DOĞRU AKIM SİSTEMLERİ

Yazar Nesimi 22 Kasım 2015 Pazar 0 yorum

DOĞRU AKIM SİSTEMLERİ

         Doğru Akım Sistemleri, elektrik enerjisi üretim ve iletim merkezlerinde her an emre amade istenen özelliklere sahip, DC elektrik enerjisini temin eden teçhizatlardır.
Koruma ve kumanda kontrol sistemlerinde devamlılığı sağlamak için DC’ kaynağa ihtiyaç duyulmaktadır.

Alternatif akımı; Generatör üretim merkezlerinden, enterkonnekte sistemden ve yardımcı sistemlerden temin edebiliriz. Alternatif akımı; uzun süre ve istenilen miktarda depolamak bugün için mümkün değildir. Depo olarak düşüneceğimiz kondansatörler de istenilen miktarlarda depo edebilme kapasitelerine sahip değildirler. Ancak pil ve akümatörlerde belirli bir zaman depolamak mümkün olmaktadır.

 Bazı arızalar nedeni ile sistem enerjisi kesilebilmekte ve redresörler enerjisiz kalmakta, AC den besleme sağlanamadığı için kumanda imkanı kalmamaktadır.
Çalışmakta olan AC ile beslenen sistemlerin durması sonucunda, acilen devreğe alınması gereken tüm devreler enerjisiz kalmaktadır.

 Bunun için enerjinin sürekli olarak kesilmesi istenmeyen tüm tesislerde, Trafo Merkezlerinde, Telekom, elektrik santralleri, Hava alanları. Metro v.b gibi yerlerde DC’kaynağına ihtiyaç duyulmaktadır.

        DC sitemler başlıca üç kısımdan meydana gelmiştir.

1.Doğru akım üreten teçhizatlar. Bunlar redresör veya dinamo gruplarıdır.
2.Elektrik enerjisini depo eden teçhizatlar. Bunlar akümülatör ve pillerdir.
3.Doğru akımı istenen iş yerine nakleden kablolar, irtibatlayan terminaller, emniyeti sağlayan şalter, sigorta, röle, ölçü aleti v.s gibi yardımcı teçhizatlardır.


Depo edilen DC enerji kaynağı
Şarj edilen gerilim kademeleri
AC / DC çeviriciler
Kullanılan yerler
Pil
1.5 volt
Adaptör
Teyp, fener radyo
Batarya
9,12 volt
Adaptör, şarj cihazı
Cep telefonu, seyyar lambalar, ölçü aletleri
Akü
24 volt
48 volt
Redresör
Termik santraller, Hidroelektrik santraller, kranportörler

2.1-DOĞRU AKIMIN KULLANILDIĞI YERLER

İŞLETMEMİZDE KULLANILAN YERLER
GENEL KULLANILAN YERLER
§  Alarm sistemleri
§  Koruma sistemleri
§  Kontrol cihazları
§  Telefon santralleri
§  Haberleşme cihazları
§  Kesintisiz güç kaynakları
§  Yangın emniyet sistemleri
§  Acil aydınlatma sistemleri
§  Tibbi cihazlar
§  Kontrol cihazları
§  Elektronik cihazlar
§  Denizcilik ekipmanları
§  Elektronik yazar kasalar
§  Taşınabilir tv ve videolar
§  ATM’ler
§  Taşınabilir ışıklar
§  Güneş enerjisi sistemi
DOĞRU AKIM ÜRETEN TEÇHİZATLAR

1-    Dinamo grupları 

Doğru akım dinamosu, alternatif akım motoru veya dizel motoru tarafından tahrik edilen,
doğru akım üreten cihazlardır. Bunlar fazla bakım istedikleri gibi gürültülü çalıştıkları için mecbur kalmadıkça kullanılmaz.

2-  Redresör

AC akımı DC akıma çeviren doğrultuculardır. Çeşitli tiplerde redresör mevcuttur. Günümüzde doğrultucu eleman olarak tristörler kullanılmaktadır. Doğrultucu olarak kullanılan yarı iletken elemanlara tristör denir.

 TRİSTÖRLER  (THYRISTOR)

                       1960 Yılından bu yana AC ve DC her türlü güç kontrollerinde meydana gelen gelişmelerin en önemlisi güç ayarlayıcısı olarak kullanılan tristörlerdir. Sonsuz denilebilecek kadar uygulama yönü bulunan tristörlerin en ilginç yönü büyük güçlü santral, türbin – generatör gruplarında ikaz sisteminde alternatif akımın doğru akıma çevrilmesinde yarı iletkenlerden yapılmış köprü tristör kuru doğrultmaçlar kullanılmaktadır. Bu doğrultmaçlar sayesinde generatör çıkış gerilimini kontrol altına alınmasında önemli kolaylık sağladığı gibi bütün uygulamalarda da kayıpsız olarak tam ve sürekli bir şekilde kolaylık sağlarlar.

      Tristörlerin özeliklerini şu şekilde sıralayabiliriz.

1.   Fiziki boyutları kontrol ettikleri güce oranla yok denecek kadar küçüktür.  
      Dolayısıyla hafiftirler ve montajları da kolaydır.
2.   Ömrü teorik olarak sonsuzdur. Dolayısıyla devamlı işletmeye dayanıklıdırlar.
3.   Her an işletmeye hazırdır.
4.   Soğutma problemi az ve basittir.
5.   Ateşleme için Geyt uçlarına uygulanan çok küçük gerilimler ( ± % 2 - 5 V.) yeterlidir.
6.   Mekaniki darbe ve gerilmelere karşı hassas değildir. Mekanik dayanımları fazladır.
7.   Rejime girmesi için herhangi bir ön ısıtmaya ihtiyacı yoktur. Dolayısıyla kısa süre     
      için aşırı yüklenebilirler.
8.   Kayıpları azdır.
9.   Randımanı yüksektir.
10. Güvenilirliği yüksektir.
11. Bakımları yok denecek kadar kolay veya çok azdır.
12. Devreyi açma süresi frekansa ve açma anındaki akım durumuna bağlı olarak t/2 sn.dir.
13. Kapama süresi 2/3 μsn. dir.

