rivalo
Connect with us
   

 

    40 Bin Üyemiz Arasına Katılın! E-Bülten'e kayıt olun
E-Posta:

Elektrik Motorları

Elektrik motorları ve faydada verimlilik esası

Yayın Tarihi:

on

Kemal Süme
Süme Endüstri

 

 

Kaynakları sınırlı olan dünyamızda, düşük maliyetle yüksek faydayı üretmek verimlilik kavramının temel düsturudur. Bunun yanında, kullanılagelen her üründen kullanım ömrü boyunca en yüksek faydayı sağlamak ve kullanım maliyetlerini en düşük noktaya çekmek ise “verimliliğin sürdürülebilir olması” bakımından önemlidir.

Bu iki sınıflandırmayı üretimde verimlilik ve faydada verimlilik olarak tanımlayabiliriz.

Üretimde verimlilik, Sanayi Devrimi’nden bu yana süregelen ve son elli yılda hız kazanan çeşitli araştırma geliştirme yatırımları ve özellikle son çeyrek yüzyılda edinilen ilave bilgi teknolojileri ile güncel durumda mümkün olabilecek en iyi pozisyona yaklaşmış durumdadır.

Faydada verimlilik ise belki de üretimde verimlilikten daha fazla üzerinde durulması gereken bir kavramdır. Ancak günümüzde üretici firmaların ticari kaygıları/hedefleri, tüketicilerin değişen ya da değiştirilen kullanım alışkanlıkları ve diğer sosyal ve/veya ticari sebepler dolayısıyla faydada verimlilik güncel durumda mümkün olabilecek pozisyonun oldukça gerisindedir. Genel bir ifadeyle üretimde verimlilik artarken faydada verimlilik ya sabit kalmakta ya da düşmektedir.  

Faydada verimlilik kavramını sanayide kullanılan elektrik motorları üzerinde değerlendirelim. Türkiye’de kullanılan elektrik motorlarının yaklaşık %3’lük kısmı DC, kalan %97’lik kısmı AC grubu motordur. Son dönemde önem kazanan ve yasal olarak da desteklenen enerji verimliliği sınıflandırmasına göre IE1 düşük verimli, IE2 standart verimli, IE3 yüksek verimli ve IE4 süper yüksek verimli motorlar olarak değerlendirilmiştir. Bu değerlendirmede temel kriter motorda kullanılan iletken miktarı ve kalitesidir. Temel amaç mekanik ve elektriksel kayıpların azaltılmasıdır. En az mekanik/elektriksel kayba sahip motor en yüksek verimli motordur.

Özellikle son on beş yılda elektrik motorlarında verimlilik oranlarının yükseltilmesi amacıyla birtakım çalışmalar yapılmış ve ciddi bir kamuoyu oluşturulmuştur. Ancak bize göre, 1880’li yıllarda Nicola Tesla’nın icat ettiği indüksiyon motoru ile bugün üretilen IE2 veya IE3 verim sınıfındaki elektrik motorları arasında temel prensipler bakımından ciddi bir fark yoktur. Ancak son dönemde üretimine başlanan, sürücü ile yol verilen IE4 verimli elektrik motorları, yeni nesil elektrik motorlarının başlangıcı olacaktır.

Türkiye’de imalat sanayiinde halihazırda yaklaşık 5 milyon adet AC elektrik motoru (7,5 kW ve üzeri) olduğu tahmin edilmektedir. Bunun da yaklaşık %60’lık kısmı IE1 düşük verim sınıfındadır. Beklenti, düşük verimli bu motorların en kısa sürede IE3 ve IE4 verim sınıflarındaki yeni motorlar ile değiştirilerek elektrik tasarrufu sağlamaktır. Ancak bu değerlendirmeyi yaparken bakılması gereken temel kriterlerden birisi de her bir motorun yıllık çalışma saati sayısı ve yüklenme durumudur.

