MCC'ler Nasıl Çalışır ve Amaçları Nedir?

Bir büyük gıda işleme tesisinin kritik bir konveyör hattında motor arızası sırasında, bakım teknisyenlerinin kabloları kanallar aracılığıyla araması, üretimi durdurması veya hangi anahtarın hangi motora elektrik sağladığını belirlemek için saatlerini harcaması gerekmiyordu. Oradaki profesyoneller, Motor Kontrol Merkezi'ne (MCC) — elektrik odasının zeminine yerleştirilmiş tek bir metal dolaba — girdiler, gerekli motorun kutusunun kapısını açtılar, bağlantısını kestiler, kilitlediler ve onarımları gerçekleştirdiler. Üretim hattı kesintisiz devam etti. Bu, MCC'nin tasarlandığı şeyi yaptığı anlamına geliyordu: tüm motor kontrollerini, korumalarını ve izolasyonlarını tek bir kolay erişilebilir yere toplamak. MCC'ler ve işleyişleri hakkında sağlıklı ve bilgili bir anlayış, endüstriyel motor yükleriyle çalışan herkesin sahip olması gereken bir şeydir. Bu nedenle, bu kılavuz, okuyucuların MCC hakkında bilmesi gereken her şeyi, yapısından ve bileşenlerinden başlayarak, güç ve çalışma prensibine kadar içermektedir.

Özet: Motor Kontrol Merkezi (MCC), birden fazla elektrik motoru için güç dağıtımının, motor başlatmanın, güçlendirilmiş ekipman korumasının ve kontrol işlevlerinin merkezi ve standart bir şekilde işletilmesini sağlayan motor kontrol ünitelerinin birkaç bölmesinden oluşan bir birimdir. Çalışma süreci, donanımın sistemden güç almasıyla başlar ve ardından motor kontrol cihazlarına, diğer adıyla başlatıcılara, kontaktörlere ve yumuşak başlatıcılara güç dağıtır. Güç dağıtımına ek olarak, MCC ayrıca motor izolasyonu, önleyici bakım ve ekipmanın arıza tespiti için bir yer sağlar. Her motor, devre kesici, aşırı yük rölesi ve motor kontrol ünitesi ile sağlanmak üzere yapının içinde ayrı bir bölmeye tahsis edilmiştir. Motor Kontrol Merkezi'nin ana işlevi, elektrik mühendisliği süreçlerinin verimliliğini artırmak, elektrik ve kontrol cihazlarının onarım süresini azaltmak ve operasyonların güvenliğini artırmaktır.

Motor Kontrol Merkezi Nedir

MCC olarak adlandırılan metal kaplı zemin üzerinde duran yapı, tutarlı bir sütun dizisi oluşturmak için bir araya vidalanmış standartlaştırılmış dikey bölümlerden oluşur. Dikey bölümler, genellikle bu bölümlerin uzunluğu boyunca uzanan ve gelen gücü ileten 3 fazlı bakır veya alüminyum çubuklardan oluşan dikey busbar montaj sistemi içerir.
Bölümler, besleyiciden gelen gücü dikey bölmelere ileten ortak bir yatay bus aracılığıyla yatay olarak bağlanır. Busbarlar, MCC'nin elektriksel omurgasını oluşturur, çünkü sıradaki her motor kutusu, bu ortak busları kullanarak enerji almak için bir soketleme mekanizması aracılığıyla bus'a bağlanır.

Tesisdeki her motor, MCC'nin belirli bir yuvasına yerleştirilmiş ayrı bir tekerlek konutunu içeren bir motor sepetine sahiptir. Sepet, motoru çalıştırmak için gereken tüm parçaları içerir: ayrılmış bölüm olarak işlev gören devre kesici veya sigortalı ayırıcı modül; motoru enerjilendiren motor başlatıcı. Aşırı yük rölesi, motorun aşırı yüklenmesini koruyacaktır; gerekli olması durumunda düşük voltaj kontrol gücü sağlayan kontrol trafosu ve sepeti tesisin kontrol sistemi ile bağlamak için yeterli kablolama ve terminal blokları. Sepet, aynı veya benzer türdeki herhangi bir kurulumla kullanılabilen motor kontrolü için kendi kendine yeterli bir kurulum olarak işlev görür; standartlaştırma ve değiştirilebilirlik ana çalışma prensibidir. Ve tesiste kurulu her motorun aynı adı ve özellikleri vardır. MCC için düzenlemeler, ABD'de NEMA ICS 18 belgesinde ve uluslararası düzeyde IEC 61439 standardında belirtilmiştir.