   Tristörlerin Yapısı ve Çalışma Prensibi

Tristörler silikon teknolojisi ile yapılmış P ve N tipi elemanların ikişer ikişer birleştirilmesinden P-N-P-N tipi dört katlı yarı iletken bir elemandır. Normal üç katlı bir güç transistörün de yüksek akım kazancı elde edebilmek için hFE (transistor tipinin emitter akım kazancı) mümkün olduğu kadar yüksek olması istenir. Halbuki birçok silikon transistorlerin de ise yüksek hFE çok ince taban alanları kullanılarak elde olunmaktadır. Bu iki düşük dirençli bölge arasındaki ince taban (baz) yüksek gerilime uygun değildir.

Tristörlerde düşük hFE elde etmek ve yüksek gerilime karşı dayanım sağlayabilmek için geniş taban bölgeleri kullanılır. Ayrıca geniş taban bölgesinin kullanılması imalattaki kolaylık yönünden bir avantajdır.

Tristör thyratron ve ingitronun yerine doğrultmaç olarak kullanılmaktadır. Çok az ısınması, küçük yapıda olması, yapımının ucuzluğu, denetlenebilir doğrultucu ve kumanda kolaylığı gibi üstünlükleri vardır. Aşağıdaki şekil de bir tristörün yapısı ve uç işaretleri ile sembolik şekli görülmektedir.


          Tristörün iç yapısı                                  Tristörün sembolik gösterimi

Tristörün uçlarında (1) nolu uç Anot (kolektör), (2) nolu uç Katod (emitter), (3) nolu uç ise kumanda elektronunu (Geyt) göstermektedir. Kumanda ucu (gate)daima içteki P elemanından alınır. Kumanda gerilimi olarak katotla gate arasında (0) (+3) V. kadar bir gerilim uygulanması yeterli olabilir. Bir tristörün Katotu ile Gate arasına 0,25 V. gerilim uygulandığında tristörden akım geçmeye başlar.

Her tristör için gerekli anot ve kontrol geriliminin katotlardan belirlenmesi en uygun bir yoldur. Aksi halde yapılacak yanlışlıklar büyük zararlara neden olabilir.

Diyotlar gibi tristörlerde yalnız bir yönde akım geçirirler. Ters yönde ise yalıtkan olur. Tetiklendikten (ateşlendikten) sonra ise bir diyot gibi çalışır.

Tristörün anodu ve katodu arasına alternatif bir gerilim uygulandığında tristörden akım geçmez. Akım geçmesi için kapı (Geyt) ucu ile katot arasına küçük bir gerilim yani ateşleme gerilimi uygulamak gerekir. Anot ile katot arasına uygulanan gerilim belirli bir değeri aştıktan sonra da tristörden akım geçmeye başlar.

Tristörler doğru ve alternatif akım makinalarının devir sayılarının ayarlanmasında, nokta kaynak makinalarında elektronik şalter olarak; elektrikli tren ve tramvay gibi büyük miktarda doğru akımı gereken yerlerle benzeri birçok alanlarda kullanılmaktadır. Son zamanlarda büyük güçlü santral generatör uyartım sistemlerinde DC elde etmek için 3 fazlı köprü tristör devreleri kullanılarak 500 V, 1200 A. DC elde edilip, kutupların uyartılmasında kullanılmaya başlanmıştır.

Bir tristörden istenilen özellikler şunlar olmalıdır.

1-    VR          (İletim voltajı)       yüksek olmalı
2-    VD          (Yalıtım voltajı)    yüksek olmalı
3-     IR           (İletim akımı)        çok küçük olmalı
4-     ID           (Yalıtım akımı)     çok küçük olmalı
5-    du/dt        (İletime geçme geriliminin kritik yükselme hızı)  çok büyük olmalı
6-    di/dt             (Yalıtıma geçme geriliminin kritik yükselme hızı) çok büyük olmalı
7-    Küçük akımlarda Geyt çalışabilmeli


Çeşitli işletmelerde kullanılan redresörler tristörlü ve diyotlu tiplerdir. yapı ve montaj şekline göre el ve otomatik çalışma şekilleri vardır.
Enerji beslemeleri  380 V. A.C dır.Kullanılacağı yerlere göre çıkış gerilimleri DC ( 24 V. ,48 V.  110 V.125 V. 220 V.) gerilim değerinde ve 30  A ,50 A , 63 A , 75 A , 100 A, 125 A  , 400 A  kapasitelerinde olabilirler.
    Redresörün Görevi:
1-    AC akımını DC akıma dönüştürür.
2-    Bağlı bulunduğu akü grubunu tampon şarj yapar.

 Redresörler dönüştürme işlemine göre 4 tipe ayrılır. Bunlar;
a-Kontrolsüz tip redresör
Bir trafo ve köprü diyottan oluşan bu tip redresörler çok ucuz olduklarından yaygın olarak kullanılmaktadır. Çıkış gerilimi kontrol edilemediğinden, bağlanacak cihazlar ve aküler için risklidir.
b-Kademeli tip redresör:
Kontrolsüz tip redresörler’e göre, daha güvenilir olup çıkış gerilimi kullanıcı tarafından kontrol edildiğinden, cihazlar için risklidir.
c-Varyak kontrollü redresör:
Çıkış geriliminin kontrolü varyak yardımıyla yapıldığından çıkış gerilimi kararlıdır. Ancak çok ağır ve hantal redresörlerdir.
d- Tristör Kontrollü Redresör
     Diğer tip redresörlere göre daha kaliteli bir DC verdiklerinden, çok tercih edilen redresörlerdir. Bu tip redresöre bağlanan aküler daha uzun ömürlü olurlar. Aynı şekilde bu tip redresörlere bağlanan cihazlar uzun ömürlü ve daha verimli çalışırlar.  Elektronik kontrol kartı çıkış gerilimini ve akımını sürekli kontrol ederek, tristörlerin uygun açıyla tetiklenmesi sağlanıp, istenen DC gerilim elde edilir. Böylece şebeke gerilimindeki değişimlerde ve yüklerde tetikleme açısını değiştirerek çıkış geriliminin sabit kalması sağlanır. Çıkışta kullanılan filtre devreleri ile de daha kaliteli bir DC elde edilir.
 e- Tristör Kontrollü Redresörde Kullanılan Parçalar:
1.    Trafo
2.    Soğutma ünitesi
3.    Tristör
4.    Şok bobini
5.    Kondansatör
6.    Kontrol kartı
7.    Şönt
8.    Snubber (RC filtre)
9.    Termostat
10. Sigorta