Herhangi bir sistemdeki elektrik motorlarının yıllık çalışma saatini ve ortalama yüklenme durumunu (tam yük/%80 yük vb.) baz alarak herhangi bir markanın IE3 veya IE4 verim sınıfındaki verim değeri ile kıyasladığımızda o motor için optimum fayda katsayısına ulaşabiliriz. Yıllık enerji sarfiyatımız ile optimum fayda katsayısının birlikte değerlendirilmesi, mevcut motorların yenilenip yenilenmemesiyle ilgili yatırım kararı vermemizde yol gösterici olacaktır. Bu kriterler göz ardı edilerek mevcut tüm motorların çöpe atılması/hurdaya ayrılması nispi enerji verimliliği sağlarken sürdürülebilir fayda konusunda başarısız kalmamıza ve milli servet israfına yol açabilecektir. Bu üzerinde düşünülmesi ve hesaplar yapılması gereken önemli bir konudur. Bu konuda danışmanlık hizmetlerimiz de mevcuttur.

Bahsi geçen değerlendirme kriterimize göre, yenilenmesi çalışma saatleri ve yüklenme durumları açısından uygun görülen ve uygun görülmeyip kullanımına devam edilen motorlardan nasıl daha fazla fayda elde edilebileceğini ve kullanım ömrünün uzatılabileceğini düşünmek verimlilik konusunun göz ardı edilen diğer tarafıdır. Yazımızın başında değindiğimiz faydada verimlilik kavramı daha çok konunun bu tarafı ile ilgilidir.

İşletmelerde hemen her makinada olduğu gibi elektrik motorlarında da kestirimci (önleyici) bakım çok önemlidir. Hareket mekanizmasının kalbi olan elektrik motorları, imalatın kritik noktalarında yedeklenmeli ve/veya kestirimci (önleyici) bakımları rutin olarak uygulanmalıdır. Sektörlere göre değişiklik göstermekle birlikte elektrik motorlarından kaynaklanan planlanmamış duruş sürelerinde kaybedilen maddi değer, genel olarak motorun bakım ve/veya kendi değerinden çok daha fazla olmaktadır.

Kestirimci (önleyici) bakım konusunda, elektrik motoru kullanıcıları bu iş için eğitimli ve elektrik motorları konusunda uzman personel istihdam edebilecekleri gibi, elektrik motorlarının servislik hizmetini veren firmalar ile süreli veya süresi anlaşmalar yaparak ta (ki tecrübe ve maliyetler bakımından önerilen budur) çözüm sağlayabilirler. Firmamızın da bu konuda çeşitli bakım sözleşmeleri mevcuttur.

Elektrik motorları için kestirimci (önleyici) bakım kapsamında gözlem ve kontrol çok önemlidir. Söz konusu motorun yüklenme durumu ve bu duruma göre çekmesi gereken nominal akım, gövde ısı değeri (soğutma kontrolü vb), rulman sesi ve rulman yatağı ısı düzeyi, titreşim kontrolü, db cinsinden müsaade edilebilir değerlere göre ses düzeyi bakılması ve gözlenmesi gereken en önemli hususlardır. Bu kontrollerden herhangi birinde görünen olumsuzluk, elektrik motorunun “tahmin edilemeyen herhangi bir zamanda” arıza yapacağı anlamına gelmektedir. Tamamının kontrol edilmesi mümkün olmayan veya anlaşılamayan durumlarda bakılması gereken asgari unsur motorun mevcut yükte çekmesi gereken nominal akımlarıdır. Bir elektrik motorunun gereğinden fazla akım çekmesi ile yüksek ateş şikâyeti ile hastaneye giden insanın durumu mantık ve kıyas olarak aynıdır.

Bahsi geçen gözlem ve kontrollerde görünen olumsuzluk, mümkün olan en kısa sürede planlı duruş yaparak bakım sorumlusu nezaretinde giderilmeli veya var ise yedek elektrik motoru ile değiştirilmelidir.

