Motor Koruma Şalteri (MPCB)(MKŞ) Nedir?

    Motor koruma şalterleri diğer bir adıyla MKŞ, adından da anlaşılacağı gibi, özellikle elektrik motorları için tasarlanmış özel bir elektrik koruma cihazı türüdür. Elektrik motorlarının çok sayıda uygulaması vardır ve her türden mekanik cihazı sürmek için kullanılır, bu nedenle onları motor koruma şalterleriyle(MKŞ) korumak çok önemlidir. Aşağıda ticari ve endüstriyel binalarda elektrik motorlarının kullanım alanına ait bazı örnekler mevcuttur:

  • Çatı tipi klimalar, soğutucular, kompresörler, ısı pompaları ve soğutma kuleleri.
  • Emiş ve enjeksiyon fanları ile klima santralleri.
  • Su pompalama sistemleri.
  • Asansörler ve diğer kaldırma cihazları.
  • İmalat süreçlerinde kullanılan endüstriyel konveyör bantları ve diğer makineler.

Elektrik motorlarının tüm bu endüstriyel ve ticari uygulamalarında motor koruma şalterleri elektriksel koruma sağlamada kilit role sahiptir.


Motor Koruma Şalteri Nedir ve İşlevleri Nelerdir?

    Motor koruma şalteri veya MKŞ, hem 60 Hz hem de 50 Hz motor devreleriyle kullanılabilen özelleştirilmiş bir elektromekanik elektriksel koruma cihazıdır. Motorlar için güvenli bir elektrik beslemesine olanak sağlayan işlevler ile donatılmıştır:

  • Kısa devreler, hatlar arası arızalar ve elektrik arızalarına karşı koruma sağlar. Motor koruma şalteri (MKŞ), kesme kapasitesinin altındaki herhangi bir elektrik arızasının oluşması durumunda devreyi keser.
  • Motor aşırı yük koruması, bir motor uzun bir süre boyunca nominal akım değerinin üzerinde elektrik akımı çektiğinde devreyi keserek koruma sağlar. Aşırı yük koruması normalde motor koruma şalterlerinde ayar sahası sayesinde ayarlanabilir.
  • Faz dengesizliklerine ve faz kaybına karşı koruma sağlar. Her iki durumda üç fazlı bir motora ciddi şekilde zarar verebilir, bu nedenle motor koruma şalteri, her iki durumda da hata algılanır algılanmaz motorun elektrik bağlantısını keserek motoru ve devreyi korur.
  • Motorun soğuması için zaman vererek, aşırı yükten sonra motorun hemen tekrar açılmasını önlemek için termal gecikme zamanı tanır ve bu sayede aşırı ısınmış bir motorun, tekrar çalıştırılarak kalıcı olarak hasar görmesinin önüne geçer.
  • Motor devrelerinin anahtarlama yapılması için de kullanılabilir. Motor koruma şalterleri bu amaç için buton veya mandal sistemi ile donatılmıştır.
  • Motor koruma şalterlerinin çoğu modelinde, MKŞ tetiklendiğinde açılan bir LED ekran bulunur. Bu gösterge, bir arıza meydana geldiğini ve arıza giderilene kadar elektrik motorunun tekrar devreye alınmaması gerektiğini gösteren görsel bir göstergedir.
  • Bazı motor koruma şalter modellerinde, aşırı yük olması durumunda bir soğuma süresinin girilmesine izin verir, ve bu sürenin ardından motor otomatik olarak yeniden başlar. (Opsiyonel bir uygulamadır, genelde çok tercih edilmemektedir Türkiye’de çok az talep gören bir uygulama olduğu için genelde ticari olarak sunulan ürünlerde böyle bir özellik bulunmamaktadır)
  • Elektrik motorları pahalı ekipmanlardır, bu nedenle motor koruma şalterlerinin ekonomik rolüde çok önemlidir. Bir motor doğru şekilde korunmazsa, maliyetli onarım çalışmaları yapmak veya hatta ekipmanı tamamen değiştirmek gerekebilir. MKŞ ile yeterince korunan bir elektrik motorunun hizmet ömrü çok daha uzun olacaktır.

Motor Koruma Şalterlerinin Çalışma Prensibi

    Motor koruma şalteri, termik manyetik devre kesicinin(otomatik sigortaların) bir alt türü olarak düşünülebilir, ancak elektrik motorlarını korumak için özel olarak tasarlanmış ek işlevlere sahiptir. Temel çalışma prensibi diğer tüm devre kesicilere benzer.