 

 Redresörlerin Peryodik Bakımları:
      Redresörler hangi tipte imal edilmiş olurlarsa olsun üretici firmanın tavsiye ettiği ve etiketinde belirtilen akım, gerilim ve sıcaklık değerlerinin üzerinde çalıştırılmaması koruyucu olarak seçilmiş sigorta röle v.s emniyet teçhizatını devamlı olarak kontrol edip çalışmalarını sağlamak gerekir.
     Aşırı voltaj redresör elemanının delinmesine atlamalara sebep olabileceği gibi aşırı akım da elemanların ısınıp direnç değerlerinin azalması dolayısıyla delinmelere ve kısa devrelere sebep olabilir.
1-Redresör elemanları, soğutucular, diğer yardımcı tesisatlar toz ve kirlerden temizlenmelidir.
2-Redresör boşta çalıştırılarak çıkışında azami ve asgari voltaj değerleri kontrol edilmelidir.
3-Redresör panosunda bulunan anahtarlar, kontaktörler, dirençler, ampermetre ve voltmetreler, sigortalar, terminaller, kablo ve kablo bağlantıları kontrol edilmelidir.
   İNVERTÖRLER
     Şebeke gerilimin olmadığı zamanlarda AC ile beslenen elektrikli aletlerin çalışmasını sağlayan güç kaynaklarıdır. Enerji kaynağı olarak DC besleme akımı kullanıldığından endüstriyel tesislerde, Telekom santrelleri, Enerji üretim tesisleri gibi yerlerde şebeke olmadığı zamanlarda aküden besleme yapılarak uzun süre AC üretirler.
     Küçük güçlerde hafif ve taşınabilir yapıları vardır. Çeşitli besleme gerilimlerde çalışabilmeleri, 50 VA den 2400 VA ‘a kadar standart güç seçenekleri, sessiz çalışmaları ve yüksek verimleri ile her türlü teknik ihtiyaçları karşılarlar. 


         

         KESİNTİSİZ GÜÇ KAYNAKLARI (UPS)

Sürekli besleme gerektiren uygulamalar arasında bilgisayar sistemleri, elektronik hız ve gerilim regulatörleri, tıbbi cihazlar, haberleşme sistemleri, aydınlatma sistemleri, önemli kayıt cihazlarına (UPS) kesintisiz güç kaynaklarına ihtiyaç vardır. Bu sistemlere genel olarak ‘kritik yükler’ denilmektedir. Şebekedeki kritik yükleri besleyen, kesinti ve anormal yükleri aktarmayıp,  sürekli temiz ve kaliteli enerji sağlarlar.   


  Kesintisiz güç kaynaklarının önemi gün geçtikçe artmaktadır. Yapılan araştırmalarda; üretim kalitesi, hızı ve elektronik eleman kullanımı arttıkça direk şebekeden enerji alarak beslemenin zor olduğu anlaşılmıştır. Her gün ortalama 10 saniyeden daha uzun süren elektrik kesintileri oluşmaktadır. Bu kesintiler özellikle bilgi işlem merkezleri için önemli tehlikeler doğurmaktadır. Bu gerçekler UPS' in günümüz için ne kadar önemli olduğunu göstermektedir.
UPS sistemlerinin genel olarak kullanıldığı yerler:
a- Güç kesintisinin mal ve insan hayatını tehlikeye soktuğu durumlar (hastane yoğun bakım servisleri, endüstri proses kontrolü, itfaiye ve polis alarm ihbar servisleri),
b- Güç kesintisinin zaman ve para kaybına yol açtığı yerler (bilgisayar kompleksleri enstrümantasyon merkezleri ),
c- Güç kesintisinin kritik olduğu durumlarda (uydu haberleşmeleri, füze hedef merkezleri, boru hattı ve elektrik üretim ve dağıtım sistem monitörleri gibi).
Kesinti ve şebeke bozuklukları çok tehlikeli ve beklenmeyen sonuçlar doğurabilir.
Şebekede meydana gelebilecek bozukluklar şöyle sıralanabilir;
  • Kısa kesintiler
  • Şebeke kesintileri
  • Frekans değişimleri
  • Pikler
  • Harmonikler
Aşağıda belirtilen yüklerden dolayı oluşabilecek bozukluklarda, UPS sistemleri çok önemlidir.
  • Lineer olmayan yük
  • Yük değişimleri
  • Dengesiz yükler
  • Aşırı yüklenme
  • Pik akımları
  • Kısa-devre
  • Şebekenin tekrar gelişi

BİR UPS’DEN BEKLENEN ÖZELLİKLER
Kesintisiz bir güç kaynağında bulunması arzu edilen en önemli özellikler şöyle sıralanabilir;
Gerilim Regülâsyonu
Frekans Kararlılığı
Normal çalışma durumunda şebeke frekansının normal sınırlar içinde olduğu durumda UPS sisteminin frekansı ile aynı olmalıdır ve aynı devreye kilitlenmiş olmalıdır.
 Çıkış Geriliminin Dalga Şekli
Çıkış geriliminin dalga şekli ideal sinüs eğrisine mümkün olduğunca yakın olmalıdır. Yani UPS çıkışında şebeke frekansının temel harmoniğinin dışında yüksek harmoniklerin bulunmaması önemle istenen bir özelliktir.
 Verim
Verimin düşük olması toplam çekilen enerjinin bir kısmının ısı enerjisi olarak tüketilmesi anlamına gelmektedir. Hatta, bu taktirde gereksiz enerji tüketimi bir tarafa, sistem bulunduğu ortamı ısıtacağından ek soğutma önlemleri dahi gerekebilir. Günümüzde üretilen cihazlarda verim % 65 – 90 arasında değişmektedir.