Kullanım şartlarına bağlı olarak değişkenlik göstermekle birlikte, bir elektrik motorunda meydana gelebilecek arızalar ve sebepleri genel olarak şöyledir:

Bobin yanması (kavrulma): En sık görülen arıza şeklidir. Motorun aşırı yüklenmesi veya zorlanması sebebiyle fazla akım çekmesi ve zaman içerisinde bobinlerin yanmasıdır. Bağlı olduğu makinada meydana gelen ve motoru zorlayan bir arıza, rulmanlarda oluşan yağsızlık ve sıkışma, eksenden kaçık olarak yapılan montaj, motorun uygun montaj pozisyonunda çalıştırılmaması, yanlış elektrik bağlantısı, motorun imalatında veya tamir bakımında yapılan hatalar, şebeke elektriğinde meydana gelen değişkenlikler, ortam ısısının fazlalığı, bağlı olduğu bölgedeki rakımın yüksekliği, ortamdaki toz ve nem oranının motorun standart değerlerinden farklı olması vb. unsurlar bu arızaya sebep olabilmektedir. En sık görünen arıza şekli olmasına rağmen kestirimci bakımlarla önlenebilirliği en kolay arıza şeklidir.

Bobin yanması (patlama): Motor bobinlerinin herhangi bir yerinde oluşan lokal patlama şeklindeki arızadır. Motorun imalatında veya tamir bakımında yapılan hatalar, şebeke elektriğinde meydana gelen değişkenlikler, motor izolasyonunu bozacak şekilde su girmesi veya nemlenmesi, motorun içerisindeki parçalardan birinin döner alanda sıkışması vb. unsurlar bu arızaya sebep olabilmektedir.

Rulman bozulması: Motorların genel olarak ön ve arka tarafında bulunan ve eksende dönmesini sağlayan rulmanların bozulmasıdır. Yağlanabilir motorlarda belirtilen periyodlarda yağlama yapılmaması, motorun aşırı tozlu veya nemli ortamda çalıştırılması, motor toz ve su keçelerinin eskimesi, uygun marka ve kalitede rulman kullanılmamış olması, kullanım ömrünü tamamlamış rulmanların değiştirilmemesi, hız kontrol cihazı ile çalışan büyük motorlarda (genel olarak 90 kW üzeri) izoleli rulman kullanılmaması vb. unsurlar bu arızaya sebep olabilmektedir.

Motor mili kopması ve gövde deformasyonu: Motorların millerinde ve bağlantı alanlarında veya gövdede meydana gelen kırılmalar ve deformasyonlardır. En sık görünen sebebi motorun eksenel ve radyal yük dengelerine göre yanlış ve/veya eksenden kaçık olarak seçilmesi veya montaj edilmesidir. Motor miline bağlanan güç aktarım elemanının (kasnak, kaplin, hidrokaplin, redüktör vb.) yanlış seçilmesi ve/veya montaj hataları da bu arızaya sebep olan unsurlardandır.

Verimsiz çalışması: Motorun verimsiz ve istenen performansta çalışmaması da arızaları arasında değerlendirilmesi gereken başlıklardandır. Motorun imalatında veya tamir bakımında yapılan hatalar sebep olabileceği gibi, zamanında yapılmayan periyodik bakımlar da bu arızaya sebep olabilmektedir.  

Bu arızaların tamamına yakını ya motorun imalatını yapan fabrika tarafından (iki yıllık garanti süresi göz önünde bulundurularak) ya da sektörde kendini ispatlamış ve alanında uzman firmalar tarafından giderilmelidir. Duruş sürelerini kısaltmak ve daha ekonomik çözümler bulmak bakımından ikinci seçenek önerilmektedir. Garanti süresi dolmamış ürünler istisna olabilir.

