TR2023012661U5 - Kilavuz motor kontrolü i̇le çalişan enerji̇ tasarruf ci̇hazi - Google Patents

Abstract

Bu buluş, sabit devirli üç fazlı asenkron indüksiyon motorları için geliştirilmiş olup, senkron hızı değiştirmeden sabit moment yada değişken moment altında yüklendirilmiş şekilde çalıştırılan uygulamalarda kullanılmak üzere; tam sinüs alternatif enerji hattına doğrudan bağlanmış bir kılavuz motorunun sürme yönetimi üzerinden alınan SCR tetikleme sinyallerinin, tüketicinin sahip olduğu ana motorda enerji yönetimini gerçekleştirmek amacıyla, ortak SCR kullanımı amaçlayarak ve ana motoru bu şekilde yöneterek çalışan ve ana motorun çalıştığı tüm zaman sürecinde, aktif ve reaktif enerji tasarrufu sağlayan bir kontrol ve yönetim sistemidir.

Description

TARIFNAME KILAVUZ MOTOR KONTROLÜ iLE ÇALISAN ENERJI TASARRUF CIHAZI TEKNIK ALAN Bu bulus ; Alternatif elektrik enerjisi ile çalisan, sürekli sabit hizda çalisma mecburiyeti olan, üç fazli elektrik motorlarinin, mevcut hizini ve frekansini degistirmeden, rotor ve stator kayiplarini optimize ederek, aktif ve reaktif enerji tüketimini azaltmak için kullanilacak ara birim ya da kontrol ve yönetim için kullanilan, güç elektronigi sistemleri alaniyla ilgilidir. Daha spesifik olarak bu bulus ; Bir asenkron indüksiyon elektrik motorunun enerji tüketimini azaltmak için, elektrik sebekesi ile motor üzerindeki, Analog / Dijital sinyalini ölçmek, düzenlemek, yönetmek için, bir yada birden fazla mikroislemci denetleyici ve yazilim sistemi kullanan; bir enerji yönetim cihaziyla ilgilidir. Daha spesifik olarak, bu bulus ; Üç fazli enerji kaynagina bagli olarak çalisan ve bobin devresi yildiz yada üçgen bobin devresi sarimina sahip üç fazli motorlarinda uygulanacak Tristör - SCR sürüs kontrol yöntemi'dir. Daha spesifik olarak bu bulus ; devir kontrolüne gereksinimi olmayan, senkron veya asenkron tip elektrik motorlari için uygulama alanina sahiptir. Bu bulus ile ; Senkron veya asenkron motorlarinda enerji verimliligi saglanmasi için gerekli odak noktalarini belirlemektir. "Söyle ki ;" Bir asenkron motor plakasinda yazan Kilowatt birimin %70-80 yüklendirilme kapasitesinde en verimli çalisma noktasidir. Kisaca, bu bir asenkron motorun en iyi etki derecesinde sahip çalisma noktasidir. %50 ve alti yüklenme durumunda ise reaktif sarfiyati arttirmasi ile motor verimliligi düsmektedir. %100 yüklenme ve üzerindeki asiri yüklemelerde ise kayma açisinin artmasi sebebiyle demir ve bakir kayiplarinin arttigi ve motor verimliliginin azaldigi da bilinen bir konudur. Bir kullanici, bir is için gerekli ihtiyaci olan motorun seçimini yapar iken, %70-80 yüklendirme prensibine göre belirlemektedir ve çalistirmaktadir. Dolayisi ile sebeke kalkisli senkron veya asenkron motorlar, ilk kalkis momentini yenebiImek için ihtiyaci olan güç degerinden, en az %30 oraninda daha fazla bir güç ile bagli oldugu yük üzerinde kalkis yapmak zorundadir. Böyle durumda; motorun plakasinda yazan limitlerin, çalisma noktasi ile arasindaki kullanilmayan ara fark, fiili güçte kullanilmadigindan bu ara fark'dan dogan bir miktar enerji israfi olusuyor demektir. Bu noktada ; kullaniciya ihtiyaci olan is için enerji israfini önleyecek, mikro islemci kontrollü bir cihazi olusturmak ve yapilanmasini belirlemektir. Bu bulusun amaci ; Sabit hiz ve beraberinde sabit moment yada degisken moment altinda yüklendirilmis uygulamalarda degerlendirilmek üzere; uygulama asamasindaki üç fazli ana motorlarda, mevcut hizi degistirmeden çalisabilecek, tam sinüs alternatif enerji hattina dogrudan baglanmis bir kilavuz motorunun kontrolü ile olusan SCR tetikleme sinyallerinin ortak kullanimi üzerinden, ana motoru yöneterek çalisan ve kullaniciya ana motorun çalistigi tüm zaman sürecinde, aktif ve reaktif enerji tasarrufu saglayan bir kontrol sistemi sunmaktir. Böylelikle, bu bulus ile bir asenkron motorunun baglantili oldugu yükün çalismasinda, operatör müdahalesi olmaksizin, ihtiyaç olan ideal optimum tork gücünü, mikroislemci kontrolü üzerinden belirleyip yöneterek, mevcut sebeke frekansini degistirmeden, sebeke geriliminin degerinden bir miktar gerilim düsümü yaparak, yük torkunu motor torkuna, motorun senkronize olmus olan mil hizini degistirmeden esitleyerek, stator ve rotor'da olusan demir bakir miknatislanma yada dirençlenme kayiplarini azaltarak, kullanimdaki