 Ani Yük Değişikliklerine Gösterilen Tepki
Bu konuda bir standart olmamakla beraber büyük üretici firmalarca, sistemin % 50’lik yük değişikliklerine karşılık (±) %10 Vpp gerilim değişikliği göstererek, 50 milisaniye içinde (±) %2 Vpp değerine inmesi istenmektedir.
 Aşırı Yüklenebilme Yeteneği
Yine bu konuda da bir standart olmamakla birlikte sistemin %120 yükte yaklaşık 10 dakika, %150 yük altında ise 10 saniye çalışması beklenmektedir.
UPS SİSTEM ve ÇEŞİTLERİ

UPS sistemleri çalışma şekillerine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılır.

KESİNTİSİZ GÜÇ KAYNAKLARININ YAPILARINA GÖRE İNCELENMESİ
UPS’ler yapısal olarak 7 temel bölüme ayrılabilirler.
1.  Doğrultucu ve Şarj Ünitesi
2.  İnverter Ünitesi
3.  Filtre Ünitesi
4.  Statik ve Manuel By-Pass Şalter
5.  Haberleşme Ünitesi
6.  Trafolar
7.  Aküler
           
   HİDROJEN YAKIT PİLLERİ

Yakıt pilleri ilk olarak 1839 yılında William Growe tarafından bulunmuş ve yaklaşık olarak 120 yıl ilgi görmeden kalmıştır. Ancak uzay programları çerçevesinde tekrar ele alınmış ve geliştirilmiştir.

Yakıt pillerini çalışma özelliklerine göre birçok çeşitleri olmakla birlikte en çok kullanılan tipi PEMFC ( proton exchange membranı) tipidir. Sistem üç ana parçadan meydana gelir. Anot, membranı ve katot. Anot’a gelen hidrojen molükülleri önce proton ve elektronlarına ayrılır. Proton ortada bulunan membran tarafından çekilir ve membranı geçerek katotta bulunan havanın içindeki oksijen ile birleşir. Anotta biriken elektronlar, anot ile katot arasında dışarıdan kurulan bir kapalı devre teşkil edildiğinde, bu devre üzerinden akarak, katotta birleşip saf su meydana getirerek bu çevrimde, ısı, saf su ve elektrik enerjisi elde edilerek çevrim tamamlanır.  

Yakıt pilinin plaka yüzeyi akım şiddetini, plakaların seri bağlanması ise voltajı oluşturur. Birçok plakanın yanyana bağlanması ile elde edilen sisteme stak adı verilir. Staklar kendi aralarında seri ve paralel bağlanmaları ile istenilen voltaj doğru akım olarak elde edilir, sonra konventörler ile alternatif akıma çevrilir.

Uzay programları çerçevesinde geliştirilen yakıt pillerine en büyük talep otomotiv sektöründen gelmiştir. Bu uygulamalarda süratle mesafe kat edilmiş ortalama olarak tüm üretici firmalar proto tiplerini bitirmiş ve seri üretim aşamasına gelmişlerdir. Bundan başka yakıt pilleri cep telefonunda bilgisayara, bisikletten toplu taşıma araçlarına, gemilerden uçaklara, iş merkezlerinden konutlara kadar birçok alanda kullanım imkânı bulmuştur.

Yakıt pillerinin konutlarda kullanımı birçok avantajı da beraberinde getirmektedir. Ulusal şebekeden gelen elektrik kesintilerinden etkilenme diye bir olay yotur. Konutların elektrik ihtiyaçları yanında ısınma ve sıcak su ihtiyaçlarınıda ekonomik olarak karşılamaktadır. Bunun neticesi olarak ulusal elektrik şebekelerin yükleri azalacak yeni üretim merkezlerine gerek duyulmayacaktır. Hidrojen enerjisinin geleceği çok parlaktır. Zaman petrolün aleyhine hidrojenin lehine işlemektedir.

AKÜLER VE SİSTEMDEKİ GÖREVLERİ

Akümülatör elektro - kimyasal olaylardan yararlanılarak elektriğin depo edilmesini ve gerektiğinde doğru akım halinde kullanılmasını sağlayan bir enerji kaynağıdır.

Endüstri ve sanayi iş yerlerinde; çeşitli marka ve ebatlarda sabit tesis kurşun – asit akümülatörleri bulunmaktadır. Bunlar kullanım süresince yeri değiştirilmemek üzere kurulan akümülatörlerdir. Bir redresör vasıtasıyla devamlı tampon şarjda tutulurlar.

AKÜLERİN SİSTEMDEKİ GÖREVİ

    AC kesildiği zaman Gerekli hallerde sisteme DC ‘ı sağlar.






AKÜNÜN PARÇALARI

Bir akü hücresi aşağıdaki ana elemanlardan oluşur.
                      
1-Akü Kabı: Çoğunlukla ebonit veya plastik malzemeden yapılır. Transparant denen akü kapları, akü elemanlarıdır.

2-Akü Kapağı: Akü kabı malzemesinden yapılan ve hücrenin üstünü kapatan kısımdır. Akü kabininin üstünü, hava sızdırmaz bir biçimde preslenerek veya yapıştırılarak kapatılır.

3-Hücre Buşonu (Tapa): Akü kapağındaki dişli deliğe takılan, plastik malzemeden yapılmış küçük bir kapaktır. Üç ana işlevi vardır.
a)Yerinden çıkarılarak, elektrolitin yoğunluğunu ölçmek veya saf su ilave etmek,
b)Buşon kapalı iken, akü içinde oluşan gazların, içindeki küçük delik yoluyla dışarı çıkmasını sağlamak.
c)Özel tip buşonlarda, hücre içinde oluşan gazı, buşon içinde yoğunlaşarak tekrar elektrolite dönmesini sağlamak, böylece akünün saf su kaybını azaltmış olur.
4-Elektrolit: Sülfürit asit, saf su karışımı olan bir sıvıdır. Akünün tipine, imalatçının veya kullanıcının tercihine bağlı olarak, sülfürit asit miktarı ve su oranı değiştirilerek çeşitli aküler imal edilmektedir.