Elektrik motorları bakımı ve tamiri alanında faaliyet gösteren firmaların tamamına yakını, piyasada “bobinajcı” olarak bildiğimiz, birçoğunun sadece motorun sadece sargısıyla ilgilendiği firmalardır. Oldukça yakından takip eden ve bilen bir gözle söyleyebiliriz ki bu firmalardan birçoğu maalesef değerli bir ürün olan elektrik motorlarını yanlış müdahalelerle değersiz ve verimsiz bir hale getirmektedirler. Bunun sonucu olarak birçok alanda olduğu gibi elektrik motorları kullanıcıları da sürdürülebilir fayda elde edebilecekleri ürünlerinden vazgeçmekte ve gerekli olmasa dahi yenileme yoluna gitmektedir. Anlatımda basit olan bu durumun, birçok hammadde ve üründe dışa bağımlı olan ülkemizin dış ticaret açığında ve milli servet kaybında az veya çok pay sahibi olduğu açıktır.  

Elektrik motorunun bakım ve tamiri konusunda firmamız Süme Endüstri, gerekli tüm analiz ve ölçümleri yapmakta ve karar aşamasında kullanıcılarına teknik veri sunmaktadır. Tamir bakım işlemi yapılan ürünler için talep edilmesi durumunda akredite laboratuvarda değer alma ve yük testleri uygulanmaktadır.

Elektrik motorlarının tamir bakımında yapılagelen en önemli hatalar şunlardır:

Demontaj hatası: Demontaj, elektrik motorunun tamir bakımı prosedürlerinde en fazla dikkat edilmesi gereken ancak en çok göz ardı edilen işlemlerdir. Motorun bağlı olduğu makinadan sökülürken itinalı olunması hem arıza sebebinin keşfi hem de montaj aşamasında yapılabilecek hataların önlenmesi bakımından önemlidir. Aynı şekilde motorun kendi demontajı da benzer sebeplerle önemsenmeli ve hassas eller/ekipmanlar yordamıyla yapılmalıdır.

Sargı söküm hatası: Bobin sargısı sökümü elektrik motorunun tamir bakımı prosedüründeki en kabiliyet isteyen iş olmasına rağmen tıpkı demontaj gibi ihmal edilen işlemlerdendir. Bobinlerinde yanma olan bir motor için sarım kararı alındığında öncelikle mevcut bobinlerin sökülmesi gerekmektedir. Bu bobinler sökülürken, motorun orijinal sarım değerlerine ve şekline uygun olup olmadığı incelenmeli ve değerler sarım aşamasında tekrar kontrol edilmek üzere kayda alınmalıdır. Söküm yapılırken kullanılan aparatlar uygun seçilmeli ve stator ankuş alanları kesinlikle deforme edilmemelidir. Bobin tellerinin çıkarken sürtünmesi ankuş boşluklarına ciddi anlamda zarar vermekte ve ilave boşluk oluşturabilmektedir. Böyle bir durumda bobinleri yeniden sarılan motorda orijinal değerlere uygun tel kullanılsa dahi ankuş boşlukları kalacağı için kayıplar artacak, motor yüksek akım çekecek ve beklenen gücü veremeyeceği için yeniden yanacaktır. Süme Endüstri bu konuya azami önem göstererek oluk alanını orijinal ölçülerde tutmakta, mümkün olmayan durumlarda motorun tamirini yapmayı etik bulmamaktadır.

Stator ve rotor sacı ölçüm hatası: Bu başlığa hata demek doğru olmayabilir, eksiklik daha uygun bir ifade olacaktır. Zira stator ve rotor sacı silis kalitesini ölçen, ölçme gereği duyan ve önemini bilen firma sayısı maalesef ülkemizde bir elin parmaklarından bile azdır. Zaman içerisinde sürekli aşırı ısınma ile yanan motorların birçoğunda -kullanılan malzeme kalitesine bağlı olarak- silis düşüklüğü söz konusudur. Silis kalitesi ve durumu çeşitli analizlerle (bir tanesi LEAP analizi/ABB), değerlendirilmeli ve stator, rotor paketlerinde silis derecesi uygun olmayan motorlar için kayıplar çok fazla çıkacağı için bobin sarımı yapılmamalıdır. Süme Endüstri silis derecesi düşük motorların tamirini yapmayı etik ve uygun bulmamaktadır.