fiili gücü optimize ederek, motorun çalistigi tüm süre boyunca devrede kalarak, etkili enerji tasarrufu saglamaktir. TEKNIGIN BILINEN DURUMU Asenkron indüksiyon motorlari günümüz teknolojisinde bugüne dek gelistirilmis en ekonomik yapiya sahip olan, dogru sartlarda kullanildiginda en az ariza olasilik faktörüne sahip olan ve birçok alanda en siklikla kullanilan motorlardan birisidir. Enerji tüketiminin azaltilmasi, günümüz dünyasindaki en önemli hedeflerden biridir. Tüketiciler, tükettikleri enerjinin miktarini azaltarak, kisisel enerji maliyetlerini düsürür ve rekabet avantaji elde ederler. Buna ek olarak, düsük enerji tüketimi dogal kaynaklarimizi korumamiza ve çevreyi korumamiza yardimci olur. Bu kapsam çerçevesindeki günümüzde, üç fazli asenkron indüksiyon motorlarin enerji tüketimini azaltacak birçok enerji tasarruf sistemi ve yöntemi bulunmaktadir. Özetçe, kondansatör teknigi olan "kompanzasyon", ya da yumusak kalkis amaçli "soft-start" ve ya "degisken hiz sürücüleri" ilk olarak akla gelmektedir. Ancak ; Sürekli sabit hizda çalisma zorunlulugu olan, sebeke kalkisli senkron yada asenkron motorlarinda, sürekli yüklü çalisma noktasinda, özellikle aktif enerji tüketiminin azaltilmasi gerekliliginde, "Kompanzasyon"un" yalnizca reaktif tüketimi azaltabildiginden, "soft-start'in" ilk kalkis asamasindan sonraki evrede islevsiz kalisindan, "degisken hiz sürücüleri'nin de uygulama yapilacak mevcut sistem üzerindeki devir sayisini ve üretim / is kapasitesini azaltacagindan, sabit hizli uygulamalarda etkili bir enerji tasarruf elemani olarak degerlendirilememektedir. Dolayisi ile teknigin bilinen tarafinda, "sürekli sabit hiz ile çalisma zorunlugu olan uygulamalar kapsaminda"; ÖZELLIKLE bir ve üç fazli asenkron motorlarinda, mikroislemci ve onun üzerine gömülü yazilim üzerinden, triac yada tristör ile idare edilen, motorun kutup sayinina göre senkronize olan rotorun hizini degistirmeden, "aktif elektrik tasarrufu saglanmasi amaçli" olarak mevcut hali veya üzerinde birtakim revizyonlar neticesinde kullanilabilecek sekilde; "TEKNIGIN BILINEN etkili ve pratik bir yöntem bulunmamaktadir. Klasik olarak günümüzde standart olarak üretilen motorlarin stator yapisi genellikle yildiz ya da üçgen bobin devresine sahiptir. 15 kw motor kapasitesine kadar yarim kalip sarim metodu (bir stator olugunda yalnizca bir faz'a ait bobin kenari yerlesmis) bir yerlesim olur iken, 15 kw ve üzeri kapasitelerde ise tam kalip sarim metodu olan (bir stator olugunda herhangi iki faz'a ait bobin kenari yerlesmis) olarak imal edilmekte ve kullanilmaktadir. BELIRTILEN ve BILINEN TEKNIGIN PROBLEMI U86400119 patentlerinde ifsa edilen teknikler, yalnizca bobin devresi yildiz olan ve stator sarimi yarim kalip sarim teknigine göre sarimlanmis motorlarda çalismaktadir. Tam kalip sarim metodu ile üretilmis motorlarda, kontrol edilen faz üzerinde diger faz'in indükleme yapmasi sebebiyle ve (özellikle üçgen bobin devreli motorlarda) tüm bobinler üzerinde sürekli olarak çok küçük bir voltaj oraninda bir indüklenme olustugundan, 15 kw üzerinde faydali biçimde kullanilamamaktadir. Belirtilen patentlerdeki tüm tekniklerde, faz kaymasindan dolayi tristörlerin kesime gitmesi ile tekrar iletime girmesi arasinda dogru zamanlama ile kontrol edilmesini saglamak adina, bir bosluk detektörüne (18) ihtiyaç duyarlar. Bu noktada; tam kalip sarimli motorda, tristör ile kontrol edilen faz üzerinde konumlandirilan "bosluk detektörü"nün, (18) akim ve gerilim kaymasini tespiti asamasinda, tam sarimdan kaynaklanan olumsuz bir voltaj varligi olusturmasi nedeniyle, mikro islemcinin isledigi ve yönettigi programa istenilen sinyal girdisi olusmamasi nedeniyle motor kontrolü saglikli biçimde yapilamiyor olmakla birlikte, özellikle üçgen bobin devreli motorlarda da ilgili bilinen teknik islevsiz kalmaktadir. Yukarida belirtilen hatalarin iyilestirilmesinin çözümünü sunan bu bulus ile tam kalip sarim teknigi ile üretilmis olan elektrik motorlarinda, ana problemi gideren ve sanayideki hali hazirdaki motorlara dogrudan uygulanabilen, daha yenilikçi "faydali model" bir ürün olusturmakta ve sunmaktadir. BULUSUN TEKNIK PROBLEMLERIN ÇÖZÜMÜNÜ AMAÇLADIGI DETAYLAR Problemlerin çözümünü, mevcut teknikteki mikro islemci ile bagimsiz olarak kontrol edilecek bir kilavuz motor (8-61-62) üzerinden ve bu kilavuz motoru sürer iken olusan SRC tetikleme sinyallerini ana tristör üzerinde ortak biçimde kullanarak (28) yukarida belirtilen olumsuz indükleme voltaj varligi ile bosluk detektörünün (18) mikro islemciye olusturdugu hata sinyalini kilavuz motor kontrolü ve yönetimi ile gidermektir. Bu noktada birbirine çok benzer durumdaki iki adet patentin tekniginden yararlanarak yine bu iki ayri teknikle kullanim amaçlarina göre yönetilebilen kilavuz destekli motor kontrol sistemleri olusturmaktir. A: U86400119 patentinde ifsa edilen teknigin, tristör sürme devresinde bir iyilestirme yaparak, buna ek olarak üç adet kare tip gölge kutuplu motor ya da bir adet üç fazli yildiz bobin devreli motorunu, kilavuz motoru olarak kullanarak ve bunlarin kontrolünden dogan sinyalin yönetimi ile tümlesik çalisabilen bir SCR takimini yöneterek faydali bir model olusturmaktir. Bu sayede, kontrol edilecek asenkron motorun enerji sevk hatlarinda kullanim çesitligine göre; yalnizca bir faz üzerine, ya da herhangi iki faz üzerine veya tüm fazlar üzerine, "Tristör-Tristör" üzerinden ya da "Tristör-Diyot" modül üzerinden kontrol imkani olusturulmus olacaktir. B: U86559619 patentinde ifsa edilen teknigin, bypass kontrol kisminin iptal edilerek ve tristör sürme devresinde birtakim iyilestirme yaparak, bir ya da iki adet islemci gurubu üzerinden, iki adet kare tip gölge kutuplu motor ya da üç adet kare tip gölge kutuplu motorunu, kilavuz motoru olarak kullanarak ve bunlarin kontrolünden dogan sinyalin yönetimi ile tümlesik çalisabilen bir SCR takimini yöneterek faydali bir model olusturmaktir. Bu sayede, kontrol edilecek asenkron motorun enerji sevk hatlarinda kullanim çesitligine göre; yalnizca bir faz üzerine, ya da herhangi iki faz üzerinde, "Tristör- Tristör" üzerinden ya da "Tristör-Diyot" modül üzerinden paralel kontrol imkani olusturulmus olacaktir. U86400119 patentinde SEKIL 2.'de tristör kontrolü ile beraber bosluk detektörünün baglanti pozisyonu ve çalismasi gösterilmektedir. geçerlidir. U86400119 patentinde SEKIL 2. 'de yer alan ve görevi itibariyle bosluk detektörü görevini ifa eden, 133 ve 140, ana tristör gurubundaki pozisyonundan ayrilarak kilavuz motor üzerine pozisyonu kaydirilacaktir. Ayrica baglantili olan, 144, 147, 149, 145 kullanimdan çikarilacaktir. U86400119 patentinde SEKIL 2. 'de yer alan ve görevi itibariyle tristör sürme çikarilacaktir. 111 ve 112 baglanti uçlari dogrudan tristör tetikleme uçlari olan G1 ve/veya G2 ile dogrudan baglantili olarak iliskilendirilecektir. U86400119 patentinde SEKIL 2. 'de yer alan ve görevi itibariyle tristör sürme devresi olan 136,'ya ek olarak bir adet daha scr optokupler ekleyip bunlari bir NPN tipi transistör üzerinden ortak paralel sürme yapilarak, birinin ana tristörü digerinin kilavuz motoruna bagli olan SCR takimi sürecek sekilde revizyon edilecektir. U86400119 patentinde SEKIL 1. 'de yer alan ve görevi itibariyle harmonik filtre kondansatörü olan, 17, 24, ve 31, kilavuz motor kontrolü üzerinde bosluk detektörü için sinyal bozucu olumsuz bir etken olusu sebebiyle devre üzerinden çikarilacaktir. Motorlarin; açma ve kapama kontrolü ve acil güvenlik durumlarinda, enerji sevk hattini açma ve kapama operasyonunda mutlak olarak mekanik bir kesici (salter, kontaktör) yapilandirmak zorunludur. Özellikle; motorlar, ilk kalkis asmasinda 4 ila 6 katina kadar etiket degerinden yüksek akim çekerek baslarlar. Bu durumda kontaktörün temas noktalarinda arklanma ile cüruf birikir ve olusan temassizlik sebebiyle zamanla motorda faz eksikligi yaratarak motorun yanmasina sebep olabilir. U86400119 patentinde; üç fazli bir motoru yönetmeyi ifa eder. Ancak sanayide uygulanma biçiminde yukarida deginilen arklanma problemine bir çözüm getirilmedigi görülmektedir. Bulusa ek olarak zamanlayici kontrolü yapan bir mikro islemci (16) eklemek ve bu mikro islemciye bagli bir röle (17) baglamak, ilk enerjilenme durumunda ana motor ve kilavuz motorunu baslatmadan önce 1,5 saniye bir süre zarfinda enerji tasarruf teknigi yönetimini ifa eden mikro islemcinin enerjisini ve dolayisi ile tristörlerin iletimini keserek, kontaktörün ark olusumuna neden olmadan kapanmasini saglamak ve kapanmis kontaktör üzerinden, mikro islemciyi ve tristörleri gecikme süresinden sonra aktif eden bir entegrasyon dahil edilmistir. Bulusun diger bir ulasilmak istenen nihai hedefi, ayni hat üzerinde paralel sekilde konumlandirilmis birden fazla motoru, yalnizca bir enerji tasarruf cihazi üzerinden kontrol etmek ve yönetmektir. Kilavuz motor destekli kontrol yönetimi, bu fonksiyona imkan vermektedir. Yukarida belirtilen teknik problemlerin giderilmesi ile tam kalip sarim ile üretilmis olan asenkron motorlarda sorunsuzca çalisacak düzeye getirilmekle beraber motorun problemsiz sekilde ilk kalkisini yaparak devaminda yüklü asamasinda çalismasini etkilemeyecek kabul edilebilir güç düsüsü beraberinde yüksek enerji tasarrufunun elde edilmesine yönelik sanayiye uygulanabilir faydali modeli olusturmus olmaktadir. BULUSUN TANIMI Söz konusu bulus, Üç fazli enerji ile çalisan asenkron indüksiyon motorlarinin özellikle ve yalnizca sabit hizli uygulamalarda degerlendirilmek maksatiyla, motorun sebekeden çektigi aktif ve reaktif enerji tüketimini azaltarak, tüketicilerin elektrik faturalarinin azaltilmasina yönelik halihazirda mevcut uygulamalara yada motor ile entegre sekilde sunularak enerji tasarrufuna hizmet eden bir sistem'dir. kismen yararlanilarak, bu patentlerde ifsa edilen tekniklerin sanayide uygulanma biçiminde olabilecek birtakim problemleri tespit etmekte ve tespit edilen sorunlarin çözümünü, ayrica bir faydali model entegrasyonu beraberinde sanayide kullanilan üç fazli asenkron motorlarinda enerji tasarrufu amaçli kullanilabilecek bir ürünün yapisini açiklamakta ve yeni yöntemleri belirlemektedir. içerigindeki mikro islemci ve kontrol yapisinin, dogrudan bir asenkron motorunun kontrolü yerine, araya bir kilavuz motoru entegre edip bu motor üzerinde enerji verimliligi uygulamasi yaparak, kontrol asamasinda var olan mikro islemciden SCR için üretilen sinyali paralel çogaltarak, ana motoru sürme amaciyla degerlendirip yukarida belirtilen olumsuzluklari gidermektir. Böylelikle söz konusu bulus, teknigin bilinen durumunda iyilestirme yaparak yukarida detayli olarak anlatilmis olan tüm dezavantajlari gidermektedir. REFERANS LISTESI Üç Fazli Alternatif Enerji Kaynagi Kullanicinin Açma ve Kapama Salteri Güç Kaynagi Gurubu Saat Yönündeki L1 Fazi Saat Yönündeki L2 Fazi U'l-PCAJNA Saat Yönündeki L3 Fazi Topraklama Yildiz Bobin Devresine Sahip Kilavuz Motoru Yildiz Bobin Devresine Sahip Ana Motor Kutuplu Kondansatör Regülatör Kutuplu Kondansatör Sifir Geçis Detektörü Grubu Kutupsuz Kondansatör Direnç Transistör lsikli Ikaz Grubu Direnç Zener Diyot Direnç Direnç Transistör Direnç Direnç OptoTriac OptoTriac Kutupsuz Kondansatör Direnç Direnç Ikili Kilavuz Motor Üçlü Kilavuz Motor Güç Kaynagi Tarafinda Üretilen Voltaj Kisimi Kumanda Edilen Voltaj Kisimi U86400119 Mikro Islemcisi U86559619 Mikro Islemcisi Tekli Tristör - Tristör SCR Modülü Ikili Tristör - Tristör SCR Modülü Ikili Tristör - Diyot SCR Modülü Üçlü Tristör - Tristör SCR Modülü Tristör - Tristör ve Tristör - Diyot içeren SCR modülü 72 : Tristör - Tristör ve Tristör - Diyot içeren SCR modülü 73 : Tristör - Tristör ve Tristör - Diyot içeren SCR modülü 74 : Tristör - Tristör ve Tristör - Diyot içeren SCR modülü 75 : Üçlü Tristör - Diyot SCR Modülü 76 : Üçlü karma yönlü Tristör - Diyot SCR Modülü 77 : Enerji Tasarruf Cihazi 78 : Enerji Tasarruf Cihazi 79 : Enerji Tasarruf Cihazi ÇIZIMLERIN KISA AÇIKLAMASI SEKIL 1. Baslikta yer alan çizimdir. U86400119'da yapilan revizyon ve yildiz bobin devreli kilavuz motorunun eklentisi ile olusturulmus yeni modelini, bir yildiz bobin devreli ana motorun sürülmesindeki genel birlesim ve blok diyagramini ifade SEKIL 2. U86400119'da yapilan revizyon ve yildiz bobin devreli kilavuz motorunun eklentisi ile olusturulmus yeni modelini, bir üçgen bobin devreli ana motorun sürülmesindeki tristörlerin ara baglanti pozisyonunu, ayrica genel birlesim ve blok diyagramini ifade eder. SEKIL 3. U86400119'da yapilan revizyon ve yildiz bobin devreli kilavuz motorunun eklentisi ile olusturulmus yeni modelini, bir kapali üçgen bobin devreli ana motorun sürülmesindeki tristörlerin pozisyonunu, ayrica genel birlesim ve blok diyagramini ifade eder. revizyon neticesi ile enerji yönetim devresindeki; bosluk detektörü, sifir geçis detektörü, güç grubu, gecikme saglayan mikro islemci ve buna bagli olan röle, kilavuz motor ile ana motorun tristör ve triaclarini süren scr sürüs ünitesinin yerlesim pozisyonunun blok diyagramini ifade eder. SEKIL 5. SCR sürüs takiminin, kilavuz motoru ve ana motoru süren triac ve/veya tristörün yönetimini gerçeklestiren optotriaclarin yerlesimini ve baglanti durumunu belirten blok diyagramini ifade eder. SEKIL 6. U86559619'da yapilan revizyon ve kapali üçgen devreli ana motorun, iki adet gölge kutuplu motorun seri baglanarak, bir kilavuz motoru elde edilmesi ve tristörün yerlesimi ile gösterilen yeni modelin blok diyagramini ifade eder. SEKIL 7. U86559619'da yapilan revizyon neticesinde bagimsiz olarak iki adet U86559619 mikroislemcisi kullanarak, üç adet gölge kutuplu motoru birlestirip bir kilavuz motoru olusturarak, kapali üçgen devreli ana motorun, yönetimini gerçeklestiren tristörlerin yerlesimini gösteren yeni modelin blok diyagramini ifade SEKIL 8. Enerji yönetim devresi'ndeki güç kaynagi gurubunun görünümü. SEKIL 9. Enerji yönetim devresi'nde kullanilan U86400119'nin mikro islemcisi ve bu islemcinin giris çikis tanimlarinin yenilenerek gösterildigi görünümü. SEKIL 10. Enerji yönetim devresi'ndeki sifir geçis detektörü gurubunun görünümü. SEKIL 11. Enerji yönetim devresi'ndeki bosluk detektörü gurubunun görünümü. SEKIL 12. Enerji yönetim devresi'ndeki kilavuz motorun, üç adet gölge kutuplu motor ile bir araya getirilmesi ve triaclarin pozisyonunun gösterildigi görünümü. SEKIL 13. Enerji yönetim devresi'ndeki isikli ikaz gurubunun görünümü. ve bu islemcinin giris çikis tanimlarinin yenilenerek gösterildigi görünümü. SEKIL 15. Enerji yönetim devresi'nde kullanilan, gecikme devresi ve bu devreye bagli olan röle ve mikro islemcinin gösterildigi görünümü. SEKIL 16. Enerji yönetim devresi'ndeki, ana motor görevini ifa eden motorun, yarim açik bobin devresinde baglanabilecek SCR takimi ve bu SCR takiminda yer alan Tristör-Tristör modülünün pozisyon görünümü. SEKIL 17. Enerji yönetim devresi'ndeki, ana motor görevini ifa eden motorun, kapali üçgen bobin devresinde baglanabilecek SCR takimi ve bu SCR takiminda yer alan Tristör-Diyot modülünün kendi içindeki karma yönlü pozisyon görünümü. SEKIL 18. Enerji yönetim devresi'ndeki, ana motor görevini ifa eden motorun, kapali üçgen bobin devresinde baglanabilecek SCR takimi ve bu SCR takiminda yer alan Tristör-Diyot modülünün kendi içindeki karma yönlü pozisyon görünümü. SEKIL 19. Enerji yönetim devresi'ndeki, ana motor görevini ifa eden motorun, kapali üçgen bobin devresinde baglanabilecek ikili SCR takimi ve bu SCR takiminda yer alan Tristör-Diyot modülünün pozisyon görünümü. SEKIL 20. , SEKIL 21. ve SEKIL 22. ; Enerji yönetim devresi'ndeki, ana motor görevini ifa eden motorun, kapali üçgen bobin devresinde baglanabilecek SCR takimi ve bu SCR takiminda yer alan Tristör-Diyot modülünün, kendi içindeki SEKIL 23. Enerji yönetim devresi'ndeki, kapali üçgen bobin devresine sahip ana motor görevini ifa eden motorlarin, tek hat üzerinde çoklu baglantisinin görünümü. SEKIL 24. Enerji yönetim devresi'ndeki, yildiz bobin devresine sahip ana motor görevini ifa eden motorlarin, tek hat üzerinde çoklu baglantisinin görünümü. BULUSUN AÇIKLAMASI Bu bulus, kilavuz motor kontrolü ile çalisan enerji tasarruf cihazi olup, üç fazli alternatif enerji kaynagi'na (1) bagli olan bir güç kaynagi gurubu (3), buna ek olarak, kullanicinin açma ve kapama salteri'nin (2) ilk kalkis akimindan dolayi metalize kontak uçlarinda arklanma ile olusan cüruflanma olasiligini en aza indirgemek için, güç kaynagi gurubu (3) tarafinca olusturulan +5VDC akimi ana islemci de ve dolayisi ile SCR takimini, gecikme süreli baslatmak amaciyla ayni cihaz üzerinde harici bir islemci üzerinden kontrol eden bir komitasyon gurubu (15), buna ek olarak bir sifir geçis detektörü grubu (42), buna ek olarak bir kilavuz motoru (8) ve bunun üzerine baglanmis triaclar (12-13-14), buna ek olarak bir bosluk detektör gurubu (18), buna ek olarak bir triac ve tristör sürücüsü grubu (28) ve bu grubu yöneten bir mikro islemci (65-66), buna ek olarak bir isikli ikaz gurubu (46) buna ek olarak kullanim amaçlari dogrultusunda tercihe göre kullanilan SCR oldugu üç fazli asenkron motorlarda (9-10-11) enerji tasarrufu amaçli bir güç yönetimi gerçeklestirmektedir. Yukarida tanimlanan kilavuz motor kontrolü ile çalisan enerji tasarruf cihazi'nin yildiz bobin devreli bir ana motor üzerinde kullanimini amaçlayan bütüncül yerlesimi ve blok diyagrami SEKIL 1. üzerinde gösterilmistir. Bu bulusun temel amaci; Üç fazli asenkron motorlarda (9-10-11), motorun statorundaki bobin devresinin yerlestirildigi stator olugunda, herhangi iki fazin üst üste yigin olarak gelerek sarimlandigi ve teknik literatürde tam kalip sarim olarak bilinen ve bu sekilde bobinaj edilen motorda, tristör / triac üzerinden bir enerji tasarrufu uygulamasi asamasinda; oluk içerisindeki uygulama yapilan bobin fazina, diger karsi fazin manyetik indüklemesi olusturmasi sebebiyle, bosluk detektör gurubu'nun (18) hatali çalismasina sebep olmasindan dolayi, mikro islemci'nin (65-66) SCR takimini olagan yapida çalistirmamasi sebebiyle; islemciye (65-66) istedigi olagan sinyal üretimini karsilamak amaciyla bir kilavuz motoru (8-61-62) konularak, bu kilavuz motorunun paralel olarak sürülmesi üzerinden alinan sinyal ile olagan islevi tamamlamak ve tercihe göre kullanilan SCR takimi'ni (67-68-69- (9-10-11) enerji tasarrufu amaçli kullanimini amaçlayan bir faydali model birlesimi olusturmaktir. Söz konusu bulusa göre; SEKIL 5. üzerinde görülecegi üzere, çerçeve ile belirtilen (28) alan içerisinde, mikro islemci'den (65-66) SCR takimini yönetmek için çikis periyotunda üretilen sinyali, ortak kulanim amacinda degerlendirmek amaciyla, direnç (52) üzerinden 11) ortaklasa sürebilmek için iki adet optotriac (56-57) konumlandirilmistir. Bu optotriac'lar (56-57) besleme girisini, bir direnç (55-56) üzerinden +5VDC hattina dogrudan baglanmistir. Tetikleme sinyalinin transistör (53) sürülmesi ile paralel bir kontrol olusturulmustur. Bu amaç dogrultusunda, mikro islemci'den (65-66) olusturulan tek sinyal beraberinde, kilavuz motorunun (8-61-62) kontrolünü gerçeklestiren triac'larin (12- 13-14) kontrolü beraberinde es zamanli olarak, tercihe göre konumlandirilan SCR üzerine yapilandirilan bosluk detektör gurubu'nun (18) olagan sinyali mikro islemci'ye (65-66) aktarilmis ve ana motor (9-10-11) üzerinde enerji tasarrufu çalismasi yapilabilmis olmaktadir. optotriac (56-57) ve transistör (53) bir faz takimini kontrol etmek için olusturuldugundan, kontrol edilecek faz sayisina göre çogaltilarak kullanilmaktadir. Söz konusu Bulus'un, çerçeve ile belirtilen (77) 'nin alti uçlu asenkron motorda (10) uygulanmasi durumunda; SEKIL 2. 'de görülecegi üzere, bobinlerin arasina, Üçlü Tristör - Tristör SCR Modülü (70) konularak ve mikro islemci (65) üzerinden yönetilen çalistirilan bir modelin blok diyagrami göstermektedir. Bulusun diger bir uygulamasi olan ve çerçeve ile belirtilen (77) 'nin kapali uçlu asenkron motorda (11) uygulanmasi durumunda; SEKIL 3. 'de görülecegi üzere, Üçlü Tristör - Diyot SCR Modülü (75) konularak ve mikro islemci (65) üzerinden yönetilen çalistirilan bir modelin blok diyagrami göstermektedir. SEKIL 3. 'de belirtilen blok diyagramdaki uygulama, tek motoru kontrol edebilecegi gibi ayni sevk hattina baglanacak birden çok motoru ayni anda çoklu kontrol edebilme yetenegine sahip bir uygulama türevidir. Söz konusu Bulus'ta, kullanicinin açma ve kapama salteri'nin (2) ilk kalkis akimindan dolayi metalize kontak uçlarinda arklanma ile olusan cüruflanma olasiligini en aza indirgemek için, SEKIL 4. ve SEKIL 15. üzerinde görülecegi üzere; çerçeve ile (15) belirtilen alan içinde, bir mikroislemci (16) ve röle (17) konumlandirilmistir. Konumlandirilan mikroislemci (16) kullanicinin açma ve kapama salteri'nin (2) devreye alma isleminin ilk baslarinda, iki saniyeligine gecikme operasyonu 73-74-75-76) etkisiz kalisi sebebiyle kullanicinin açma ve kapama salteri'nin (2) kullanim ömrü arttirilmis olmaktadir. Bulusun diger bir uygulamasi olan ve çerçeve ile belirtilen (78) 'nin, kapali uçlu asenkron motorda (11) uygulanmasi durumunda; SEKIL 6. 'da görülecegi üzere, yalnizca Tekli Tristör - Tristör SCR Modülü (67) üzerinden yönetilerek karakterize edilmektedir. Bu uygulama asamasinda yalnizca bir fazin kontrol edilmesi sebebiyle, iki adet gölge kutuplu motor seri baglanarak, Ikili Kilavuz Motor (61) olusturulmakta ve mikro islemci (66) üzerinden tüm yapi kontrol edilmekte ve yönetilmektedir. Bulusun diger bir uygulamasi olan ve çerçeve ile belirtilen (79) 'un, kapali uçlu asenkron motorda (11) Ikili Tristör - Diyot SCR Modülü (69) ve birbirinden bagimsiz sekilde, L1 ve L3 fazlarinda ayri ayri yapilandirilan; SEKIL 7. 'de görülecegi üzere, Güç Kaynagi Gurubu (3), buna ek olarak Sifir Geçis Detektörü Grubu (42), buna ek olarak Bosluk Detektör Gurubu (18), buna ek olarak Triac ve Tristör Sürücüsü Grubu (28), buna ek olarak lsikli Ikaz Grubu (46) üzerinden her faz üzerinden beslenen toplamda üç adet gölge kutuplu motor içeren bir kilavuz motoru (62), buna ek olarak triac (12-14) ve mikroislemci (66) ile yönetilmektedir. Söz konusu Bulus'ta, üzerindeki elektronik bilesenlerin çalisabilmesi için öncelikli olarak bir AC - DC güç kaynagi gurubuna ihtiyaci vardir. SEKIL 8. 'de ayrintili olarak gösterilen, üç fazli alternatif enerji kaynagi'na (1) bagli olarak görev yapan güç kaynagi gurubu (3); bir kutupsuz kondansatör (34), buna ek olarak bir direnç (35), buna ek olarak bir diyot (36), buna ek olarak bir diyot (37), buna ek olarak bir zener diyot (38), buna ek olarak bir kutuplu kondansatör (39), buna ek olarak bir sabit voltaj regülatörü (40), buna ek olarak bir kutuplu kondansatör'den (41) olusmaktadir ve +5V DC zayif gerilim üretilerek bu gerilim üzerinden devrenin bilesenlerinin zayif gerilim beslemesi gerçeklestirilir. Söz konusu Bulus'ta, sinüs açisini dogru açilarda triac ile kirpmak için bir sifir geçis detektörü'ne (42) gereksinimi olmaktadir. SEKIL 10. üzerinde ayrintili gösterilen sifir geçis detektörü grubu (42) ; bir direnç (47), buna ek olarak bir diyot (50), buna ek olarak bir zener diyot (48), buna ek olarak bir diyot (49), buna ek olarak bir direnç'den (51) olusmakta ve mikro islemci'nin ( portuna kare dalga sinyali göndererek islev gerçeklestirmektedir. Söz konusu Bulus'ta, Mikro islemci'nin (65-66) tasarruf yapip yapmadigini operatöre / kullaniciya bildirmek için bir lsikli ikaz sistemi'ne (46) gereksinimi olmaktadir. lsikli ikaz grubu'nun (46) detayi SEKIL 13. üzerinde gösterilen, bir direnç (31) ve buna ek olarak bir isik yayan diyot'dan (32) olusmakta ve mikro islemci'nin (65-66) RB7 portu ile iliskilendirilmistir. Söz konusu Bulus'ta, enerji tasarrufu islemini gerçeklestirmek için bir mikro islemciye gereksinimi olmaktadir. Söz konusu olan islemcilerin çalisma görevleri olarak; SEKIL 9. Üzerinde gösterilen mikro islemci (65) dogrudan üç faz kontrolü için düzenlenmistir. SEKIL 14. Üzerinde gösterilen mikro islemci (66) ise yalnizca birfaz kontrolü yada birbirinden bagimsiz çalismasi için düzenlenmistir. Bulus, üzerindeki Mikro islemci'nin (65) 8 Bit özellikle ve toplam 18 pin'e sahip programlanabilir bir islemcidir. Mikroislemci (65) disaridan harici olarak, 4 mhz bir resonatör (33) ile çalismakla birlikte; mikro islemci'nin (65) (RBO / lNT) portu sifir geçis detektörü için girdi kapisidir. Buna ek olarak, (RB1) portu, (RBZ) portu, (RB3) portu bosluk detektöründen (18) gelen sinyali alan girdi kapisidir. Buna ek olarak, (RB4) portu, (RB5) portu, (RB6) portu triac sürücüsünü yönetmek amaciyla çikis kapisidir. Buna ek olarak, (RAO /ANO) portu faz hattina baglidir. Buna ek olarak, (RA3) portu ve (RA4) portu bos birakilmistir. Buna ek olarak (RB7) portu isikli ikaz için çikis kapisidir. Buna ek olarak (RA1) portu ve (RA2) portu bir direnç üzerinden +5VDC bagli olarak düzenlenmistir. Bulus, üzerindeki diger Mikro islemci'nin (66) 8 Bit özellikle ve toplam 18 pin'e sahip programlanabilir bir islemcidir. Mikroislemci (66) disaridan harici olarak, 4 mhz bir resonatör (33) ile çalismakla birlikte; mikro islemci'nin (66) (RBO / lNT) portu sifir geçis detektörü için girdi kapisidir. Buna ek olarak, (RB5) portu, bosluk detektöründen (18) gelen sinyali alan girdi kapisidir. Buna ek olarak, (RB4) portu, triac sürücüsünü yönetmek amaciyla çikis kapisidir. Buna ek olarak, (RB6) portu faz hattina baglidir. Buna ek olarak (RB7) portu isikli ikaz için çikis kapisidir. Buna ek olarak, (RB1) portu, (RBZ) portu, (RAO) portu, (RA1) portu, (RA2) portu, (RA3) portu, (RA4) portu, bos birakilmistir. Buna ek olarak (RB3) portu bir direnç üzerinden +5VDC bagli olarak düzenlenmistir. Söz konusu Bulus'ta SEKIL 1. 'de (77) ile çerçeve altina alinarak gösterilen kilavuz motor kontrolü ile çalisan enerji tasarruf cihazi'nin, SEKIL 16. buna ek olarak SEKIL 17. buna ek olarak SEKIL 18. buna ek olarak SEKIL 19. buna ek olarak SEKIL 20. buna ek olarak SEKIL 21. buna ek olarak SEKIL 22.'de SCR gurubunun farkli düzenlemeleri ile kapali üçgen, açik üçgen ve yildiz bobin devrelerinde uygulama modelleri gösterilmektedir. Söz konusu Bulus'ta SEKIL 23. 'de Üçlü Tristör - Diyot SCR Modülü (75) kullanilarak, ayni sevk hatti üzerinde birden çok sayida kapali üçgen baglanti tipinde ana motorun (11) uygulama modelleri gösterilmektedir. Söz konusu Bulus'ta SEKIL 24. 'de Üçlü Tristör - Tristör SCR Modülü (70) kullanilarak, ayni sevk hatti üzerinde birden çok sayida yildiz baglanti tipinde ana motorun (9) uygulama modelleri gösterilmektedir. BULUSUN SANAYIYE UYGULANMA BiçiMi Yukarida bahsedilen amaçlara hizmet eden, 'Kilavuz Motor Kontrolü Ile Çalisan Enerji Tasarruf Cihazi", Mekatronik - Elektromekanik sanayisi ve/veya Elektrik - Elektronik sanayisinde kolaylikla üretilebilir. Bulus tam sinüs üzerinden, 50Hz / 60Hz frekans ve Faz - Faz arasi voltaji 90VAC ila 1000VAC aralikta çalistirilan; asenkron veya sebeke kalkisli senkron motorlara uygulanabilir. Sebeke ile elektrik motoru arasina uygulanan bulus; asgari elektrik yetkinligine sahip, ehliyetli bir elektrik teknikeri tarafindan sanayideki bir makine / motor üzerinde kolaylikla montaji yapilabilir durumdadir. ÖZETÇE ; Sabit hizda çalisma mecburiyeti olan uygulamalarin tamaminda kullanilabilir nitelikte olup, muhtelif tüm endüstri ve sanayilerde uygulanabilir yapidadir. Örnek olarak; Fan sistemleri'nde, Pompa sistemleri'nde, Basinçli Kompresör sistemleri'nde, Ögütücü - Kirici sistemleri'nde, Konveyör sistemleri'nde, Hidrolik ve/veya eksantrik presler'de, Sogutma - Iklimlendirme sistemleri'nde, ve burada belirtilemeyen birçok muhtelif, sabit hizda çalisma özelligi olan diger tüm sistemler'de "üretim asamasinda ya da sonradan dahil edilmek üzere, "ek ürün olarak" uygulanabilir yapidadir. Bulusun, sanayiye uygulanma sonrasinda, bulus ile entegre olan sistemler ile entegre olmayan sabit hizli uygulamalar degerlendirildiginde; "MOTORUN HlZlNl DEGISTIRMEDEN", "Sistemlerin - Elektrik Motorlarinin" çalistiklari tüm süre zarfinda elektrik sebekesinden %20 varan oranda daha az "Aktif Elektrik Enerjisi" tüketerek çalisacaktir. Tristör ile sürüs tekniginin dogasi olarak da ayni zaman sürecinde, aktif tüketimin azaltilmasina ek olarak beraberinde, "Reaktif" sarfiyatta da %50 varan sekilde özellikle kondansatör kullanmaksizin sarfiyati azalacak ve enerji kaynaklari daha verimli kullanilmis olacaktir. Bulusun en büyük özelligi; bir kontrol ünitesi üzerinden, ayni hat üzerindeki birden fazla motoru, ayni anda kontrol edebiliyor, yönetebiliyor, dolayisi ile çoklu kontrol üzerinden, enerji tasarrufu olusturabiliyor olmasidir. TR TR TR TR TR TR TR

Claims (1)

1.STEMLER . Bu bulus, kilavuz motor kontrolü ile çalisan enerji tasarruf cihazi olup, özelligi; Güç Kaynagi Gurubu (3), Sifir Geçis Detektörü grubu (42), Bosluk Detektör Gurubu (18), Triac ve Tristör Sürücüsü Grubu (28), lsikli Ikaz Grubu (46), Komitasyon Gurubu (15), mikroislemci (65), Kilavuz Motoru (8), Tristör SCR Grubu'ndan (70) olusmasidir. . Istem 1'de bahsedilen kilavuz motor kontrolü ile çalisan enerji tasarruf cihazi olup, özelligi; bir Komitasyon Gurubu (15) üzerinden, zaman gecikmesi ile baslatiliyor olmasidir. . Istem 1'de bahsedilen kilavuz motor kontrolü ile çalisan enerji tasarruf cihazi olup, özelligi; Kullanicinin Açma ve Kapama Salteri'nde (2) arklanma ile cüruflanmanin azaltilmasini saglamak üzere, Enerji Tasarruf Cihazi'nin (77) buna ek olarak mikroislemci'yi (65) ve buna bagli olan scr takiminin (70) ilk baslangiç asamasinda iki saniye süresince geç devreye almak için mikroislemci (16) üzerinden, röle'yi (17) yönetiyor olmasidir. . Istem 1'de bahsedilen kilavuz motor kontrolü ile çalisan enerji tasarruf cihazi olup, özelligi; Triac ve Tristör Sürücüsü Grubu'ndaki (28) OptoTriac (56) ve diger OptoTriac (57), bir transistör (53) üzerinden eszamanli olarak yönetiliyor olmasidir. . Istem 1'de bahsedilen kilavuz motor kontrolü ile çalisan enerji tasarruf cihazi olup, özelligi; bagimsiz olarak çalistirilarak ve kontrol edilerek referans bilgisi alinarak ortak yönetimde kullanilan, bir kilavuz motoru (8) içermesidir. . Istem 1'de bahsedilen kilavuz motor kontrolü ile çalisan enerji tasarruf cihazi olup, özelligi; bosluk detektörünün (18), bagimsiz olarak kontrol edilen bir kilavuz motoru (8) üzerinden bilgi aliyor ve Tristör SCR Grubu'nu (70) Triac ve Tristör Sürücüsü Grubu (28) üzerinden eszamanli çalistiriyor olmasidir. TR TR TR TR TR TR TR