    Elektrik motorunu aşırı yüke karşı korumak için termik koruma yöntemi kullanılır. Aşırı akım motor koruma şalteri üzerinden geçtiğinde, akımın etkisiyle bimetal çubuk ısınarak genleşir ve bükülür. Bimetal çubuğun bükülmesi açma mandalını veya butonu serbest bırakır ve dolayısıyla motor koruma şalterinin kontakları açık konuma gelir; yani motor koruma şalteri devreyi kesmiş olur ve böylece devrede akacak akım durdurulur. Bu sayede devrede bulunan motor aşırı akım etkilerinden korunmuş olur.

    Kısa devre, hat arızası veya diğer yüksek akımlı elektrik arızası olduğunda manyetik koruma kullanılır. Kısa devre durumunda akım ani ve aşırı olarak yükselir. Bu durum manyetik bobinin mıknatıslanmasına ve manyetik açıcıya hareketlenmesine neden olur. Böylelikle motor koruma şalteri devreyi kesmiş olur. Termal korumanın aksine, manyetik koruma anlıktır; Tehlikeli arıza akımlarını anlık olarak tepki gösterir.

    Motor koruma şalteri ile diğer devre kesiciler arasındaki temel fark, MKŞ'nin faz dengesizliği ve faz kaybına karşı koruma sağlayabilmesidir. Üç fazlı elektrik motorları, etkin bir şekilde çalışabilmek için dengeli voltajlı üç faz ile besleme yapılır. Bu fazlar arasında %2'den fazla bir dengesizlik motorun hizmet ömrüne zarar verir. Faz gerilimlerinden biri aniden kaybolursa, motor sadece iki faz ile çalışmaya devam edeceğinden etki daha da zararlıdır. Motor koruma devre kesicisi, faz gerilimleri arasındaki farkları ölçerek bu durumları tespit edebilmektedir ve oluştuğu anda motoru hemen devreden çıkarmaktadır.

    Motor koruma şalterleri ayrıca, değiştirme veya bakım için elektrik motorlarının bağlantısının kesilmesine izin veren manuel bir kesinti mekanizması ile donatılmışladır.

    Motor koruma şalterleri çok çeşitli akım ayar sahalarına sahiplerdir ve en iyi özelliklerinden biri, birçok modelin akım değerinin ayarlanmasına izin vermesidir. Bu, aynı MKŞ'nin farklı kapasitelerdeki motorları korumak için yapılandırılabilmesini sağlamaktadır.

Asenkron Motor Koruması

    Endüstride kullanılan motorların çoğu asenkron motorlardır ve sincap kafesli asenkron motorlar olarak da bilinirler. Bu motorlar, dönen bir manyetik alan oluşturmak için üç fazlı güç kullanır, bu da rotoru manyetize eder ve dönme hareketi oluşturur. Asenkron bir motor için elektrik korumasını tasarlarken ve motor koruma şalterini seçerken, diğer elektrik devrelerini korurken mevcut olmayan bazı çok önemli faktörler vardır.

    Asenkron motorlar, dönen bir manyetik alan oluşturmaları gerektiğinden yani başlatma ilk kalkış sırasında çok yüksek bir ani akım çekerler. Bu akım, minimal bir süre için nominal değerin %500 ila %800'ü arasındaki değerlere ulaşabilir. Bu nedenle, motor koruma şalterinin manyetik koruma özelliği, nominal akımın 3 katı kadar düşük değerlerde açılan bazı minyatür devre kesicilerin aksine, nominal akımın 10 katından daha büyük değerlerde açılır. Bu durumlarda motor koruma şalteri dışındaki bir devre kesicinin kullanılması, manyetik koruma devreye girmeden motorun çalıştırılmasına bile izin vermez. Kalkış akımını azaltmak için, motor koruma devre kesicisini düşük voltajlı bir motor yol verici ile tamamlamak çok yaygın bir uygulamadır.

    Asenkron motorların, düzgün ve verimli çalışması üç fazın dengeli bir voltaja sahip olmasını gerektirir. Fazlarda %2'den fazla dengesizlik varsa, motor zamanla hasar görecek ve hizmet ömrü kısalacaktır. Elektrik motoru da aşırı ısınma eğilimi gösterecek ve atık ısı olarak ek enerji harcamalarına neden olacaktır. Bu nedenle bir motor koruma şalteri, faz dengesizliğini tespit edebilmeli ve buna göre motoru ayırabilmelidir.