Elektrolit Sülfürit asit’in faydaları:
a)Akü iç direncini arttırmak,
b)Seperatörleri mikro gözenekli yaparak, plakalar arasında elektrolit temasını azaltmamak,
c)Plakaları, özellikle nakliye esnasında eğilme ve kırılmalarını önceliyecek şekilde sıkıştırmak

5-Plakalar: Bir akü hücresi içinde, pozitif ve negatif olmak üzere iki ayrı plaka grubu vardır.
     a)Negatif Plaka: Saf kurşundan ızgara biçiminde, dökülerek elde edilir. Kurşun ızgaranın mekanik direncini arttırmak için kullanılır. Kurşun içine antimuan katılır. Izgaranın profili, imalat tekniğine bağlı olarak çeşitli olabilir. Ancak, nakliye ve kullanımda eğilip kırılmıyacak kadar sağlam ve üzerine sıvanacak olan aktif madde denen pastayı iyi muhafaza edilecek şekilde imal edilmelidir.
     
     b)Pozitif Plaka: Kurşun-Asit akülerin pozitif plakaları üç çeşittir.

AKÜ HÜCRESİ
Bir akü hücresi, yukarıda açıklanan elemanların, akü kabı içirisine tekniğine uygun bir şekilde yerleştirilmesi ile oluşturulur. Akü hücresi içindeki negatif plaka sayısı, pozitif plaka sayısından bir fazladır. Böylece pozitif plakanın iki yüzeyide aktif durumda tutularak bükülmesi önlenir.
       Şemada görüldüğü gibi bütün pozitif plakalar ve negatif plakalar ayrı ayrı hücre içinde kurşun köprülerle birbirine kaynak edilerek, her bir cins plaka grubunun müşterek kutupları hücre kapağından dışarı çıkarılır.
        Akü grupları, hücrelerin (+) ve (-)kutupların birbirlerine harici köprülerle bağlanması suretiyle elde edilir. Harici köprülerin hücre kutuplarına bağlantısı, imalatçı tekniğine bağlı bir husustur. Bununla birlikte çoğunlukla civatalı veya kaynak yapmak suretiyle bağlanır. 








AKÜLERİN YAPISI ve YAPI ELEMANLARI:








Akümülatörlerin Arızaları ve Giderme Yöntemleri

1-Akü kutupları ve bağlantıları paslı:
           
Nedenleri:  Kutuplara ve bağlantılara asit sıçraması.
            Çareleri:     a- Kutupları ve bağlantıları sert diş fırçası ile temizleyiniz.
                                 b- Akü kutusunun üstünü amonyaklı bezle siliniz.
                                 c- Akü kutuplarına, bağlantılarına ve kutunun üst tarafına gres veya    
                                 vazelin sürünüz.

2.Akü içinde elektrolit yok:
           
Nedenleri 1: Aküye saf su konulmamış
            Çareleri :       a- Aküye saf su koyunuz.
                                   b- Az akımla şarj ediniz.
           
Nedenleri 2: Akümülatörün kazaen suları dökülmüş.
            Çareleri :       a- Aküye saf su ekleyiniz.
                                   b- Az akımla şarj ediniz.
                                   c- Elektroliti yenileyiniz.
                       
Nedenleri 3: Akü kutusunda sızıntı var.
            Çareleri :       a- Akü kutusunu değiştiriniz.
                                   b- Elektroliti yenileyiniz

3. Akü kutusu ıslak:
           
Nedenleri: Normalden fazla su konulmuş ve elektrolit taşmış.
            Çareleri :       a- Elektrolit seviyesini kontrol ediniz.
                                   b- Islak yerleri amonyaklı bezle siliniz.

4.Elektrolitin yoğunluğu çok düşük:
           
Nedenleri 1: Akü tamamen deşarj olmuş veya tam olarak şarj edilmemiş.
            Çareleri :       a- Aküyü şarj ediniz.
           
Nedenleri 2: Akü plakaları aşırı derecede sülfatlanmış
            Çareleri :       a- Aküyü şarj ediniz.
                                   b- Elektroliti yenileyiniz.
            Nedenleri 3: Akü plakaları arasında kısa devre var.
            Çareleri :       a- Separatörleri kontrol ediniz gerekirse değiştiriniz.
           
Nedenleri 4: Şarj techizatları iyi şarj etmiyor.
            Çareleri :       a- Kablo başlıklarını ve bağlantıları kontrol ediniz gevşekse sıkıştırınız.
                                   b- Şarj techizatlarını kontrol ediniz.
                                   c- Konjektörün çalışıp çalışmadığına bakınız.
           
Nedenleri 5: Kablolarda ve elektrik donanımında kısa devre var.
            Çareleri :       a- Araba üzerinde düzeneğin anahtarlarını kapatarak kontrol ediniz.
           
Nedenleri 6 : Akü hiç şarj olmuyor.
            Çareleri :       a- Elektroliti yenileyiniz ve şarj ediniz.



5.Akü bir gün şarj ediliyor ertesi gün boşalıyor.
           
Nedenleri 1: Akü eskimiş.
            Çareleri :       a- Aküyü tamirciye götürün.
                                   b- Akünün yenisini takınız.
           
Nedenleri 2: Akü içinde kısa devre var.
            Çareleri :       a- Aküyü açınız separatörleri değiştiriniz.

6.Işıklar yanıp bir süre sonra sönüyor.
           
Nedenleri:  Kablo başlıkları ve diğer bağlantıları gevşek.
            Çareleri:      a- Kablo başlıkları ve diğer bağlantıları muayene ediniz gevşek olanları   
                               sıkıştırınız. Paslı olanları temizleyiniz.


