilde boyutlandırılırsa, bu gerilimler tüm bağlı yük aralığı boyunca sabit kalacaktır. Çıkışta daha kararlı gerilime ihtiyaç duyan yükler için, trafo motor çerçeve boyutu doğal olarak artırılır. Bu transformatörler kapasitif, dirençli ve endüktif yükleri çalıştırabilir ve aynı anda birden fazla yükü sürdürebilir. Basit, güvenilir ve uygun maliyetli bir tasarıma sahiptirler. Ancak, tek sorun voltajı dengede tutmaktır. Bu sorunla mücadele etmek için, yalnızca bir makine için daha büyük boyutlu motorlar kullanılır. Bu nedenle, bu makineler basit yükleme sürücüleri için verimli bir çözümdür.
Döner faz transformatörünün iki bileşeni vardır, bir kontrol panosu ve bir boşta jeneratör. Rölanti jeneratörü, bir bloğu döndüren tek fazlı akımla çalıştırılır. Dönen kütle, iki tek fazlı akım dalgasına eklenen üçüncü bir güç hattı oluşturur. Aşağıdaki gibi üç tip döner faz transformatörü vardır:
• İlki, bir dijital kontrol panosu ile bir rölanti jeneratörünü birleştiren standart döner faz kaydırıcıdır.
• İkinci tip, ek dijital yükseltme ve voltaj stabilizasyon kontrolüne sahip bir dijital kontrol panosuna sahip olan dijital döner faz dönüştürücüsüdür.
• Üçüncü tip, dijital dönüştürücü plakasını sağlayan döner dönüştürme plakalarıdır ve alıcı, boş dönüştürücüyü besler.
dijital faz dönüştürücüler
En son makine tipi olup tamamen elektroniktir.
Çalışma: Üçüncü bir voltaj üretmek için bir doğrultucu, bir invertör ve bir dijital sinyal işlemcisi (DSP) kullanır. Sürücü çıkış birimi, doğrultucu ise giriş birimi görevi görür. İşlem, çift IGBT (Yalıtılmış Kapılı Bipolar Transistör) anahtarlama olarak adlandırılır. Yalıtılmış kapılı iki kutuplu transistörler, burada güç anahtarlama cihazları olarak işlev görür. Doğrultucu, indüktörlerle seri bağlı IGBT’lerden oluşur ve bu transformatörler tipik olarak 10.000 Hz frekansta çalışır. Burada alternatif akım, tek fazlı bir kaynaktan doğru akıma ve ardından tekrar alternatif akıma dönüştürülür. Bu gelen akım sinüzoidaldir ve IGBT’ler tarafından çekilir ve bu DSP yazılımı yardımıyla yapılır. Sürücüyü oluşturan IGBT’ler AC voltajı üretir. Bu akım sinüzoidal değil, darbe genişliği modülasyonlu bir dalga biçimidir. Bu gerilim endüksiyon sisteminden geçirilerek uygun bir sinüs dalgası gerilimi verilir ve üretilen bu gerilim, gerçek üç fazlı güç oluşturmak için tek bir kaynaktan iki gerilime eklenir. Ayrıca DSP, mükemmel çıktı oluşturmak için her zaman tüm süreci izliyor.
Bilgisayarlı sayısal kontrol (CNC) makineleri, muhtemelen faz kaydırıcılar için en zorlu uygulamalardan biridir. Bu makineler, makine içindeki birden fazla motorun hızını ve hareketini kontrol etmek için elektronik kullanır. Ancak sadece döner ve dijital dönüştürücüler ile kullanılabilirler.