    Fazlardan birinin bağlantısı tamamen kesilirse motor çalışmaya devam eder ancak kalan iki fazdaki akım elektriksel dengesizlik nedeniyle nominal değerin üzerine çıkar ve muhtemelen motorun sargılarını yakar. Bu nedenle motor koruyucular, faz dengesizliği veya faz kaybı tespit edildiğinde hemen devreye girmelidir. Bu normalde fazlar arasındaki akım farklarının ölçülmesiyle sağlanır. Faz akımlarından birinin diğer ikisine göre önemli ölçüde yükselmesi veya düşmesi dengesizliğin göstergesidir. Aynı şekilde faz akımlarından biri sıfıra düşerken diğer ikisi kalırsa faz kaybı meydana gelmiştir.

    O halde asenkron motorların korunması için ne tür kesiciler kullanılabilir? Üreticiler, çoğu asenkron motor koruma ihtiyacını karşılamak için genellikle geniş bir voltaj ve akım aralığı için mevcut olan üç farklı motor koruma şalteri sunar.

    Motor başlatma ve ayırma işlemlerinin otomatik olarak kontrol edilmesini sağlamak için motor koruma şalterlerini bir kontaktörle tamamlamak çok yaygındır. Sistem ayrıca, sistem voltajının nominal değerin önemli ölçüde altına düşmesi durumunda motorun bağlantısını kesen düşük voltaj koruma cihazı içerebilir.

Motor Koruma Şalteri Seçiminde Nelere Dikkat Edilmeli?

    Yeterli motor koruma şalterinin boyutunu belirleyen iki ana faktör, motorun nominal akım ve gerilim değeri.

    Motor koruma gerilim(voltaj) değeri, motorun nominal gerilimiyle eşleşmelidir. Normalde motor koruma devre kesicileri, 230 V, 380 V, 415 V, 440 V, 500 V ve 660 V AC gibi çok çeşitli voltaj değerlerinde kullanılabilir.

    Sonrasında, elektrik motorunun nominal akımını kontrol etmek gerekir. Ölçülen çalışma akımının, özellikle motor tam olarak yüklenmemişse, etiket akımından daha düşük olabileceğine dikkat etmek önemlidir. Ancak, bir motor başladığında ani akıma izin vermek için motor koruma şalteri her zaman motor etiketinde bulunan nominal akım değerine göre seçilmelidir. Örneğin, 20 amperlik bir etiket akımına sahip bir motor, kısmi yükte çalışma sırasında çok daha düşük bir akım çekebilir, ancak motor koruma şalteri, 20 amperlik nominal değere göre seçilmelidir aksi halde motor tam güçte kullanılırsa hata verebilir.

    Motor koruma şalterleri daha sonra korunan elektrik motoru için yeterli olan tam akım değerine kalibre edilebilir. Genellikle bir termik ayar aralığına sahiptirler. Örneğin, 32 amperlik bir MKŞ, nominal akımları 22 ampere kadar düşük olan motorlar için kullanılabilir. Bu, bir elektrik motoru daha düşük akım gerektiren daha verimli bir modelle değiştirilirse, motor kesicinin değiştirilmesi gerekmeyeceğinden çok kullanışlıdır.

    Bir motor koruma şalteri, korunan elektrik motoruna göre doğru boyutlandırılmış olsa bile, yeterli kablolama kullanılması da önemlidir. Yeterli korumayı sağlamak için telin anma akımını güvenli bir şekilde iletebilmesi gerekir. Küçük boyutlu bir tel aşırı ısınacak, yalıtım eriyecek ve bir kesici takılı olsa bile elektrik arızaları meydana gelmesine sebep olabilecektir.

Motor Koruma Devre Kesici Seçim Tablosu

    Motor koruma şalteri üreticileri, seçim sürecini basitleştirmek için tipik olarak devre kesicinin teknik özelliklerinin sunulduğu tablolar sağlar. Örnek olarak verilen aşağıdaki tabloda, Schneider Electric tarafından üretilen TeSys GV serisi motor koruma şalterleri içindir.