7. Akü şarj edilemiyor.
           
Nedenleri 1: Şarj dinamosu arızalı.
            Çareleri :       a- Şarj dinamosunu muayene ediniz.
                                   b- Konjektörü muayene ediniz.
                                   c- Aküyü dinamoya bağlayan devreleri kontrol ediniz.
           
Nedenleri 2: Akü tamamen bozulmuş.
            Çareleri :       a- Akünün yenisini alınız.
                                   b- Aküyü tamirciye veriniz.
           
Nedenleri 3: Akü plakaları tamamen sülfatlanmış.
            Çareleri :       a- Elektroliti yenileyiniz, aküyü şarj ediniz.

TEMEL KAVRAMLAR VE İŞLEMLER

             1-ŞARJ: Aküye, bir DC güç kaynağından akım verme işlemine veya elektrik enerjisinin kimyasal enerjiye dönüşümüne şarj denir ve akü bu işlemle enerji depolar. Bir akü şarj oldukça göz elemanlarında aşağıdaki değişimler olur.
a)Pozitif plakalar kurşun sülfattan kurşun perokside dönüşür.
b)Negatif plakalar kurşun sülfattan, sünger kurşuna dönüşür.
c)Pozitif ve negatif plakalardaki sülfatlar elektrolite geçtiği için elektrolit yoğunluğu yükselir.
d)Şarj boyunca akü voltajı artar.
e)Şarj boyunca elektrolitte gazlanma oluşur.
           
 2-DEŞARJ: Akünün bir alıcıya akım vermesi işlemine veya kimyasal enerjinin elektrik enerjisine dönüşmesine deşarj denir. Bir akü akım verirken elemanlarında şu değişmeler olur.
a)Pozitif plakalar, kurşun peroksitten, kurşun sülfata dönüşür.
b)Negatif plakalar, sünger kurşundan, kurşun sülfata dönüşür.
c)Elektrolitteki sülfat, plakalara gittiğinden elektrolitin yoğunluğu azalır.
d)Akü voltajı deşarj boyunca düşer.

3-VOLTAJ: Bir akü hücresinin(+) ve (-) kutupları arasında ölçülen potansiyel farkıdır. Bu voltajın değeri akünün şarj seviyesine bağlı olarak değişir. Sözü edilen voltaj değerlerinin bazıları aşağıdaki gibi ifade edilir.
a)Anma Voltajı (Nominal voltaj): Tam şarjlı bir akü hücresinin kutupları arasında ölçülen voltaj değeridir. Aküler bu voltaj değeri ile anılırlar. Satılırken, alınırken ve üzerindeki etiketlerde, bu voltaj değeri ile belirlenir. Kurşun – Asit türü bir akü hücresinin anma voltajı 2 volttur.
b)Yavaş Şarj Voltajı: Aküyü tam şarjlı plarak tutmak için, bir DC Enerji Kaynağı ile yapılan şarjdaki voltaj değeridir. Bir akü hücresinin yavaş şarj voltajı 2,2 ile 2,23 V arasındadır. Yavaş şarj “Tanpon Şarj”,”Zayıf Şarj”,”Float Şarj”gibi sözcüklerlede ifade edilebilir.
c)Deşarj Sonu Voltaj: Bir aküden akım çekilirken düşmesine izin verilen en küçük voltaj değeridir. Kurşun-Asit akülerde bu değer 1.8 volttur.

            4-İÇ DİRENÇ: Bir akü hücresinin içinde, akım yolunda bulunan plaka, seperatör ve elektrolit gibi elemanların toplam direncidir.

l-Akünün Yapısı: Aküyü oluşturan elemanların cins, özellik ve yapısı.(Akünün imalatı tamamlandığında yapısal iç direnç takriben sabittir)

ll-Akünün Şarj Seviyesi: Bir akü şarj oldukça iç direnci azalır. Diğer bir ifadeyle deşarj oldukça iç direnci artar. Tam şarjlı bir akü hücresinin iç direnci takriben 0.003 ohm’ dur. Tam deşarj akünün iç direnci ise şarjlı durumun takriben iki katıdır.

5-SELF DEŞARJ: Servis dışı durumdaki bir akünün kendi kendine deşarj olmasıdır. Sebebi, elektrolitin, plakalara temas ettiği noktalarda, suyun, oksijen ve hidrojene ayrışmasıdır.

Self Deşarj Miktarı: Kendi kendini oluşan deşarjın değeri iki etkene bağlıdır.
1-Elektrolit sıcaklığı arttıkça fazlalaşır.
2-Kurşun plaka içindeki antimuan oranı arttıkça artar.

NOT. Antimuan orana%1–2 gibi düşük olursa, deşarj ayda, anma kapasitesinin takribinden % 3 kadarıdır. Antimuan oranı % 3–6 gibi daha yüksekse kayıp ayda, anma kapasitesinin %5’ine ulaşır. Akü yaşlı ise bu değerler dahada artar.
           
            6-YOĞUNLUK: Elektrolit, sülfürit asit saf su karışımı bir sıvıdır. Belli miktardaki elektrolitin içinde, saf su miktarına göre sülfirik asit miktarı ne kadar çoksa,o elektrolitin yoğunluğu o kadar çok demektir.Diğer bir ifadeyle yoğunluğu belli,bir elektrolitin içine,sülfürik asit ilave edilirse,yoğunluğu fazlalaşır,buna karşın saf su ilave edilirse yoğunluğu azalır.

Yoğunluğun Birimi: Yoğunluğun en çok kullanılan birimi “gr/cm küp”veya “kg/lt”dir. Birimlerden de anlaşılacağı gibi, yoğunluk, bir birim hacmindeki elektrolitin ağırlığıdır. Örneğin bir akü hücresinde, 1 cm’lik hacim işgal eden elektrolitin ağırlığı 1.220 gr.ise,o akünün elektrolit yoğunluğu 1.220 gr/cm’tür denir.