Rotor kısa devre ölçüm hatası: Bu başlığın da bir önceki gibi eksiklik olarak değerlendirilmesi gerekmektedir. Aynı şekilde, motorun rotoru içerisinden geçen kısa devre çubuklarının (alüminyum veya bakır), iç kısımdan kırık, kopuk vb. şekilde arızalı olup olmadığı da ölçebilen, gerek duyan, bilen firma sayısı da oldukça az ve yetersizdir. Bu iş için özel röntgen cihazları kullanılmaktadır. Motorun performansı için oldukça önemli bir kriterdir. Süme Endüstri gerekli durumlarda bu testleri ve değerlendirmeleri yapmaktadır. Rotorunda sorun olan motorların birçoğunun tamir bakımı firmamızca uygun bulunmamaktadır.

Sarım hatası: Motorun tamirindeki en önemli kısımdır. Tamamen demonte edilen ve yapılabilirliği onaylanan motorun bobinlerinin emaye derecesi uygun ve orijinal kesit ve sipirlerde ayarlanmış tellerle hazırlanması gerekmektedir. Bunun yanında stator oluk yalıtımlarının da kaliteli ve yüksek ısıya dayanımlı izolasyon malzemesi ile yapılması gerekmektedir.

Sarım teli konusu çok önemlidir. Maalesef tamir bakım konusunda faaliyet gösteren firmaların çoğu maliyetlerini düşürmek ve ucuz rakamlarla iş yapabilmek amacıyla belirli dönemlerde stokları için yüksek miktarlarda bobin teli alımı yapmaktadırlar. Elektrik motorlarından kullanılan bobin tel çap ve kaliteleri geniş bir aralıkta olduğu için her bir tipten alım yapamayan/yapmak istemeyen firmalar “ortalama tip ve ölçülerden” topluca ve ucuz olarak alarak her güç ve devirdeki motoru bu ortalama ölçülerdeki bobin telleri ile sarmaktadırlar. Kimi firmalar bunun bir sahtecilik olduğunu bilirken kimileri de önemli olanın stator oluk alanının bir şekilde dolması gerektiğini ve orijinal ölçülerde kullanılmasının çok da önemli olmadığını düşünürler. Bu yaklaşım kesinlikle uygun değildir.

Son dönemde Uzakdoğu’dan kayıt dışı gelen “emaye kaplı alüminyum teller” de yine maalesef fazlaca kullanılmakta ve tamir bakım gören elektrik motorlarının çöp olmasına sebep olmaktadır.

Buna ilave olarak bilinçsiz kullanıcıların elektrik motorunun tamir bakımına sadece fiyat odaklı bakmaları ve “hangi firma yaparsa yapsın çalışıyor” şeklinde yorumlamaları da kesinlikle uygun değildir. Fizik kuralları gereği, çok afaki bir hata yapılmadığı sürece sarılan her motor çalışır. Buradaki kriterler, motorun tamir bakımdan sonra ne kadar akım çektiği, ne kadar güç ürettiği, istenen torku sağlayıp sağlayamadığı gibi değerler olmalıdır. Motor bobininden geçen akım ile hortumdan geçen suyun mantığı tamamen aynıdır. Her iki durumda da normal şartlarda akım geçer, su akar ancak herhangi bir zorlanmada hortum patlar, motor yanar. Sebep ve sonuç iki durumda da aynıdır.