Uygulamalar
Bu makineler, uygulamalarını, üç fazlı güç gerektiren çeşitli uygulamalara güç sağlamak için yalnızca tek fazlı bir güç kaynağının mevcut olduğu yerlerde bulur. Üç fazlı güç genellikle çok pahalıdır ve çoğu zaman her alanda sağlanamaz. Bu nedenle, bu adaptörler bu tür uygulamalar için çok kullanışlıdır. Bu uygulamalardan bazıları şu şekildedir:
• Soğutma suyu pompalarının yapımı
CNC makineleri
Hava kompresörleri
• HVAC üretimi (ısıtma, havalandırma ve üretim ünitesi)
• Kırsal alanlara enerji sağlamak
• Küçük fabrikalar işletin
• Çiftlik ekipmanlarının işletilmesi
• Verimli dalgıç pompalar kurun
• Marangoz atölyelerinde
• Çift transfer istasyonu
• Kaynak ekipmanı için
asansör teknolojisi
• Transformatörlü elektrik sistemleri için
• Elektrikli demiryolları
Bu nedenle, faz transformatörleri tek bir kaynaktan çok fazlı akımlar üretmek için önemlidir. Üç fazlı elektrik maliyetinin tamamının sağlanması, kamu hizmeti şirketi için fiyat ve insan gücü açısından çok pahalı olduğundan, maliyeti de düşürürler.
Faz trafo seçimi
Üç ana tip faz trafosu olmakla birlikte, her birinin farklı türleri vardır. Bazıları hafif güç yükleri için tasarlanırken, diğerleri farklı gereksinimleri karşılayabilir. Bazı basit adımlar, ihtiyaçlar için doğru boyuttaki faz trafosunu seçmeye yardımcı olur ve bunlar aşağıdaki gibidir:
1. Gerekli ekipman ve güç listesi
Dönüşüm gerektiren tüm ekipmanların ayrıntılı bir listesi yapılmalıdır. Ne tür bir makine, ne tür bir güce ihtiyacınız olduğu (watt, kilovat, amper vb.) ve ne kadar güce ihtiyacınız olduğu gibi. Seçilen faz trafosu her ekipman için gereken güç miktarını aşmalı ve itici güce karşı itici gücü de dikkate almak gerekir. Ancak, bazı aygıtlar başlatmak için çalışmaya devam etmekten daha fazla güç kullanır. Gerekli görülenden daha büyük bir faz transformatörü seçmek daha iyidir.
2. Mağaza tasarımı dikkate alınmalı
Depo kurulum yöntemi, gereken faz trafosu tipini etkiler. Örneğin, birden fazla makinenin çalıştırılması gerekebilir veya makineler arasında hareket etmek için portatif bir faz transformatörü gerekebilir. Mağaza tasarımı, bir faz trafosu seçiminde bir faktördür.
3. Çift kat planı
Hangi boyutta faz transformatörünün satın alınacağını planlarken temel kural, makinenin ihtiyaç duyduğu beygir gücünü (HP) çarpmaktır. Örneğin trifaze güç makinalarını çalıştırmak için 50 HP gerekiyorsa, makinaların yol verme yükünden dolayı 100 HP’lik faz trafosu alınması gerekir. Çalıştırma yükü, motoru çalıştırmak için gereken güç miktarını gösterir. Başlangıç yükü, eşit şekilde çalışmaya devam etmek için gereken güç miktarıdır ve başlangıç yükü genellikle çalışma yükü için harcanan eforun iki katıdır.
4. Danışmanlık aranmalıdır
Bir elektrikçi veya mağaza tedarik şirketi, bir faz transformatörü hakkında bilinçli bir karar verilmesine yardımcı olabilir. Gerekli gücü belirledikten ve araştırma yaptıktan sonra, liste yerel bir uzmana iletilmeli ve iletilmelidir.
Yeni mağaza kuranlar faz trafolarını da unutmasınlar. Bu cihazlar, işlerinin yürütülmesi için gereklidir ve mağazanın ihtiyaçları için doğru faz transformatörünün nasıl seçileceği konusunda uzman tavsiyesi alınmalıdır.
kaynak:
https://www.northamericaphaseconverters.com/rotary-phase-converter-work/#:~:text=Simply%20put%2C%20a%20rotary%20phase,with%20two%20single%2Dphase%20lines.
https://www.northamericaphaseconverters.com/phase-converters/
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]