Yoğunluğun Değişimi: Servise verilmiş olan bir akünün işletme esnasında yoğunluğu iki durumda değişim gösterir.

a)Elektrolit içindeki sülfürik asitin elektrolitten ayrılarak plakalara gitmesiyle (deşarjda)

b)Sıcaklığın artmasıyla, elektrolitin genleşmesi sonucu birim hacimdeki (1cm),asit miktarının azalmasıyla,
  
 Yoğunluğun Ölçülmesi: Elektrolit yoğunluğu, çoğunlukla Hidrometre denilen aletle ölçülür. Alet ölçekli bir cam şamandıranın sıvı içinde yüzmesi esasına göre çalışır. Şamandıra, yoğunluğu düşük elektrolite daha çok dalar, yoğunluğu yüksek elektrolitte ise yüzeye yakın seviyede yüzer.
   Yoğunluk ölçümünde hidrometre, üst tarafına bir lastik top, alt ucuna ince bir lastik hortum takılmış cam bir tüptür, içinde ise ölçekli bir şamandıra vardır. Lastik top elle sıkılarak lastik hortum elektrolit içine daldırılır. Top yavaş yavaş bıralılarak cam tüp içine elektrolit çekilir. Ölçekli şamandıra elektrolitte yüzerken, sıvının yüzeyi hizasındaki ölçekte, yoğunluk değeri okunur.
    Elektrolit yoğunluğu “Bome Derecesi” olarak da ifade edilebilir. Bu birimle, yoğunluk ölçen alet, hidrometreye benzer ve Bomemetre olarak tanımlanır. Yoğunluğun, gr / cm3 veya Bome Derece olarak ifade edilmesi, akünün işletmesinde ve ilgi hesaplama metodlarında bir değişikliği gerektirmez, değişen yalnızca birim ve rakamsal değerlerdir.

            Aşağıda, gr / cm ve Bome Derece olarak yoğunluk değerleri gösterilmiştir

gr/cm
Bome Derece
1,100
13
1,110
14,2
1,120
15,4
1,130
16,5
1,140
17,7
1,160
19,8
1,170
20,9
1,180
22
1,190
23
1,200
24
1,210
25
1,220
26
1,230
26,9
1,240
27,9
1,260
29,7
1,270
30,6
1,280
31,5

Hidrometrenin Kullanılması: Elektrolit yoğunluğunun ölçümünde şu hususlara özen gösterilmelidir.
a-Lastik top elle sıkılı iken, hidrometre hortumu, akü hücresi içinde elektrolite girecek şekilde tutulmalıdır.
b-Lastik top, parmaklar arasında yavaş yavaş bırakılarak hidrometrenin içine elektrolit girmesi sağlanmalıdır. Çekilen elektrolit tekrar hücre içine bırakılmalı böylece ölçümlere başlamadan önce hidrometre içinin ıslak hale gelmesi sağlanmalıdır.
c-Lastik top tekrar sıkılıp yavaş yavaş bırakılarak hidrometre içine bu kez ölçüm için elektrolit çekilmelidir.
d-Hidrometre sürekli dik tutulmalı, elektrolit çekilirken ve hücreye tekrar bırakılırken hidrometreden, hücre dışına elektrolit dökülmemelidir.
e)Hidrometre içine, şamandıra serbest olarak yüzecek miktarda elektrolik çekilmelidir.
f)Ölçüm yapılırken, skalaya, elektrolit yüzeyi hizasında bakılarak değer okunmalı bu işlem yapılırken lastik topa elle basınç yapılmamalı ve şamandıranın cam tüpün hiçbir tarafına temas etmeksizin dik ve serbest olarak yüzdüğünden emin olunmalıdır.
g)Ölçümler bittikten sonra, hidrometre içine temiz su çekilip tekrar dökülerek, elektrolit kalıntıları giderilmelidir.

7-KAPASİTE
    Bir akünün, şarj işlemiyle kazandığı, esas olarak, deşarj işleminde verilebildiği enerjiye akünün kapasitesi denir. Kapasitenin birimi “Amper Saat”tir. Kısaca “Ah”harfleri ile ifade edilir. Akünün etiket değerine anma kapasitesi denir. Bir akünün kapasitesi şu etkenlere bağlıdır.

a)Bir hücredeki plakaların adedine ve boyutlarına,
b)Elektrolitin yoğunluğu,
c)Elektrolitin sıcaklığı.

    Elektrolitin sıcaklığı

7-VERİM: Bir aküden, deşrjda çekilen enerjinin, şarlda verilen enerjiye bölümünden elde edilen değere akünün verimi denir. Diğer bir ifadeyle, deşajda aküden alınan kapasitenin, şarjda aküye verilen kapasiteye oranıdır.
    Verimin belirlenmesinde şu husular sağlanmalır.
a)Akü, anma kapasitesinin 10 saatte bölümünden elde edilen akımla, şarj ve deşarj edilmelidir.      
b)Deşarjda, hücre voltajı,1,8 volta düşünce son verilmelidir. Akülerde iki çeşit verim vardır.

1-Amper Saat Verimi:(p.Ah) harfleri ile ifade edilir. Kurşun asit türü akülerin Amper-Saat verimi takriben %90’dır.Formülleştirilirse:

    (pAh)= Deşarj akımı x Deşarj süresi / Şarj akımı x şarj süresi
2-Watt. Saat Verimi: p.Wh harfleri ile ifade edilir. Kurşun asit akülerin Watt – Saat verimi takriben %75’tir.

AKÜLERİN BAĞLANTI ŞEKİLLERİ
Akülerden istediğimiz akım, gerilim ve gücü alabilmemiz için aküleri gruplar haline getirmek zorunluluğu vardır.

     Seri bağlama
          +   -
                                       
                                             Akülerde gerilimi yükselmek için seri bağlama        
                                          Yapılır. Gerilim yükselir akım ve kapasite sabit
                                          Kalır.


   

  Paralel Bağlama   
                                                         


Kapasite ve akım yükselir Gerilim sabit kalır.
 
 








  

 Karışık bağlama

Kapasite ,Gerilim Akım bu bağlantı şekli ile istenen seviyeye çıkarılır.
 