Motorların standart güç değerleri
400/415 Volt
Uygun Motor Koruma
Şalter Referansı
Termik Açma
Ayar Sahası
Uygun Kontaktör
Referansı
Uygun Motor Gücü
(P)(kW)
Nominal Çalışma Akımı
(Ie)(A)
Kesme Kapasitesi
(Iq)(kA)
Aralık-Amper
0,06 kW
0,22 Amper
100 kA
GV2ME02
0,16-0,25 Amper
LC1K06 veya LC1D09
0,09 kW
0,36 Amper
100 kA
GV2ME03
0,25-0,40 Amper
LC1K06 veya LC1D09
0,12 kW
0,42 Amper
100 kA
GV2ME04
0,40-0,63 Amper
LC1K06 veya LC1D09
0,18 kW
0,6 Amper
100 kA
GV2ME04
0,40-0,63 Amper
LC1K06 veya LC1D09
0,25 kW
0,88 Amper
100 kA
GV2ME05
0,63-1 Amper
LC1K06 veya LC1D09
0,37 kW
0,98 Amper
100 kA
GV2ME05
0,63-1 Amper
LC1K06 veya LC1D09
0,55 kW
1,5 Amper
100 kA
GV2ME06
1-1,6 Amper
LC1K06 veya LC1D09
0,75 kW
2 Amper
100 kA
GV2ME07
1,6-2,5 Amper
LC1K06 veya LC1D09
1,1 kW
2,5 Amper
100 kA
GV2ME08
2,5-4 Amper
LC1K06 veya LC1D09
1,5 kW
3,5 amper
100 kA
GV2ME08
2,5-4 Amper
LC1K06 veya LC1D09
2,2 kW
5 Amper
100 kA
GV2ME10
4-6,3 Amper
LC1K06 veya LC1D09
3 kW
6,5 Amper
100 kA
GV2ME14
6-10 Amper
LC1K06 veya LC1D09
4 kW
8,4 Amper
100 kA
GV2ME14
6-10 Amper
LC1K06 veya LC1D09
5,5 kW
11 Amper
15 kA
GV2ME16
9-14 Amper
LC1K12 veya LC1D12
7,5 kW
14,8 Amper
15 kA
GV2ME20
13-18 Amper
LC1D18
9 kW
18,1 Amper
15 kA
GV2ME21
17-23 Amper
LC1D25
11 kW
21 Amper
15 kA
GV2ME22
20-25 Amper
LC1D25
15 kW
28,5 Amper
10 kA
Gv2ME32
24-32 Amper
LC1D32
18,5 kW
35 Amper
50 kA
GV3P40
25-40 Amper
LC1D38
22 kW
41 Amper
50 kA
GV3P50
37-50 Amper
LC1D50A
30 kW
55 Amper
50 kA
GV3P65
48-65 Amper
LC1D65A
37 kW
69 Amper
50 kA
GV3P73
62-73 Amper
LC1D80
37 kW
69 Amper
25 kA
GV4PE80B
40-80 Amper
LC1D80
45 kW
81 Amper
25 kA
GV4PE115B
65-115 Amper
LC1D95
55 kW
100 Amper
36 kA
GV5P150F
70-150 Amper
LC1D115
75 kW
135 Amper
36 kA
GV5P150F
70-150 Amper
LC1D150
90 kW
165 Amper
36 kA
GV5P220F
100-220 Amper
LC1G185
110 kW
200 Amper
36 kA
GV5P220F
100-220 Amper
LC1G225

     Termal ve manyetik korumaların çalıştığı akım değerleri, termal açma ve manyetik açma sütunlarında görüntülenir. Bir motor koruma şalterini takmadan önce, voltaj ve akım değerlerinin korunan motorla uyumlu olduğunun mutlaka kontrol edilmesi gerekmektedir.

Motor Koruma Şalterleri İçin Kısaca Şunları Söyleyebiliriz;

  • Motor koruma şalterleri, korudukları motorların ticari binalarda ve endüstride çok çeşitli uygulamaları olduğundan elektrik güvenliğinde çok önemli bir role sahiptir.
  • Endüstriyel ve ticari ortamlarda en yaygın elektrik motoru türü olan asenkron motorlar, yalnızca bir motor koruma şalteri tarafından karşılanabilen özel koruma gereksinimlerine sahiptir.
  • Motor koruma şalterlerini düşük voltaj koruması, zamanlayıcılar ve düşük voltajlı motor yol vericiler gibi diğer koruma veya otomasyon cihazlarıyla tamamlamak da mümkündür.
  • Güvenilir motor koruması sağlamak için optimum motor koruma şalteri seçimi çok önemlidir. Küçük boyutlu bir MKŞ, motorun çalışmasına bile izin vermezken, büyük boyutlu bir motor koruma şalteri korunan elektrik motoru için aşırı akım koşullarını tespit edemeyebilir.