İzolasyon hatası: Sarımdan önceki ve sonraki önemli bir adımdır. Elektrik motorunun oluk yalıtımları ve sarımı tamamlandıktan sonra bağlantıları da orijinaline uygun olarak yapılır. Gerekli bandaj ve sabitlemeler yapılır. Bu aşamada son işlem bobin izolasyonudur. Piyasada genellikle vernik veya polyester gibi endüstriyel malzemeler kullanılır. Polyester, motorun yeniden arızalandığında, bobinler sökülürken bahsettiğimiz oluk boşluklarına sebep olabileceği için kesinlikle uygun değildir. Standart vernik ise ancak sonrasında fırınlama yapılacak ise kullanılmalıdır. Günümüzde hava kurutmalı vernik olarak anılan ve fırınlamaya ihtiyaç bırakmayan ürünler kullanılsa da uygunluğu halen tartışılmaktadır. Firmamız bu konuda mevcut motora göre en uygun yöntemi uygulamakta ve gerekli durumlarda fırınlama yapmaktadır.

Montaj hatası: Motorun sarım işlemlerinden sonra yapılan, parça değişikliği, rulman değişikliği vb. hususları bu başlık altında değerlendirebiliriz. Birçok alanda olduğu gibi elektrik motorunun tamir bakımında da mümkün olduğunca orijinal yedek parça kullanmak gerekmektedir. Özellikle, mil ve pervane gibi hareketli malzemelerde meydana gelebilecek balans, motorun kısa bir sürede tekrar arızalanmasına sebep olacaktır.

Montaj esnasında yapılan hatalardan biri de rulman değişimi hatasıdır. Uygun marka ve kalitede rulman kullanılmaması, rulmanların takılırken ısıtma cihazlarında ısıtılmadan kaba bir işçilikle takılması, kapak montajlarında kasıntı yapılması yine bu başlık altında değinebileceğimiz ciddi hatalardandır.

Test ve kontrol hatası: Bu başlık da hatadan çok bir eksikliği ifade etmektedir. Her üründe olduğu ve olması gerektiği gibi tamir bakımı yapılan elektrik motorlarında da test ve kontrol önemli bir prosestir. İşlemleri tamamlanan elektrik motorlarının standart olarak boşta (yüksüz) değer testlerinin yapılması zorunludur. Bunun yanında gerek görülür ise (arıza şekline ve müşteri beklentilerine bağlı olarak) yük testi yapmak da önerilmektedir. Türkiye’de yük testi yapabilen firma sayısı oldukça azdır. Firmamız bu konuda gerekli desteği verebilecek durumdadır.

Elektrik motorlarındaki arızalara ve sonrasında yapılagelen tamir bakım hatalarına değinmemizin temel sebebi, ana fikrimiz olan “faydada verimlilik” meselesinin elektrik motorları için daha anlaşılır olmasını sağlamaktır.

Konuyu mümkün olduğunca basit ve anlaşılabilir bir şekilde ele almaya gayret gösterdik. Faydada verimlilik, kaynakları gün geçtikçe azalan dünyamızda üzerinde düşünmemiz ve aksiyon göstermemiz gereken en önemli konulardan birisidir. Bu konuyu temel ilgi alanımız olan elektrik motorları üzerinde değerlendirerek, elektrik motoru tedariği, kullanımı, tamir bakımı ve değerlendirilmesi konularında daha hassas ve farklı bir gözle bakılmasını sağlamak amaçlanmıştır. Desteğe ve bilgi alışverişine ihtiyaç duyulan her konuda bizimle iletişim kurmanız memnun edecektir.

Unutmayın, fayda paylaştıkça verimlenir.

Türkiye endüstrisine, alana özel, spesifik yayınlar üreten MONETA Tanıtım’ın sektörel dergilerinin editörlüğünü yapmaktayım. Yeni nesil, dinamik yayıncılık anlayışıyla, dijital ve basılı mecralarda içerik geliştirmek için çalışmaktayız.

Advertisement

Trendler