 











Her türlü bağlamada akülerin  ( + ) ve  (- )  kutupları mutlaka tespit edilip işaretlendikten sonra istenilen şekilde bağlanmalıdır. Yanlış bağlamalar kısa devreler ve tehlikeler doğar.



AKÜLERDEKİ KİMYASAL OLAYLAR

Akü şarjlı iken pozitif plakalar kurşun peroksit negatif plakalar kurşundur elektrolit ise sülfirik asitle zenginleştirilmiş saf sudur.

Deşarj esnasında: Elektrik akımı pozitif plakalar üzerindeki aktif materyal olan kurşun peroksidi kurşun sülfata dönüştürür ve bu kimyevi değişiklikte elektrolitte sülfürik asit kullanıldığından deşarj sonunda elektrolit sülfürik asit yoğunluğu bakımından zayıf kalır.  Teşekkül eden kurşun sülfat beyazdır fakat eleman aşırı deşarja maruz kalmadıkça gözle görülmez. Aşırı deşarj aşırı sülfatlaşma doğurur. Aşırı sülfatlaşma önce plakaların renklerinin açıklaşması şeklinde görülür sonra beyaz benekler başlar nihayet plakalar tamamen beyazlaşır

Şarj esnasında: Yukarıdaki kimyevi olayın yönü değişir ve plakalardaki kurşun sülfat kurşun peroksit ve sünger formunda kurşun olur. Hasıl olan sülfürik asit elektrolitteki asit miktarını artıracak elektrolitin yoğunluğunu normale getirir.
     

DEŞARJ DURUMU                                                       SARJ DURUMU

+PALAKA                      -PLAKA                                 +PLAKA                           -PLAKA
       
PbSO                            +PbSO 2H O                                     Pb0                                     +Pb+2H SO
         4                                      4        2                                         2                                                                          2     

Yüksüz bir akü grubundaki şarjın kaybolmaması için redresörlerle ve üretici firmanın tavsiye ettiği tampon şarj voltajı ile devamlı şarj edilmelidir.  

24 Volt için =  26.70 volt.   Akü sayısı x 2.23 volt
220 Volt için =  245 volt.





AKÜLERDE İŞLETME ÇEŞİTLERİ

Aküler sadece elektrik enerjisi depolayıcısı olarak kullanılmaz aynı zamanda kısa zamanla şarj veya deşarj pikleri esnasında gerilimi sabit tutmak içinde kullanılır.

a-    Yalnız batarya ile çalışan: Bu halde batarya direk olarak yüke bağlıdır. Ve yük akımı yalnız bataryadan çekilir batarya yükten ayrılınca şarj cihazına bağlanarak şarj edilir.

b-Tampon çalışma veya devamlı şarjda çalışma:
Bu şekildeki çalışmada batarya ve şarj cihazı paralel olarak yüke bağlıdır. Yük az akım çekerken şarj cihazı hem bataryanın şarj akımını hem de yük akımını temin eder. Yük akımı belirli bir değerin üzerine çıkınca, bataryada şarj cihazı ile paralel olarak yükü beslemeye başlar.

c-Emre Hazır çalışma:
Bu çalışmada yalnız şarj cihazı servis harici olduğu zaman batarya yükü besler. Diğer hallerde yük akımını şarj cihazı verir

AKÜLERDE PERYODİK BAKIM

Bir akünün bakım ve işletilmesinde dikkat edilecek en mühim nokta imalatcı firma tarafından verilmiş olan bakım ve işletme talimatlarının uygulanmasıdır.

1.Akülerin belli aralıklarda yoğunluk ölçümü yapılmalı her birhücrenin bome
yoğunluğu ortalama 1,24 olmalıdır.

2.Akülerin elektrolit seviyesinin kontrolü yapılmalı elektrolit seviyesi düşük olduğu   
zamanlarda maksimum seviyeye kadar saf su ilavesi yapılmalıdır.

3.Akülerin bulunduğu yer senede 1 kez temizlenmelidir.

4.Akülerin bulunduğu yerdeki havalandırma elemanlarının çalışıp çalışmadığı kontrol edilmelidir çünkü şarj esnasında akülerden patlayıcı gazlar çıkar.

5.Akülerin bir birlerine olan bağlantıları kontrol edilmeli gevşeklik varsa sıkılmalıdır.

6.Oksitlenmeye karşı bağlantı yerleri vazalin ile yağlanmalı.

7.Akülerin üzerinde toplanabilecek toz ve rutubet birleşerek iletken bir tabaka meydana getirebilir bu tabaka kaçak akımlara sebep olabilir, bunun için akülerin üzeri temiz olması gerekir.

AKÜ ODALARINDA ÇALIŞMA YAPARKEN KULLANILAN KİŞİSEL KORUYUCU MALZEMELER

1-Kimyasal koruyucu elbise
2-Aside dayanıklı eldiven
3-Yalıtkan baret
4-Ayakkabı
5-Gözlük
6-Gaz maskesi

AKÜ ODASININ DÜZENLENMESİ

Akü odasının belirlenmesi ve düzenlenmesine, aşağıdakı hususlar dikkate alınmalıdır.

1-Akü odası nemsiz olmalıdır,
2- Akü odası sürekli güneş ışınlarına maruz bulunmamalıdır,
3- Akü odası yeterli derecede aydınlatılmalıdır. Aydınlatma tesisatı gaz sizdirmaz özellikte    
    olmalı, böylece yangın olma ihtimalı ortadan kaldırilir,
4- Akü odasının duvarları açık renk, asite dayanıklı yağlı boya ile veya benzeri özellikte  
    inşaat malzemeleri ile kaplanmalıdır.
5- Akü odasının tabanı kaymayacak kadar düz olmalı ve asite dayanıklı herhangi bir
    malzeme ile kaplanmalıdır,
6- Elektrik anahtarları akü odasının dışında bulundurulmalıdır,
7-Akü odası çıkış yolu üzerinde göz duşu lavabosu bulunmalıdır,
8- Akü odasını havalandırmak için aspilatör bulunmalıdır.
 




Hiç yorum yok: