Elektrik kesintilerine karşı asansör kurtarma sistemi tasarımı ve uygulaması

Tam metin

(1)T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ. ELEKTRİK KESİNTİLERİNE KARŞI ASANSÖR KURTARMA SİSTEMİ TASARIMI ve UYGULAMASI Zafer DEDEOĞLU YÜKSEK LİSANS TEZİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Konya,2006.

(2) ELEKTRİK KESİNTİLERİNE KARŞI ASANSÖR KURTARMA SİSTEMİ TASARIMI ve UYGULAMASI. Zafer DEDEOĞLU. YÜKSEK LİSANS TEZİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI.

(3) T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ. ELEKTRİK KESİNTİLERİNE KARŞI ASANSÖR KURTARMA SİSTEMİ TASARIMI ve UYGULAMASI. Zafer DEDEOĞLU. YÜKSEK LİSANS TEZİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI. Bu tez …/…/… tarihinde aşağıdaki jüri tarafından oybirliği/oyçokluğu ile kabul edilmiştir.. Üye. Üye. Danışman. Doç.Dr.Saadetdin HERDEM. Yrd.Doç.Dr.Abdullah ÜRKMEZ. Yrd.Doç.Dr.Osman BİLGİN.

(4) ÖZET Yüksek Lisans Tezi ELEKTRİK KESİNTİLERİNE KARŞI ASANSÖR KURTARMA SİSTEMİ TASARIMI ve UYGULAMASI Zafer DEDEOĞLU Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Yrd.Doç.Dr. Osman BİLGİN 2006, 113 sayfa. Jüri:. Doç.Dr. Saadetdin HERDEM Yrd.Doç.Dr. Abdullah ÜRKMEZ Yrd.Doç.Dr. Osman BİLGİN. Bu çalışmada enerji kesintisi anında iki kat arasında kalan bir asansörün kata kadar getirilmesi işlemi gerçekleştirilmiştir. Öncelikle asansörün çalışma mekanizması ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. Asansör motorunun ve redüktörünün yapısı irdelenmiştir. Asansörler yüksek risk faktörü içeren sistemlerdir. Bunun için asansör çalışmaya başlamadan önce bazı güvenlik gereklerini sağlamış olmalıdır. Bu gereklilik bakım personelinin ve kullanıcıların güvenliği için çok önemlidir. Gerçekleştirilen elektronik devrede bu güvenlik kurallarına dikkat edilmiştir. Bu tez çalışmasının sonunda ortaya çıkan elektronik devre 12 kW gücündeki bir asansör motorunda yük altında test edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Vektör kontrol, Asansör, İnverter. i.

(5) ABSTRACT Master Thesis EMERGENCY RESCUE SYSTEM DESIGN AND CONSTRUCTION AGAINST MAIN POWER FAILURE FOR ELEVATORS Zafer DEDEOĞLU Selçuk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Electrical-Electronics Engineering Supervisor: Asst. Prof. Osman BİLGİN 2006, 113 pages. Jury:. Assc.Prof. Saadetdin HERDEM Asst.Prof. Abdullah ÜRKMEZ Asst.Prof. Osman BİLGİN. In this thesis, Rescue operation of an elevator cabin between two floors was implemented. This operation is carried out by a electronic circuit powered by a battery. First of all, the mechanism of the elevators was studied in detail. The motor of the elevators and gear boxes were studied too. The elevators are sophisticated systems that include high risc factor. Because of this, they must be controlled some safety conditions. These conditions are very important for safety of users and maintenance people. This study takes into consideration of safety chain. This study was implemented and tested on a 12 kW elevator motor. Key Words: Vector control, Elevator, Inverter. ii.

(6) TEŞEKKÜR Yüksek Lisans çalışmam boyunca bilgi ve tecrübeleri ile her türlü desteğini esirgemeyen danışmanım Yrd. Doç.Dr. Osman BİLGİN’e ve Arş. Gör. Bayram AKDEMİR’e ve tüm öğretim elemanlarına teşekkürlerimi sunarım. Ayrıca. çalışmalarımda desteklerini esirgemeyen KOSKİ Genel. Müdürü Ahmet. SORGUN’a, KOSKİ Eski Genel Müdürü Yafes YÜZÜGÜLDÜ’ye, Elektrik Makina ve Malzeme Daire Başkanı Ömer GÜL’e, Atölyeler Şube Müdürü İbrahim ÇAKIR’a, Malzeme İkmal Şube Müdürü Rahmi UÇAN’a, Başşoförlük ve Tamirhaneler Şube Müdürü Mustafa YAYLACI’ya, Makina Mühendisi Mehmet A. GÜL’e, EEM İth.İhr.Paz.veTic.AŞ. ortaklarından Süleyman HOMAK’a ve aileme teşekkürlerimi sunarım.. iii.

(7) İÇİNDEKİLER ÖZET ………………………………………………………………………………………….. i. ABSTRACT …………………………………………………………………………………... ii. TEŞEKKÜR …………………………………………………………………………………... iii. İÇİNDEKİLER ………………………………………………………………………………... iv. SEMBOLLER VE KISALTMALAR ………………………………………………………… viii 1. GİRİŞ ……………………………………………………………………………………….. 1. 2. KAYNAK ARAŞTIRMASI ………………………………………………………………... 5. 3. ASANSÖRLERE GENEL BAKIŞ ………………………………………………………… 10 3.1 Asansörlerin Tarihsel Gelişimi ………………………………………………………... 10 3.2 Düşey Transport Sistemleri ……………………………………………………………. 12 3.2.1 Kullanım amacına göre asansörler ………………………………………………. 13 3.2.1.1 İnsan asansörleri …………………………………………………………… 13 3.2.1.2 Yük asansörleri ……………………………………………………………. 14 3.2.1.3 Servis asansörleri ………………………………………………………….. 14 3.2.2 Tahrik yöntemine göre asansörler ……………………………………………….. 14 3.2.2.1 Halatlı asansörler …………………………………………………………... 14 3.2.2.2 Hidrolik asansörler ………………………………………………………… 15 3.3 Asansör Mekanik Donanımı …………………………………………………………... 15 3.3.1 Asansör kuyusu (boşluğu) ………………………………………………………. 16 3.3.2 Makina dairesi …………………………………………………………………... 17 3.3.3 Kabin …………………………………………………………………………….. 17 3.3.4 Patenler …………………………………………………………………………... 17 3.3.5 Kat kapıları ………………………………………………………………………. 18 3.3.6 Kılavuz raylar ……………………………………………………………………. 19 3.3.7 Karşı ağırlık …………………………………………………………………….... 19 3.3.8 Askı elemanı …………………………………………………………………….. 20 3.3.9 Hız regülatörü …………………………………………………………………… 20. iv.

(8) 3.3.10 Son kat şalteri …………………………………………………………………... 20 3.3.11 Paraşüt tertibatı ………………………………………………………………… 20 3.3.12 Tamponlar ……………………………………………………………………… 21 3.3.13 Asansör makinası ………………………………………………………………. 22 3.3.14 Elektrik donanımı ………………………………………………………………. 22 3.3.15 Kumanda düzeni ……………………………………………………………….. 22 4. ASENKRON MOTORLAR ……………………………………………………………...…. 24 4.1 Giriş ……………………………………………………………………………………. 24 4.2 Asenkron Motorların Temelleri ……………………………………………………….. 24 4.2.1 Motorun dönme hareketi ………………………………………………………… 25 4.2.2 Rotor e.m.k’sı ve frekansı ……………………………………………………….. 26 4.2.3 Rotor empedansı ve akımı ……………………………………………………….. 27 4.2.4 Rotor bakır kayıpları ……………………………………………………………... 27 4.2.5 İndüksiyon motoru için moment denklemi ………………………………………. 28 4.3 Asenkron Motor Tipleri ………………………………………………………………... 30 4.3.1 Sincap kafesli motorlar …………………………………………………………… 30 4.3.2 Bilezikli asenkron motorlar ………………………………………………………. 30 4.4 Asenkron motorların Hız-Moment Karakteristikleri …………………………………… 31 5. ASENKRON MOTORLARDA HIZ KONTROL YÖNTEMLERİ ………………………… 33 5.1 Giriş …………………………………………………………………………………….. 33 5.2. Stator Geriliminin Değiştirilmesi İle Yapılan Hız Kontrolü …………………………... 35 5.3. Kutup Sayısının Değiştirilmesi İle Yapılan Hız Kontrolü …………………………….. 38 5.4. Rotor Direncinin Değiştirilmesi İle Yapılan Hız Kontrolü …………………………… 39 5.5. Rotora Bağlanan Etkin Direncin Değiştirilmesi İle Yapılan Hız Kontrolü ………….... 41 5.6. Senkronaltı Çevirici Kaskadı İle Bilezikli Asenkron Makinada Hız Kontrolü ……….. 42 5.7. Senktronaltı – Senkronüstü Çevirici Kaskadı İle Bilezikli Asenkron Makinada Hız Kontrolü …………………………………………………………………………… 43 5.8. Stator Frekansını Değiştirerek Hız Kontrolü ………………………………………….. 44 5.9. Stator Geriliminin Genlik ve Frekansını Değiştirilmesi İle Hız Kontrolü ……………. 47 5.10. Skaler Kontrol Yöntemleri ………………………………………….………………. 47. v.

(9) 5.11. Doğrudan Frekans Çeviriciler ………………………………………………………. 49 5.12. Ara Devreli Frekans Çeviricileri ……………………………………………………. 50 5.13. Akım Ara Devreli Frekans Çeviriciler ……………………………………………… 51 5.14. Gerilim Ara Devreli Frekans Çeviriciler ……………………………………………. 52 5.15. Değişken Gerilim Ara Devreli Frekans Çeviriciler …………………………………. 52 5.16. Sabit Gerilim Ara Devreli Gerilim Çeviriciler ……………………………………… 54 5.17. PWM (Darbe Genişlik Modülasyonu) ……………………………………………… 54 5.17.1. Sinüs üçgen karşılaştırması …………………………………………………… 55 5.17.2. Histeresiz özellikli orantılı akım kontrolü ……………………………………. 58 6. VEKTÖREL KONTROL YÖNTEMLERİ ………………………………………………… 65 6.1. Giriş ………………………………………………………………………………….... 65 6.2. Doğrudan Vektör Kontrol Yöntemi …………………………………………………... 74 6.3. Gözlemleyici Kullanan Doğrudan Vektör Kontrol Yöntemleri ………………………. 80 6.3.1. Luenberger Gözlemleyicisi ……………………………………………………… 82 6.4. Dolaylı Vektör Kontrol Yöntemi ……………………………………………………… 86 7. GERÇEKLEŞTİRİLEN SİSTEMİN ÇALIŞMA PRENSİBİ ……………………………….. 90 7.1 Asansör Emniyet Devreleri ……………………….……………………………………. 90 7.1.1 Stop kontakları ………..………………………………………………………….. 91 7.1.2 Fiş kontakları …………………………………………………………………….. 91 7.1.3 Kilit kontakları …………………………………………………………………… 91 7.2 Asansörlerde Kullanılan Bi-stable Manyetik Şalterler ………………………………… 91 7.3 Devrenin Blok Diyagramı . ……………………………………………………………. 92 7.4 Elektriksel Yalıtım …………………………………………………………………….. 93 7.5 Besleme Kaynağı ……………………………………………………………………… 96 7.6 Akü Şarj Devresi ……………………………………………………………………… 97 7.7 190VDC Gerilimin Elde Edilmesi ……………………………………………………. 98 7.8 Üç Faz Sürücü . ……………………………………………………………………….. 100 7.9 Mikrokontrolör ………………………………………………………………………... 101 8. SONUÇLAR VE SONUÇLARIN TARTIŞILMASI ……………………………………… 104 8.1 Sonuçlar ………………………………………………………………………………. 104. vi.

(10) 8.2 Öneriler ………………………………………………………………………………. 108 9. KAYNAKLAR ……………………………………………………………………………. 109 EKLER. vii.

(11) SEMBOLLER VE KISALTMALAR SEMBOL. ANLAMI. fs. Senkron frekans (makinaya uygulanan stator geriliminin frekansıdır.) (Hz.). fr. Rotor frekansı (Hz.). E. Emk (elektromotor kuvvet). E1. Statorda endüklenen Emk (V). E2. Rotorda endüklenen Emk (V). km. Makina moment sabiti. ky. Yük momenti sabiti. MIPS. Mega Instruction Per Second. Me. Makinanın ürettiği moment (Nm). Me,max. Devrilme momenti (Nm). Mey. Yol alma moment, (Nm). My. Yük momenti, (Nm). ms. Stator faz sayısı. mr. Rotor faz sayısı. N1. Statorun sarım sayısı (tur). N2. Rotorun sarım sayısı (tur). n. Anma Hızı (d/d). ns. Senkron hız (d/d). nd. Devrilme hızı (d/d). η. Motorun verimi. P. Güç (W). Pm. Motorun milinden alınan güç (W). P2. Rotor döner alanına yapılan güç girişi (W). p. Kutup çifti sayısı. s. Kayma. sd. Devrilme kayması. Xr. Rotor reaktansı. viii.

(12) Xsσ. Stator kaçak reaktansı (Ω). Xrσ. Rotor kaçak reaktansı (Ω). X΄rσ. Stator tarafına indirgenmiş rotor kaçak reaktansı (Ω). Vs. Statora uygulanan gerilim (V). Vsn. Makinanın stator sargılarına uygulanabilecek maksimum gerilim (V). ωs. Senkron açısal frekans (rad/sn). ix.

(13) 1. BÖLÜM 1. 1. GİRİŞ. Geçen yüzyılın ortalarından itibaren, dünyanın büyük endüstri merkezlerinde hızlı kentleşmenin getirdiği arsa değerlerinin artışı dolayısıyla, yüksek bina yapımına doğan ihtiyaç ve eğilim, asansör tekniğindeki gelişme yolunda çalışmalar yapılmasının teşvik etmiş, sağlanan ilerlemeler dolayısıyla da yapılarda yükselme, imkân ve hız kazanmıştır. Modern yapıların yükselmesi sonucu, hızlı ve yüksek teknolojinin kullanıldığı asansörlere ihtiyaç artmıştır. Yüksek bina yapımının getirdiği ihtiyaçlarla birlikte; sağlanacak rahatlık ve çabukluk gözetilerek, yük ve insanların düşey doğrultuda taşınabilmesi için eski zamanlardan beri çeşitli uygulamalar yapılmıştır. İnsan taşımacılığında kullanılan otomobil, uçak, gemi gibi araçların içinde en güvenilir olanı asansörlerdir. Geliştirilen mekanik sistem günümüzde halen kullanılmakla birlikte, elektronik alanındaki gelişmeler ile asansörler daha konforlu ve güvenilir hale gelmiştir. Şehirlerimizdeki nüfus artışı ile şehirleşme sürecinin hızlanması yüksek binalara dolayısıyla asansöre olan ihtiyacın artmasına neden olmuş ve asansörsüz bina düşünmek imkânsız hale gelmiştir. Daha önce 5 ve daha yüksek katlı binalarda olan asansör mecburiyeti, asansörün insan hayatındaki sağladığı kolaylıklardan (konfor, zaman vs.) dolayı artık 4 katlı binalarda da yeni bina yönetmeliği gereği mecburi tutulmuştur. Günümüzde, dünyaca tanınmış birçok kule ve gökdelenleri asansörsüz düşünmek olanaksızdır. Asansörler kot farkı olan yerler arasında çabuk, kolay, rahat, güvenli olarak taşımayı gerçekleştirir. Bunun yanında asansörün sadece dikey hareketli olarak sınırlı düşünmek de doğru değildir. Bina yüzeyinde hareket eden şeffaf asansörlere, dikey hareketin yanında yatayda gidebilen veya merdiven korkuluğunu taşıma rayı olarak kullanıp özürlüler için geliştirilmiş sıra dışı asansör uygulamalarına rastlamak mümkündür..

(14) 2. Her türlü konut, iş fabrika, santral, değirmen, hastane, okul, tiyatro binaları, devlet daireleri, kuleler, depolar, tren ve metro istasyonları, bakım-tamir atölyeleri, trafik terminal binaları, otopark binaları, yolcu, savaş ve uçak gemileri, feribotlar, füze rampaları, inşaat yerleri, maden kuyuları, vs. gibi çok yaygın ve değişik alanlarda asansörler kullanılmaktadır. Ayrıca ilgili personel için anten ve aydınlatma direği gibi yerlerde ve liman vinçlerinde bakım ve tamir amacı ile genellikle tek kişilik asansörler de kullanılmaktadır. Kot farkı olan yollar ve mahalleler arasında yaya trafiği bağlantısı sağlamak amacıyla asansörler kurulmuştur. İstanbul Anadolu Klüp’deki asansör bu konuda bir örnek oluşturmaktadır. Asansörler “yük ve insanları, kılavuz raylar arasında hareketli kabin veya platformları ile düşey doğrultuda yapının belli duraklarına taşımaya yarayan elektrikli araçlar” olarak tarif edilebilir. Kılavuz raylar, asansör yapısı ve tarifine giren temel elemanlardır. Kabin ve platformun düşey eksenini muhafaza etmeleri, sallanmamaları için gereklidir. Ayrıca, halat kopması veya çeşitli sebeplerle iniş hızının artması durumlarında paraşüt freni ile güvenlik sağlarlar. Asansör teknolojisindeki gelişmelere paralel olarak şehircilik ve mimari yeni boyutlar kazanmış, yatay büyüyen kentler dikey büyümeye başlamıştır. Ancak kimi zaman hayatı kolaylaştıran bu yenilikler, hayatı insana zehir edebilmektedir. Hiç kimse asansör kabini gibi küçük, karanlık ve havasız bir ortamda mahzur kalmak istemez. Özelikle bir ihaleye yetişmeye çalışan bir iş adamı, sağlık problemleri yaşayan bir hasta veya malını zamanında teslim etmeye çalışan bir tüccar bunu hiç istemez. Her şey bir yana insanın asansör kabininde tek başına kalması fikri bile ürkütücüdür. Özellikle yalnız kalma ve karanlık fobileri olan insanların asansörde mahzur kalmaları durumunda kurtarma sürecini bekleyemeden asansör içerisinde korkudan bayılmaları veya kalp krizi geçirmeleri olasıdır. Pek çok korkutucu senaryo geliştirmek mümkündür. İçerisinde asansör fobilerinin kullanıldığı gerilim filmleri bile oldukça yaygındır. Projenin çok fazla sayıda olası kötü senaryoları önlemesi mümkündür. Dolayısıyla projenin önemi göreceli de olsa tartışmasızdır..

(15) 3. Projenin amacı, elektrik kesintisi anında iki kat arasında kalan asansörü harici bir besleme ünitesi kullanarak bir sürücü düzeneği ile bir alt veya üst kata kadar ulaştırmaktır. İnsanların yaşam standardı yükseldikçe teknolojinin kendilerine sunmuş olduğu imkânlar artık lüks olmaktan çıkmış ve bir zaruret haline gelmiştir. Dolayısıyla aküler yardımıyla çalışan ve elektrik kesintisi anında asansörü bir alt veya üst kata kadar getiren sistemlerin kullanılması zorunlu hale gelmiştir. Artık her ne kadar belediyeler henüz uygulamasa da hükümet tüm yeni nesil asansör ihalelerinde acil kurtarma ünitesinin kullanılmasını şart koşmaktadır. Ülkemizde bu tip cihazları imal eden çok az sayıda firma mevcuttur. Gerçekleştirilen bu proje ile asansör sektörüne büyük bir katkının sağlanacağı düşünülmektedir.. Asansör günlük hayatımızda oldukça yaygın olmasına rağmen pek azımız asansörler hakkında bilgi sahibiyizdir. Gerek rutin kullanım sırasında gerekse bir arıza karşısında asansörün içerisinde biri mahzur kaldığında nasıl davranılacağı konusunda yeterli bilgiye sahip kişi sayısı pek azdır. Dolayısıyla bu eksiklik asansör yapımından son kullanıcıya kadar herkese yansımaktadır. Diğer yandan asansör ile ilgili bir üniversite eğitimi veren bir dal da yoktur. Bu sebepten asansör insanın hiç beklemediği anda bir ölüm tuzağı haline dönebilir. İnsanla direkt ilgili olan bu sektörde tüm güvenlik önlemlerinin alınması birinci derecede önemlidir. Asansör boşluğuna düşen insanlar olmasına rağmen gerçekte kapısı açık olan hiçbir asansör hareket etmez veya etmemelidir. Bu proje kapsamında tasarımı yapılan acil kurtarma sistemi de benzer şekilde tüm güvenlik önlemlerine uymalıdır. Güvenlik devresi kapalı bir döngü oluşturmuyorsa kesinlikle asansör hareket ettirilmemelidir. Aksi takdirde istenmeyen olaylar oluşabilir. Benzer şekilde elektronik devrenin herhangi bir sebeple (elektriksel gürültüden veya elektromanyetik dalgalardan etkilenmesi sebebiyle) yanlış bir işlem yapmış olsa ve asansöre hareket komutu verse dahi emniyet devreleri kısa devre değilse asansör hareket etmemelidir. Gerek tasarımda gerekse asansör montajında bu konuda azami özen göstermek gereklidir.. Bu proje kapsamında yapılan acil kurtarma ünitesinin yukarıda bahsedilen güvenlik önlemlerine, TSE standartlarına, genel asansör elektrik bağlantılarına uygun olmasına özellikle dikkat.

(16) 4. edilmiştir. Yapılan deneyler neticesinde geliştirilen bu çalışmanın pek çok asansör kumanda sistemi ile sorunsuz çalıştığı gözlenmiştir. Tez çalışmasının ikinci bölümünde kaynak araştırması verilmiştir. Üçüncü bölümde, asansörlerin genel yapısı hakkında kısa bir bilgi verilmiştir. Dördüncü bölümde asenkron motorlardan bahsedilmiştir. Beşinci bölümde asenkron motorlara uygulanan hız kontrol metotları anlatılmıştır. Altıncı bölümde vektörel kontrol yöntemleri incelenmiştir. Yedinci bölümde gerçekleştirilen devrenin çalışma prensibi anlatılmıştır. Sekizinci bölümde ise elde edilen sonuçlar tartışılmış ve bazı öneriler sunulmuştur. Dokuzuncu bölümde faydalanılan kaynaklar verilmiştir..

(17) 5. BÖLÜM 2. 2. KAYNAK ARAŞTIRMASI. Endüksiyon motorlarının sabit gerilim/frekans (V/f) oranına göre çalıştırılması uzun bir geçmişe dayanmaktadır ve literatürde çok defa değinilmiştir. (Alger 1970, Abbondanti 1977). Modülasyon işlemine bağlı olarak mikroişlemci kullanılarak yapılan PWM dalga şekillerinin gerçek zamanlı gerçekleştiriminde farklı teknikler kullanılmaktadır. Bowes (1981) ve Varnovitsky (1983) temel donanım ve yazılım gerçekleştirme tekniğine ve PWM dalga şeklinin tipine bağlı olarak değiştirilen farklı teknikler uygulamışlardır. Bu tekniklerde, yüksek frekanslarda PWM darbelerinin kenarlarındaki kaymalardan dolayı harmonik distorsiyon oluşması problemleri ortaya çıkmaktadır. Vadivel ve Bhuvaneswari (1991) tarafından yapılan çalışmada üç fazlı PWM dalga şeklinin gerçek zamanlı uygulaması geliştirilmiştir. Endüksiyon motorlarının literatürde açıklanan birçok sürme yöntemi vardır. Bu yöntemlerin temel farklarının motorun performansı ve uygulanabilirliği ve uygulama alanında göz önünde tutulması gereken maliyetidir. V/f kontrol yöntemi endüstride en yaygın olarak kullanılan yöntemdir. Gerilim ve frekans arasında sabit bir ilişkiyi kullanır ve skaler kontrol olarak bilinir. Genellikle hız geri beslemesi olmadan kullanılır. Parametreler belirlendiği sürece çok düşük hızlar haricinde hız doğruluğu %2 dinamik cevap süresi yaklaşık 50ms olabilir (Holt 1994). Patterson (1996) tarafından yapılan çalışmada 18 adet elektrikli dalgıç pompasına sahip kuyularda bir alan çalışması gerçekleştirilmiştir. Bu kuyuların 15 tanesi değişken frekanslı sürücülerle çalıştırılmıştır. Çalışmada, değişken frekanslı sürücülerle (VFD) çalışan elektrikli dalgıç pompalarının çalışma karakteristikleri ve verimleri bulunmuş ve VFD’ye sahip olmayanlarla karşılaştırılmıştır. Gerilim, akım, güç ve frekans, sürücü girişinde, sürücü çıkışında ve elektrikli dalgıç pompası girişinde ölçülmüştür..

(18) 6. Munoz-Garcia ve arkadaşları (1997) tarafından yapılan çalışmada endüksiyon motorları için yüksek çıkış momenti ve verilen her frekansta neredeyse sıfıra eşit bir kararlı durum hız hatası sağlayan yeni bir açık döngü hız kontrol metodu sunulmuştur. Kontrol metodu olarak, düşük maliyetli açık döngü akım sensörleri kullanılarak yaygın olarak kullanılan frekans başına sabit gerilim metodu (V/f) seçilmiştir. Hem stator direnç düşümü hem de kayma frekansının kompanze edilmesi için sadece stator akımı ölçümlerine ihtiyaç duyulmuştur. Sadece motor parametresine ihtiyaç duyulduğu için yol verme süresinde ek bir donanıma gerek duyulmadan aynı PWM-VSI kullanılarak stator direnci otomatik olarak ölçülmüştür. Schibli ve arkadaşları (1998) tarafından yapılan çalışmada, sürücüler için yeni bir ayrı şekilde regüleli dc güç kaynaklarına sahip üç fazlı çok-seviyeli bir dönüştürücü yöntemi sunulmuştur. DC gerilimler orta frekansta dc-dc dönüştürücüler tarafından sağlanmıştır. Dönüştürücü uygulamalarını büyük ölçüde, endüksiyon motoruna uygulanan gerilimin 1kV’tan daha büyük olduğu yüksek-güçteki çekiş sistemleri (vinçler vs.) oluşturmaktadır. Çalışmadaki motor akımı klasik üç-fazlı dönüştürücülerle karşılaştırıldığında çok yüksek kalitede bulunmaktadır. Bu, faz kaydırmalı darbe genişlik modülasyonu taşıyıcıları kullanılarak anahtarlama frekansının düşük tutulduğu yapılan çalışmada açıklanmıştır. Ludtke (1998) tarafından yapılan çalışmada endüksiyon motorlarının direkt moment kontrolü incelenmiştir. Çalışmada çeşitli endüksiyon motor kontrolü yöntemleri hakkında bilgi verilmiş ve direkt moment kontrolünün vektörel kontrol yöntemlerine göre avantajları ve dezavantajları üzerinde durulmuştur. Değişken anahtarlama frekanslı ancak sabit örnekleme frekansına sahip bir darbe genişlik modülatörü Huo ve Trzynadlowski (1999) tarafından ayarlanabilir hızlı ac sürücüler için gerilim kaynaklı inverterlerde uygulama amacıyla sunulmuştur. Çalışmada anahtarlama ve örnekleme frekansları dekuple edilerek inverteri içeren sürücü sisteminin dinamik karakteristiklerinin istediği örnekleme oranı sabit bir düzeyde tutulmuştur..

(19) 7. Elektrik motorlarının simülasyonu, dinamik davranışları ve elektromekaniksel etkileşimleri hakkında bilgi elde edilmesi için gereklidir. Uygun bir model, motor hatalarının simüle edilmesi ve parametrelere bağlı olarak değişimlerin fiziksel deneylere gerek kalmadan bulunmasına izin verir. Liang ve arkadaşları (1999) tarafından yapılan çalışmada endüksiyon motorlarındaki asimetrik stator ve rotor hatalarının teorik ve deneysel analizi verilmektedir. Çalışmada üç fazlı endüksiyon motoru simüle edilerek normal sağlıklı çalışma koşullarında, bir rotor çubuğu kırık durumdayken ve besleme fazları arasında gerilim dengesizlikleri varken çalıştırılmıştır. Taşıyıcı tabanlı PWM metotları, istenen bir çıkış gerilimi dalga şeklinin programlanması için taşıyıcı başına periyottaki gerilim-saniye dengesinin sağlanması prensibine dayanır. Biri üçgen girişim tekniği diğeri direkt dijital teknik olmak üzere iki temel uygulama tekniği mevcuttur. Gerilim-saniye dengesi prensibinin oldukça kolay uygulanabilmesinden dolayı çeşitli PWM metotları literatürde görülmektedir. Hava ve arkadaşları (1999) tarafından yapılan çalışmada PWM gerilim kaynaklı inverter sürücülerde yaygın olarak kullanılan modern taşıyıcı tabanlı darbe genişlik modülatörleri için basit analitik ve grafiksel metotlar sunulmaktadır. Yüksek performanslı PWM metotlarının modülasyon dalgalarının üretilmesi için basit teknikler açıklanmıştır. İki en önemli modülatör karakteristiği olan akım dalgalılığı ve anahtarlama kayıpları analitik olarak modellenmiştir. Vektörel denetleyicilerde ise hem moment hem de akının kontrol edilmesi için kontrol döngüleri vardır (Vas 1999). Durur halde iken bile hız doğruluğu için %0.5 moment doğruluğu için ise %2 değerlerine kadar çıkılabilir. Direkt moment kontrolünde ise stator akısı ve momentinin uygun inverter durumları seçilerek kontrol edilmesi mümkündür. Bu yöntemde akı ve moment direkt, stator akımları ve gerilimleri ise endirekt olarak kontrol edilir. Bowes ve arkadaşları (2000) tarafından yapılan çalışmada iki ve üç seviyeli tek fazlı inverterler için yüksek frekanslı PWM tekniği sunulmuştur. Kullanılan yöntem, düzenli örneklenmiş PWM tekniğine benzer prensibe dayanmaktadır. Bu teknik aynı örneğin çoklu sayıda taşıyıcı periyotları üzerinde kullanıldığı değiştirilmiş bir örnekleme tekniği kullanılarak anahtarlama sürelerinin hesaplanmasının gerekli olduğu süreyi büyük ölçüde düşürmektedir. Teknik, özellikle örnekleme.

(20) 8. hızı ve kontrol algoritması çalışma sürelerinin sınırlı olduğu sistemler için uygundur. Hem bilgisayar simülasyonu hem de deneysel sonuçlar, teorinin doğrulanması ve önerilen metodun olumsuz etkilerinin olmadığının ve gerilim ve akım dalga şekillerinin harmonik distorsiyonlarının büyük ölçüde artmadığının gösterilmesi için verilmiştir. Andrade ve arkadaşları (2000) tarafından yapılan çalışmada, bir endüksiyon motoru sürücüsü için sıfır gerilimde anahtarlama modunda çalışan akım kontrollü bir inverter önerilmiştir. DC gerilim hattında gerilim baskısı olmadan çalışma sağlanıyor ve yumuşak anahtarlamalı çalışma ile sabit frekansta bang-bang akım kontrol tekniğinin kullanımı motorun beslenmesi için gereken sinüzoidal akımların doğru şekilde oluşmasına izin veriyor. Sonuç olarak kararlı durumda çalışmada dalgacıklara sahip olmayan bir moment profili elde ediliyor. Lyshevski (2001) tarafından yapılan çalışmada endüksiyon motorlarının nonlineer analizi ve kontrolünde yeni gelişmeler incelenmiştir. Gerilim frekans ve vektör kontrolü konuları incelenerek yeni denetleyiciler tasarlanmış ve avantajları ve dezavantajları tartışılmıştır. V/f kontrol olarak adlandırılan frekansın gerilime oranının sabit tutulması prensibi yaygın olarak kullanılmakta ve moment hız karakteristikleri faz gerilimleri ve frekansının genliği kontrol edilerek şekillendirilebilmektedir. Ancak gerilim-frekans kontrolü açık döngü yaklaşımıyla incelenmiştir. Çalışmada kapalı-döngü bakış açısından sabit ve değişken gerilim-frekans çalışmasının elde edilmesi amacıyla bir kontrol kuralı ortaya atılmış ve tasarlanan kontrol algoritmasının avantajları ortaya konularak incelenmiştir. Sonuçların onaylanması için denetleyiciler tasarlanmış ve test edilmiştir. Faiz (2001) tarafından yapılan çalışmada endüksiyon motorların direkt moment kontrolü tekniğinde farklı anahtarlama örnekleri karşılaştırılmıştır. Ayrıca histerezise sahip olan ve olmayan denetleyiciler kullanılarak dört farklı anahtarlama algoritması sunulmuş ve karşılaştırılmıştır. Stator gerilimi ve akımının harmonik spektrumu belirlenmiş ve dört anahtarlama tekniği için karşılaştırılmıştır. Sonuçlar histerezise sahip olmayan denetleyicilerin daha ucuz olduğunu daha az elektrik tükettiğini göstermiştir..

(21) 9. Maaziz ve arkadaşları (2002) tarafından yapılan çalışmada endüksiyon motorları için yeni bir gerçek zamanlı kontrol metodu sunulmuştur. Sunulan kontrol yöntemi, biri açık döngü referans kontrolü, biri de kararlılığı sağlamak için PI denetleyicilere dayanan kapalı döngü yöntem olmak üzere iki noktaya dayanmaktadır. Sistemin yapısı, rotor direnci ve yük momentindeki belirsizliklere rağmen rotor hızı ve rotor akılarının izlenmesini mümkün kılmaktadır. Murat ve arkadaşları (2002) tarafından yapılan çalışmada Matlab Simulink gerçek-zamanlı arabirimi ve uzay vektör darbe genişlik modülasyon tekniğini kullanan sayısal işaret işlemci kontrollü inverter ile asenkron motorun skaler kontrolü gerçekleştirilmiştir. Çalışmada gerilim kaynaklı inverterle beslenen asenkron motorların akım bozulması ve moment salınımlarının uzay vektör darbe genişlik modülasyon yöntemi ile oldukça azaltıldığı belirtilmiştir. Çalışmada motorun hava aralığı akısının sabit tutulması için V/f kontrolü uygulanmıştır..

(22) 10. BÖLÜM 3. 3. ASANSÖRLERE GENEL BAKIŞ. 3.1 Asansörlerin Tarihsel Gelişimi MÖ. 285-212 yılları arasında yaşamış olan Arşimed (Archimedes) tarafından MÖ 236 yılında el ile çalıştırılan basit bir vinç şeklinde, bugünkü asansörlerin atası sayılabilecek bir kaldırma makinası yaptığı, Romalı Mimar Vitruv’un yazılarından anlaşılmaktadır. Roma saraylarında, merdiven çıkmak yerine böyle yardımcı makinadan faydalanıldığını gösteren kalıntılara rastlanılmıştır. Yolcu taşıyan ilk asansör, Fransız Kralı XV. Louis için günümüzden 250 yıl önce (1743 yılında) Versailles Sarayına yerleştirilmiştir. Bu asansör “uçan iskemle” adıyla anılmakta, bazı ağırlık dengeleriyle hareket etmekte ve insan gücüyle çalışmaktadır. İngiltere’de 1830 yıllarında, direkt hidrolik tahrikli yük asansörleri, 1835’de de buhar makinası ile çalışan bir transmisyon milinden kayışla hareket alan, “teagle” denilen asansörler yapmıştır. Elisha Graves Otis (1811-1861) 1853 yılında, düşmeye karşı emniyet düzeni olan ilk asansörü Crystal Palace New York’ta kurarak, seyirciler önünde bizzat halatı kesmek suretiyle güvenliği ispatlamıştır. Sürekli çalışan bir transmisyon milinden, düz ve ters kayışlarla hareket almak yerine, Otis 1855’de kendi buhar makinası ile çalışan asansör yapmıştır. Modern anlamda ilk asansör ise 1857 yılında New York’da bir iş merkezine Elisha G. Otis tarafından tesis edilmiştir. Buhar makinası ile çalışan ilk insan asansörünün kurulmuş olması New York şehrinde buhar borusu şebekesi yapılmasına, buharlı asansörlerin yaygın olarak kullanılmasına yol açmıştır. 1859’da “Fifth Avenue Hotel” ilk asansör takılan otel ünvanını almıştır..

(23) 11. Diğer taraftan, büyük şehirlerde basınçlı su şebekesi kuruluşu da, hidrolik asansör yapımı konusunda eğilimlere neden olmuştur. Paris’de ilk “güvenli hidrolik asansör”, “Leon Edoux tarafından yapılıp “ascenseur” deyimi ile adlandırılarak 1867 Paris sergisinde tanıtılmıştır. 1868 yılında da, New York’da Life Assurance Building iş hanına asansör takılmıştır. Halatlar üzerinden etkili ilk indirekt hidrolik asansörü 1878’de Otis firması tarafından yapılmıştır. Aynı yıl içinde Otis, hız regülatörü ilavesi ile, asansör paraşüt düzenini geliştirmiştir. Yüksek hızlı ve aynı anda hareket eden dört birimden oluşan ilk grup asansörler New York’da Boreel binasına 1879 yılında Otis Elevator Co. Tarafından yerleştirildi. 1880 yılında ise, Manheim Endüstri sergisinde, Siemens ve Halske firması 22 metre yüksekliğinde bir binaya ilk elektrikli asansörü yerleştirdiler. Paris’de 1889 yılında işletmeye açılan Eiffel kulesinde, üç ayrı firmanın yaptığı ve üç kademede toplam 7 dakikada insanları yukarıya çıkaracak kapasitede hidrolik asansörler bulunmaktaydı. 1880 yılında, ilk kremayerli tırmanan elektrikli asansör, Werner Von Siemens tarafından bir binaya monte edilmiştir. Otis, 1889 yılında sonsuz vida mekanizmalı ve halat tamburlu, elektrik motoru ile direkt bağlantılı asansör makinası yapmıştır. Otis tarafından 1892 yılında asansör makinasınde WardLeonard tahriğini uygulamış, 1894 yılında ise ilk basma düğmeli kumandayı gerçekleştirmiştir. 1900 yılında, Fransız de Beuren, New York’da redüktörsüz (gearless) asansör makinasını Berman-American house’a kurmuştur. 1904 yılında Otis firması, redüktörsüz ve tahrik kasnaklı asansörü yerleştirmiştir. Tahrik kasnaklı sistemlerin, asansör tahrikinde uygulanan diğer tarzlara göre, önemli üstünlükleri vardır. Asansör hareket mesafesi, pratik olarak sınırsızdır. Makina yapısı, bina yüksekliğine, ya da asansör hareket mesafesine bağlı değildir. Tahrik kasnağı, çok sayıda halat kullanma olanağı verir. Bu da işletme güvenliğinin artmasına, ayrıca küçük çaplı kasnak kullanılmasına yol açar..

(24) 12. Asansör yapımında önemli yeri olan tahrik kasnağı, 1877 yıllarında Alman madenciliğinde kullanılan tahrik kasnaklarının daha gelişmiş şekli olarak kabul edilmektedir. Hesap şekli çok eskiden bilinen J.A.Eytelwein (1764-1848) tahrik kasnağı, çalışma saatleri toplamı 35 yıla ve hareket mesafesi 400.000 km’ye varan çok dayanıklı bir tahrik elemanıdır. Amerikan konstrüksiyonlarında tahrik kasnakları yuvarlak yiv profilli olup, yeterli kuvvet iletimini sağlayabilmek için ağır ve pahalı bir yapımı olan iki kat halat sarımını ve karşı kasnak kullanılmasını gerektirmekteydi. Hemen aynı yıllarda İngiltere’de görülmeye başlanan tahrik kasnaklarında V-profilli yivler bulunmaktaydı. Tek kat halat sarımlı olan bu tip, Amerikan asansör yapımcıları tarafından 1919 yılında adapte edildikten sonra, tamburlu asansör yapımı gitgide azalmıştır. Asansör mühendisleri 1915 yılında “hassas seviye düzeni” uygulamışlardır. Tahrik kasnaklı asansörler üzerinde, 1927 yılında, Dipl.-İng. Hymans ve Hellborn, ayrıca Prof. Donadt tarafından bilimsel araştırma ve yayınlardan sonra, çeşitli yiv profilleri, yapım tarzı gelişimini tamamlamış ve günümüze kadar ulaşmıştır. Son yarım yüzyıl içinde, işletme güvenliğini, kullanma rahatlığını ve kolaylığını artırıcı yönde, özellikle elektrik ve elektronik olarak büyük ilerlemeler görülmüştür. Günümüzde 300 metre yüksekliği aşan binalar ve kuleler (Eiffel kulesi 300 m., Empire State Building 448 m., Moskova Televizyon Kulesi 537 m.) yapılmış olup, asansör hızları saniyede 7 metreye ulaşmıştır. Asansör kabininin kablo bağlantısı bulunmayan, kumandaların elektromanyetik olarak iletildiği duruma kadar gelişme sağlanmıştır. 3.2 Düşey Transport Sistemleri Düşey transport sistemleri, asansörler ve yürüyen merdivenler olmak üzere iki ana grupta toplanabilir. Asansör, yolcuların ve yüklerin bir düzeyden başka bir düzeye taşıyan sistemdir. Asansörleri, ağır yük asansörlerinden ve vinçlerden ayırmak gerekir. Asansörler, bir kabin veya platformdan oluşan, kılavuz raylar arasında hareket eden, iki veya daha fazla durak arasında insan.

(25) 13. ve yolcu taşıyan sistemdir. Bu genel tanım etrafında 20’den fazla asansör çeşidi bulunmaktadır. Asansörler 100 yıldan daha uzun bir zaman dilimde insanlara yüksek katlı binalar var olduğu sürece, tesis edilmiş bulunan asansörler de bazı yenilemelerle varlıklarını devam ettirecektir. Asansörlerin yanı sıra yürüyen merdivenler de, düşey transport tekniği endüstrisinin önemli bir kısmıdır. Asansörlerle aynı fonksiyonu yerine getirmesine rağmen yürüyen merdivenler daha basit bir mekanizmaya sahiptir. Yürüyen merdivenler sürekli çalışan sistemi ile yolcuların katlar arasında taşınmasını sağlar. Yürüyen merdivenler zincir mekanizmasına bağlı hareketli basamaklarla yolcuları taşıdığı gibi ikinci bir dişli sistemi ile el bandını senkron olarak hareket ettirir. 3.2.1 Kullanım amacına göre asansörler Asansörleri kullanma amacına göre insan asansörleri, yük asansörleri ve servis asansörleri olarak üç sınıflara ayırabilir. 3.2.1.1 İnsan asansörleri İnsan asansörleri özellikle insanların taşınmasına ait, kullanma rahatlığı ve kabin konforu sağlanmış olan asansörlerdir. Bir bölümü, tekerlekli sandalye ve sedye ile hasta taşıyabilecek kabin formunda olmak üzere “Hasta Asansörleri” adını alır. TS 863 standardına göre insan asansörlerinin aşağıdaki şekilde sınıflandırılır. • Sınıf I Asansörü: Sadece insan taşımak üzere tasarlanmış asansördür. • Sınıf II Asansörü: Esas olarak insan taşımak üzere tasarlanan, ancak gerektiğinde yük de taşınabilen asansörlerdir. • Sınıf III Asansörü: Sağlık tesislerinde kullanılmak üzere hasta, sedye vb. eşyaları taşımak üzere tasarlanmış asansörlerdir..

(26) 14. 3.2.1.2 Yük asansörleri Yük asansörleri daha çok yük taşıma ağırlıklı, bazı tiplerinde insanların da taşınabildiği, bazı tiplerinde insanların binmesine müsaade edilmeyen, nispeten küçük, hızlı, basit yapılı asansörlerdir. Türk Standartları Enstitüsünün Mart 1989 tarihli “TS1108 – Yük taşımak için elektrikli asansörler” kapsamında incelenmektedir. 3.2.1.3 Servis asansörleri İlk kez 1960’larda elektronik olarak kontrol edilebilen servis asansörleri kullanılmaya başlanmıştır. Maksimum 1500kg.’a kadar yapılabilmektedir. Sağlık kuruluşları ve lokantalarda kullanılan servis asansörlerinin neme ve korozyona karşı dayanıklı, kolay temizlenebilen hijyenik yapıda olması istenmektedir. Bürolar, alışveriş merkezleri, bankalar, kütüphaneler, hastaneler ve oteller hizmet vermektedir. Bir insanın sığamayacağı boyutta olan ve tamburlu bir tahrik sistemi ile çalışan asansördür. 3.2.2 Tahrik yöntemine göre asansörleri Asansörler tahrik yöntemine göre halatlı ve hidrolik asansörler olarak ikiye ayrılır. 3.2.2.1 Halatlı asansörler Konvansiyonel asansör tesisleridir. Katlar arasındaki insan ve yük taşımacılığı halatlı donanımlar ile sağlanmaktadır. Kısa mesafeli ve düşük kapasiteli tesislerde (servis asansörü gibi) tamburlu vinç mekanizmasından yararlanır. Taşıma yüksekliğinin arttığı binalarda ise sürtünme bağından yararlanan tahrik kasnaklı sistemler kullanılmaktadır. Değişik taşıma kapasitelerinde çalışmaya imkân veren halatlı sistemlerde 2m/s’nin altındaki çalışma hızlarında redüktörlü (sonsuz vida veya planet mekanizması) alternatif akım motorlu olarak, 2m/s’nin üstündeki çalışma hızlarında ise redüktörsüz doğru akım motorlu olarak tasarlanırlar..

(27) 15. •. Redüktörlü Asansörler: Asansör tahrik grubunda AC motor ve bir redüktör. bulunmaktadır. Böylece kabin hızı, genelde bir sonsuz vida mekanizması ile ayarlanır. Bu tip asansörler, 10kg’dan 14000kg’a kadar kapasitelerde, 0.125m/s’den 2.0m/s’ye kadar olan hızlarda kullanılır. Dişli mekanizmalı asansörler, 10-12 katlı ofis binalarında ve 25 katın altında bulunan apartmanlarda kullanılır. •. Redüktörsüz Asansörler: 1903 yılında ilk defa New York’da Beower binasında tesis. edilen bu asasör, genellikle yüksek katlı binalardaki yüksek hızlı asansörlerdir. Bu asansörün hızı 2.0m/s’den fazladır. 3.2.2.2 Hidrolik asansörler Tahrik yeteneğinin hidrolik pompa ünitesi tarafından sağlandığı asansör tasarımıdır. Hidrolik yağının bir pompa ile kaldırma pistonlarına iletildiği ve kabinin direkt veya indirekt olarak pistonlar ile hareket ettirildiği sistemdir. Kaldırma yüksekliğini arttırmak için palangalı donanım da kullanılmaktadır. Yüksek taşıma mesafelerinde sadece indirekt sistemler kullanılabilir. İndirekt sistemlerde kabin hızı silindir hızının iki katında olduğu için yüksek hızlarda indirekt sistemler daha avantajlıdır. Kaldırma kapasitesi 20 ton’a kadar arttırılabilir. Hidrolik asansörler hem yolcu hem de yük taşımak için kullanılır. Bu tip asansörler, 2 ile 6 kat yüksekliğe ve 0.125m/s ile 1m/s arasındaki hızlarda çalışır. Genellikle hidrolik asansörler 0.75m/s hızla çalışır. Tek silindirli hidrolik asansörler ile 1000kg – 10000kg yükler, çift silindirli hidrolik asansörler ise 10000kg – 90000kg yükleri taşıyabilir. Hidrolik asansörler düşük katlı binalarda kullanılabilir, fakat insan taşımasından daha çok yük taşımasında kullanılır. 3.3 Asansör mekanik donanımı Yaygın olarak binalarda tesis edilen, halatla tahrik edilen asansörlerin genel bölümleri ile kullanılan makina parçaları ile Şekil 3.1’de gösterilmiştir. Asansörlerin belli başlı parçaları şunlardır..

(28) 16. Şekil 3.1 Asansör tesisine ait bölümler 3.3.1 Asansör kuyusu (boşluğu) Asansör kuyusu asansör hızı ve kabin boyutlarına göre dizayn edilen ve kabin ile karşı ağırlığın düşey doğrultu boyunca hareket ettiği, etrafı yanmaya karşı dayanıklı duvarlarla çevrilmiş olan boşluktur. Kabinin en son duraklarda bulunma durumuna göre, üstte ve altta belirli bir miktarlarda emniyet boşlukları vardır. Üst boşluğa baca, alt boşluğa kuyu adı verilebilir. Asansör boşluğu duvarlarında, tabandan tavana kadar kesinlikle ahşap malzeme kullanılmamalıdır. İki.

(29) 17. veya daha fazla kabin aynı kuyu içerisinde çalıştırılacaksa, iki kabin arasına koruyucu bir paravan konulmalıdır. 3.3.2 Makina dairesi Asansör makinası ve kumanda tablosunun, ana şalter, hız regülatörü ve saptırma makarasının da bulunduğu mekana makina dairesi denir. Makina dairesi, çok kez asansör boşluğu üstünde olduğu gibi, altta veya yanda da yapılabilir. Makina dairesi dış etkenlerden korunmuş, rutubetsiz, yeteri aydınlıkta (en az 200 lüx), geçiş yolu ve kapılarının en az 1,8 metre yüksekliğinde ve 0,6 metre genişliğinde olduğu, iyice havalandırılmış, ortam sıcaklığı 5oC ila 40oC arasında kapalı bir mekân olmalıdır. Binanın kullanım özelliğine ve makina dairesinin konumuna göre ses ve titreşimleri absorbe edici şekilde dizayn edilmelidir. Makina dairesinin bir kapısı veya kapağı bulunmalı ve kilitli olarak durmalıdır. 3.3.3 Kabin Asansör kabini yük ve insanların katlar arasında taşınmasında kullanılan çelik profil iskeleti ile askı halatlarına bağlı, kapılı veya kapısız olabilen çelik konstrüksiyonlardır. Kabinler çelik bir zemin veya taşıyıcı bir iskeletten meydana getirilir. Kabin iskeleti yan duvarlar ve tavanla kaplanarak kapalı bir hacim yaratılır. Kabinler asansör trafik durumuna ve taşıdıkları yük miktarı ve cinsine göre şekillendirilir. Kabin, duvar ve tavan kalınlığı en az 2 mm saçtan olmalı, eni ve boyu arasında en az 0,5 oranı bulunmalıdır. Kabin malzemesi olarak farklı malzemeler kullanılabilir ancak aranacak temel nitelik sağlamlıktır. Ayrıca kabinde kullanılan malzemeler kolayca tutuşmamalıdır. Korumalı camların kalınlığı en az 4mm, telli camların kalınlığı ise en az 6mm olmalıdır. 3.3.4 Patenler Kabin ve karşı ağırlık ayrı ayrı kılavuz rayına patenler ile alt ve üst kısımlardan kılavuzlanmalıdır. Kılavuzlanma yapan patenler, kayan paten, dönen paten ve tekerlekli paten.

(30) 18. olmak üzere üç farklı tiptedir. Kayan patenler 2m/s’nin altındaki hızlarda çalışan asansörlerde kullanılır. Kayma süresi, kabin hareketine ilave bir kuvvet yaratabilmekte ve kılavuz rayına sabit basınç uygulamaktadır. Pabuçların gövdesi dökme demirden, tampon bölgesi neopran veya benzeri özellikte plastik malzemeden imal edilir. Aşınma dayanıklılığını arttırmak ve daha uzun ömür sağlamak için molibdenisülfat ilave edilmektedir. Kılavuz raylar otomatik olarak gresle yağlanmak suretiyle sürtünme direnci azaltılmakta ve çalışma koşulları iyileştirilmektedir. Döner patenler, yüksek hızlı asansörlerde tercih edilmektedir. Ancak yumuşak bir kullanım ve sürtünme kayıplarının azaltılması nedeniyle güçten kazanç sağlanması nedeniyle orta hızlı asansörlerde de kullanılmaktadır. Tekerlekli patenleri kılavuz raylara sürekli temas halinde bulunan üç adet kendi etrafında dönebilen ve rulman yataklı tekerlekten oluşmaktadır. Tekerlekler, plastik veya poliüretandan imal edildiğinden titreşimler oldukça azaltılmıştır. Sessiz çalışma, düşük sürtünme kayıpları sağladığından tercih edilmektedir. Tekerlekli patenlerin bulunduğu kılavuz raylar yağlanmamış olarak bulunmalıdır. 3.3.5 Kat kapıları Asansör duraklarındaki kapılar basit, yarı otomatik (çarpma kapı) yada tam otomatik olabilir. Her türlü halde, güvenlik için kapı tam olarak kapanmadan ve sürgülü emniyet sağlanmadan kabin hareket etmemeli, aynı zamanda, kabinin bulunmadığı durakta kat kapısı açılmamalıdır. Kat kapıları açılma biçimlerine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir. •. Tek ve çift kanatlı çarpma kapı. •. Katlanabilir ya da yana toplamalı kapı. •. Ortadan açılan kapı. •. Yukarı kaymalı kapı. •. Özel kapılar. Asansörün kullanım şekline ve taşıma kapasitesine uygun kapı seçilmelidir. Kapılar en kısa zamanda açılıp kapanabilmeli ve insanların aynı anda giriş-çıkış yapabilmesine imkân.

(31) 19. verilmelidir. Standart asansör kapılarının genişlikleri 700 ila 1100mm arasında, yüksekliği ise 2000mm olacak tarzdadır. Yük asansörleri genellikle çift kapılı olarak yapılırlar. Kat kapılarında cam pencere bulunacaksa döşemeden 1150mm yükseklikte ve 100mm genişliğinde 600 mm uzunluğunda olmalıdır. Her asansör kapısı bir kapı kontağı adı verilen bir kontakla donatılmıştır. Bu kontak, kapı iyice kapanmadıkça güvenlik devresini keserek kabinin hareketine engel olması, iniş ve binişlerdeki emniyet açısından çok önemlidir. 3.3.6 Kılavuz raylar Kılavuz raylar, asansör tesisinde kabini ve karşı ağırlığı düşey hareketlerde ayrı ayrı kılavuzlamak ve yatay hareketlerini minimuma indirmek, paraşüt tertibatının çalışması durumunda kabini durdurmak maksadıyla kullanılır. Kabin ve karşı ağırlığın düşey doğrultularını korur, dönmesini engeller. Aynı zamanda, paraşüt düzeninin kabini tutmak için kullanacağı elemanlar raylardır. Genellikle soğuk çekme çelik T-profilleri kullanılır. Karşı ağırlık için, gergin yuvarlak profilli çelik çubuktan, ya da köşebentten yapılabilir. Asansör kılavuz rayları ve bağlama pabuçları TS 4789’da ele alınmıştır. 3.3.7 Karşı ağırlık Kabin ağırlığını ve tam yükün de 0,4 ya da 0,5’ini karşılayacak değerde seçilir. Kolay taşınabilmesi ve miktar ayarlanması bakımından birbiriyle bağlanabilecek dökme demir parçalar halinde yapılır. Karşı ağırlık, çelik bir çerçeve, yardımcı ağırlıklar ve çelik çerçeveye tutturulmuş yönlendirme elemanlarından oluşmaktadır. Yardımcı ağırlıklar genellikle dökme demirden veya çelik levhalardan imal edilebilir..

(32) 20. 3.3.8 Askı elemanı Asansörlerde genellikle yük taşıyıcı elemanlar çelik tel halatlardır. TS 1918/7 veya DIN 3058 Seale tipi halatlar asansörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. İnsan taşıyan asansörlerde en az iki halat kullanılmalı ve halat çapı 8mm’den az olmamalıdır. Çelik tel halatlar zamanla eskimekle beraber ani olarak kopmaya karşı güvenli elemanlardır. Periyodik muayenelerde kullanılamayacak duruma gelip gelmedikleri test edilerek anlaşılmalıdır. İşletme ömürleri 5 ila 15 yıl arasında olup, asansör şartlarına göre değişiklik göstermektedir. 3.3.9 Hız regülatörü Hız regülatörü, asansör iniş hızı, nominal değerini %25 kadar aştığı takdirde paraşüt tertibatını harekete geçirerek, paraşüt frenini etkiler ve motorun enerjisini keser. Hız regülatörü, asansör boşluğunun üst tarafında, makina dairesinde bulunur. Regülatör halatı kabinin hareketlerini, regülatör kasnağına iletir. Aşırı hız halinde sıkıştırılan bu halat paraşüt mekanizmasını harekete geçirir. Hız regülatörleri genellikle “hız sınırlayıcı” olarak görev yaparlar. Ancak hızı düzenleyen hız regülatörleri de yapılmıştır. 3.3.10 Son kat şalteri Son kat şalterleri kabin en alt ve en üst durumlarını sınırlarlar. Kabine veya makina dairesi zeminine tespit edilirler ve kabin tarafından çalıştırılırlar. Son kat şalterlerinin hem güvenlik devresini hemde motor ana devresini kesen tipleri vardır. 3.3.11 Paraşüt tertibatı Halat kopması veya iniş hızının aşırı derecede artması halinde, asansörü kılavuz raylar üzerinde frenleyerek durdurur. Kabinin üst veya alt kirişlerine yerleştirilir. Elektrikli, hidrolik veya pnömatik sistemler güvenli olmadığından mekanik olarak çalışırlar. Ani frenleyerek kısa.

(33) 21. mesafede durdurma, atalet kuvvetleri yüzünden gerek insan, gerekse taşıyıcı elemanlar üzerinde zararlı etki yapacağından, yumuşatıcı ve kaydırıcı paraşüt freni uygulanır. Sert frenler kılavuz rayları da zedeleyebilirler. Tutma mesafesi 1-2 cm olan paraşüt frenler, sakıncalarından dolayı önemini yitirmiştir. Paraşüt düzenlerinin regülatörlerle birlikte kullanılması tüm asansör kabin ve platformları için zorunludur. Karşı ağırlığın hareket alanı altında, insanların bulunduğu konut, büro, toplantı salonları gibi yerler varsa karşı ağırlık da paraşüt düzeni ile donatılmalıdır. Kabinin aşağı yönde hareketi sırasında normal hızının 1,4 katını aşması, halatların kopması veya halatların birinin fazla uzaması halinde, kabin paraşüt tertibatı vasıtasıyla kılavuz raylara tespit edilir. Bu tertibat kabinin altına veya üstüne yerleştirilir. Bu sırada motor ve fren şebekeden ayrılır. 3.3.12 Tamponlar Arıza yüzünden en alt durakta durmayıp yoluna devam eden kabin ve karşı ağırlığın zemine çarpışını yumuşatmak üzere, asansör hızına göre, elastik tamponlar, yay tamponlar veya hidrolik tamponlar kullanılır. Elastik tamponlar, elastik bir dayanak olarak imal edilmektedir. Bu dayanaklar doğrudan sabit kaideye, temele veya kabin ve karşı ağırlığa monte edilebilir. Yaylı tamponlar, kabin hızları 1,25m/s’den az olan asansör tesislerinde kullanılır. Yaylı tamponlar, kinetik enerjiyi yayların yüksek elastikliği sayesinde absorbe ederler. Hidrolik. tamponlar,. 1,6m/s’den. daha. yüksek. hızlarda. çalışan. asansör. tesislerinde. kullanılmaktadır. Hidrolik tampon tasarımında genelde asansörlerin hem kabinleri hem de karşı ağırlıkları için aynı konstrüksiyonlar uygulanmaktadır..

(34) 22. 3.3.13 Asansör makinası Asansör makinası, genellikle elektrik motorlu ve tahrik kasnaklıdır. Redüktörlü ve redüktörsüz olmak üzere iki çeşidi vardır. Sonsuz vida mekanizmasının, sessiz çalışması, küçük hacimde büyük çevrim oranı sağlaması ve düşük veriminin frenlemeye yardımcı olması yönünden asansörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Asansörlerde redüktör olarak, yaygın olarak kullanılan sonsuz vida mekanizmasının dışında planet mekanizmaları da kullanılmaktadır. Günümüzde asansörlerde genellikle sincap kafesli asenkron motor kullanılmaktadır. Tek devirli asenkron motorlar, hızı az olan asansörlerde kullanılır. 0,75m/s’den fazla hızlı asansörlerde, özellikle duruş sırasındaki negatif ivmeli hareketin verdiği rahatsızlığı azaltmak için, kutup sayısı değişebilen “çift devirli” motor uygulanır. Redüktörsüz asansörlerde, tahrik kasnağı doğrudan doğruya, güçlü doğru akım elektrik motorunun miline kama ile bağlıdır. 3.3.14 Elektrik donanımı Makina dairesinde, bir tablo üzerinden ana şalter ve sigortalar bulunur. Elektrik motorunun çalıştırılması, otomatik frenin gevşetilmesi, aydınlatma, emniyet ve kumanda düzenleri için çeşitli devreler düzenlenir. Kumanda devrelerinde ve kabinde 250V’un üzerinde gerilim bulunmamalıdır. Bütün metal elemanlar ayrı ayrı topraklanır. Raylar için topraklama iletkeni kullanılmaz. 3.3.15 Kumanda düzeni Asansörlerin kolay, rahat, düzenli ve güvenli bir şekilde kullanılmaları kumanda sistemleri ile gerçekleştirilir. Basma düğmeli kumanda, röleler ve şalterler aracılığıyla istenen hareketi yerine getirilebilir. Küçük çocuklar dışında herkes tarafından kullanılabilir. Basma yerine manyetik veya elektronik yoldan dokunma ile görev yapan düğmeler de vardır. Düğmeli kumanda, kabinin dışından ve içinden verilmesi bakımından iç ve dış kumanda olarak ikiye ayrılır. Küçük yük asansörleri sadece dış kumandalıdır. Genellikle iç ve dış kumanda sistemleri birlikte uygulanır ve.

(35) 23. iç kumandaya öncelik verilir. Kabin zemin kontağı olan asansörlerde, kabine insan girmesi ile dış kumanda tamamen kesilir. Diğerlerinde röleler aracılığıyla iç kumanda 2 ila 5 saniye arasında öncelik verilir. İç kumanda verilmemişse bu süre sonunda asansör dış kumandaya uyarak hareket eder. Asansör fonksiyonlarına etkisi yönünden düğmeli kumanda çeşitleri, basit kumanda, toplamalı kumanda ve grup kumanda olarak sayılabilir. Basit kumanda, bir asansörün aldığı hareket kumandalarını tek tek ve arka arkaya yerine getirilmesini gerçekleştiren düzendir. Toplamalı kumanda, iç ve dış kumandaları kaydedip toplayan, asansör gidiş yönüne ve sırasına göre yerine getiren düzendir. Toplamalı kumanda sisteminin, basit kumandaya göre, bir asansörün çalışmasında zaman kazanmak, boş hareketleri azaltmak, daha az elektrik enerjisi sarfiyatı sağlamak ve trafik akımını arttırmak gibi üstünlükleri vardır. Grup kumanda, toplamalı kumanda özelliğindeki birçok asansörün bir arada, aynı dış kumandalarla, en uygun ve en ekonomik şekilde çalıştırılmasını sağlayan düzendir..

(36) 24. BÖLÜM 4. 4. ASENKRON MOTORLAR. 4.1 Giriş Asenkron motorları ev gereçleri, endüstriyel kontrol ve otomasyonda en yaygın kullanılan motorlardır. Sağlam, güvenilir ve dayanıklıdırlar. İndüksiyon motoruna tavsiye edilen seviyelerde (etiket eğerinde) güç sağlandığında anma hızında çalışır. Ancak çoğu uygulamada değişken hızda çalışmaya gerek duyulur. Daha önceleri mekaniksel dişli sistemleri, değişken hız elde etmek için kullanılmışlardır. Son zamanlarda güç elektroniği kontrol sistemleri, motor kontrolünde mekanik sistemlerin yerini almıştır. Bu elektronik bileşenler, sadece motorun hız kontrolünü yerine getirmekle kalmaz aynı zamanda motorun dinamik ve kararlı durum karakteristiklerinde de iyileşme sağlarlar. Asenkron motor kontrolü, motorun nonlineer karakteristiklerine bağlı olarak komplekstir. V/f kontrol yöntemi yaygın olarak kullanılan hız kontrol yöntemidir. Vektör kontrol yöntemi ise halen geliştirilen yeni bir yaklaşımdır. 4.2 Asenkron Motorların Temelleri Bir asenkron motorunu DC motordan ayıran en belirgin özellik, kolektör ve fırçaların olmaması ve motorun dönebilmesi için AC beslemeye ihtiyaç duymasıdır. Uçlarına anma frekansında anma gerilimi uygulandığında motor, kalkış akımının ardından anma devrine ulaşınca anma akımı çekerek dönmeye devam eder..