MCC Üzerinden Gücün Akışı ve Motora Ulaşması

MCC, belirli bir görevi olan kontrol ve koruma ekipmanlarının düzenli bir sırasına sahip elektriksel bir düzenlemedir. Bu sıranın anlaşılması, MCC'deki bir arızayı teşhis ederken, bir cihazı değiştirirken veya yeni bir sepet sipariş ederken kritik öneme sahiptir. Elektrik yolu şu şekildedir:

1. Gelen güç, MCC'ye ana ayırıcıdan girer – tüm dizilimi koruyan bir devre kesici veya sigortalı anahtar. Gelen besleme, genellikle Kuzey Amerika'da 480V üç fazda veya IEC pazarlarında 400V'da bir anahtarlama cihazından, bir trafonun ikincilinden veya bir dağıtım panelinden olabilir.
2. Ana bus bar sistemi, gücü her dikey bölüme dağıtır. Yatay bus, dizilimin üst kısmında yer alır ve dikey bus, MCC'nin bölümlerinden geçer. Bus barlar, MCC'nin toplam bağlı yüküne göre yapılmıştır. Bus barların kısa devre dayanım derecesi, kurulum yerinde meydana gelebilecek maksimum arıza akımına eşittir.
3. Her motor sepeti, bir stabbing mekanizması aracılığıyla dikey bus'a bağlanır. Sepet pozisyona yerleştirildiğinde, yaylı çeneler bus barlarla temas eder ve motorun tam yük akımı için vidalı basınç bağlantısı oluşturabilir. Stabbing mekanizması, sepeti yerleştirmek ve çıkarmak için tüm MCC'yi enerjisiz hale getirme gereksinimini ortadan kaldırır.
4. Sepetin içinde, güç önce devre kesici veya sigortalı ayırıcıdan geçer. Bu, sepette bulunan ilk güvenlik montajıdır. Motor devresini toprak hatalarına ve kısa devrelere karşı koruma sağlar ve onarım işlemleri sırasında kilitleme/etiketleme için yerel bir nokta olarak işlev görür. Genellikle, kesici motorun tam yük akımı için derecelendirilmiştir ve devre akımını kesme kapasitesine sahip olmalıdır; yani, kesme kapasitesi MCC'nin kısa devre derecesine eşit olmalıdır.
5. Güç daha sonra kontaktör veya motor başlatıcıya akar. Kontak, motorun çalışmasını başlatmak veya durdurmak için güç devresini açıp kapatan elektromanyetik olarak sürülen bir anahtar olarak işlev görür. Kontrol sistemi, kontakın bobinini aktive eder ve motor, genellikle 120 V AC veya 24 V DC üzerinden iletilen bir başlatma sinyaline yanıt olarak güç alır. Durdurma sinyali iletildiği anda, bobin kapanır ve motor çalışması sona erer. Bir motor başlatıcısı, kontak ve aşırı yük rölesini tek bir ünite içinde birleştirir, böylece terimler MCC uygulamalarında birbirinin yerine kullanılabilir.
6. Aşırı yük rölesi, motorun önündeki son koruma cihazıdır. Aşırı yük rölesi, kontak ile seri olarak bağlanır ve motorun akımını bimetalik şeritler veya elektronik akım algılama cihazları kullanarak tespit etme yeteneğine sahiptir. Motor, mekanik bir tıkanma, yatak arızası veya işlem aşırı yüklenmesi nedeniyle uzun süreli bir aşırı akım aldığında, aşırı yük rölesi ısınır ve devreyi keserek kontakta devreyi keser ve motoru bağlayarak sargıların aşırı ısınmasını önler. Röle, motorun maksimum akımına göre ayarlanır, genellikle 115% veya 125% seviyesinde, batarya türüne ve geçerli yasalara bağlı olarak.
7. Güç, kovadan yük terminalleri aracılığıyla çıkar ve motora bağlanır. Genellikle üç iletken ve bir topraklama telinden oluşan motor kablosu ve boyutu toplam motor akımı ve kablonun mesafesindeki voltaj düşümü ile belirlenir, yük terminallerini kovanın yük terminallerine bağlar. Motor ile MCC arasında yüzlerce feetlik büyük bir mesafe olabilirken, motor kablosu bir boru veya kablo tepsisi içinde döşenebilir.

MCC'nin Amacı: Neden Merkezi Motor Kontrol Standart Hale Geldi

MCC'ler (Motor Kontrol Merkezleri) 1950'ler ve 1960'larda popülerlik kazanmadan önce, endüstriyel motor kontrolü merkezi olmayan bir şekilde gerçekleştirilirdi; her motorun, motorlara yakın bir duvara monte edilmiş kendi başlatıcısı vardı. Bu yöntem, amacına ulaşmada etkili olsa da, birçok dezavantaja sahipti. Başlatıcılar, fabrikaların çeşitli yerlerine yerleştirilmişti, bazen toz, su veya erişimi zor alanlardan etkilenen yerlerde. Motor arızalarını gidermek, fabrikada hareket etmeyi gerektiriyordu, muhtemelen bir platforma veya hatta bir çukura çıkmayı gerektiriyordu. Yeni bir motor kurmak için, yeni bir başlatıcı kurmak, onu beslemeye bağlamak ve anahtarlardan kabloları döşemek gerekiyordu.

MCC, tüm motor kontrol ekipmanını merkezi, verimli, temiz ve erişilebilir bir alana entegre ederek bu zorlukları ele aldı. MCC'ler, birçok ama birbiriyle ilişkili amaca hizmet eder:

• Merkezi motor kontrolü ve izleme. Fabrikanın herhangi bir bölümündeki her motor, sadece bir noktadan kontrol edilebilir ve gözlemlenebilir. Fabrikanın sorumlusunun her motoru kontrol etmek için dolaşması gerekmez. Bir motor kontrol merkezinin göstergeleri, ampermetreleri ve kontrol butonları, tüm üretim bölgesi için birleşik bir kontrol noktası sağlar.
• Basitleştirilmiş bakım ve arıza bulma. Bir motor devre dışı kaldığında, bakım teknisyeni motor kontrol merkezinin kapısını açar, aşırı yük rölesindeki devre kesici ve trip göstergesini kontrol eder ve motoru üretim alanına girmeden kilitler ve izole eder. Kova çıkarılabilir, kontrol edilebilir ve birkaç dakika içinde geri konulabilir, bu da işteki duraklamayı en aza indirir. Yedek bir kova depoda tutulabilir ve arızalı olanın hızlı bir şekilde yerini alabilir.
• Güvenli, erişilebilir izole noktaları. Tüm motor kovalarının yakınında, iyi aydınlatılmış bir elektrik odasında bulunan güvenli bir ayırma sistemi vardır. Bu, motorun yanında bulunan geleneksel sigortalı ayırma sistemine kıyasla güvenliği önemli ölçüde artırır; bu sistem tehlikeli, nemli veya dar alanlarda bulunabilir.
• Alan verimliliği ve azaltılmış kablolama maliyeti. Bir MCC, onlarca bağımsız kutu tipi panel kurulumunu bir araya getirir ve bunları tek bir kompakt modele indirger. Paylaşılan bar sistemleri, elektrik dağıtım panelini ve her motoru bağlamak için ayrı güç kabloları kurma ihtiyacını tamamen ortadan kaldırır.
• Ölçeklenebilirlik ve esneklik. Bir MCC, yedek kova alanları ile tasarlanmıştır. Bu nedenle, gelecekte yeni bir motor eklemek için sadece boş alana yeni bir kova eklemeniz ve motor kablosunu döşemeniz yeterlidir - yeni bir muhafaza, yeni bir besleyici veya herhangi bir büyük revizyon gerekmeyecektir.

MCC'nin Bireysel Motor Kontrolleri ve VFD Panellerinden Farkı

Bir MCC, genellikle çeşitli elektrik ekipmanları ile karıştırılır ve bunların farklarını bilmek doğru çözümü seçmek için anahtardır. MCC terimi, birbiriyle bağlantılı bir bus sisteminde bir araya getirilmiş birden fazla motor starter'ından oluşan tek bir varlığa verilir. VFD paneli, ya bir duvara ya da yere yerleştirilen bir sistemdir; bir motoru veya ilgili motor grubunu değişken frekans sürücüsü ve ekipmanı yardımıyla kontrol etmeyi sağlar. VFD kullanımı, motora sağlanan frekans ve voltajın ayarlanabilmesini sağlar - bu, MCC'de bulunan geleneksel bir motor starter'ı tarafından gerçekleştirilemeyen bir işlevdir. Ancak, VFD'leri MCC bloklarına entegre etmek de mümkündür. Bu durumda, bir VFD bloğu standart bir MCC'de yer kaplar ve standart bir starter bloğunun ortak bağlantı ve izole etme yeteneklerine sahip olur. Sonraki terim MCP'dir; bu, bir motor devresi için yalnızca kısa devre koruması sağlayan bir devre kesici için verilen isimdir. MCP'nin ayarlanabilir manyetik bir trip'i vardır, ancak termal aşırı yük elemanı yoktur. Bir MCP, bir kontaktör ve bir aşırı yük rölesi ile birlikte birleşik bir motor starter'ında çalışır. MCP'lerin standart devre kesicilerden nasıl farklılaştığına dair ayrıntılı bir açıklama için, makalemizi inceleyin. motor devre koruyucu vs devre kesici koruma, uygulama ve kod gereksinimlerindeki farklılıkları kapsar.

Tipik bir MCC kovasının bileşenleri

Her motor kovası bir MCC elektriksel yolu yansıtacak şekilde düzenlenmiş standart bir bileşen seti içerir. Aşağıdaki tablo, ana bileşenleri ve işlevlerini özetlemektedir.

Bir MCC'nin tipik ömrü nedir?

Doğru bakım yapılan, temiz ve kuru koşullarda tutulan ve belirtilen sınırlar içinde işletilen Motor Kontrol Merkezleri (MCC), 25 ila 35 yıl veya daha uzun süre hizmet verebilir. Çelik kasa, bakır bara ve yapısal çerçeve, bina kadar uzun süre sağlam kalabilecek en güçlü elemanlar olarak kabul edilebilir. Aynı zamanda, zaman zaman değiştirilmesi gereken parçalar — devre kesiciler, kontaktörler ve aşırı yük röleleri — en zayıf parçalardır; servis ömürleri motor kullanım sıklığına, yük tipine ve çalışma ortamına bağlıdır. Örneğin, saatte altı kez motoru çalıştıran bir kontaktör, aynı motoru günde sadece bir kez çalıştıran kontaktörden daha kısa ömürlü olacaktır. Ayrıca, yüksek ortam sıcaklığı veya tozlu/ıslak ortamda çalışan bir aşırı yük rölesi, iklim kontrollü bir şalt odasında saklanan bir röleden daha erken arızalanır. Bu nedenle, arızaları önlemenin en etkili yolu, tüm kontrol merkezi kovalarını yılda bir kez bara ve devre kesicilerin termal taraması, kontaktör kontaklarının yanık açısından görsel kontrolü, kalibrasyon ve iç temizliği ile incelemektir.

Sıkça Sorulan Sorular

Bir motor kontrol merkezi ne yapar?

Güç dağıtımı, motor başlatma, aşırı yük koruması ve elektrik motor kontrolü işlevleri, Motor Kontrol Merkezi (MCC) aracılığıyla tek bir muhafazada toplanır. MCC, elektrik motorlarını güvenli bir yerde izole etmeyi ve bakımını kolaylaştırmakla kalmaz, aynı zamanda tesis genelinde dağıtılmış motor başlatıcılarına kıyasla arıza giderme sürecinde ortaya çıkan zorlukları azaltır, sistemin genel basitliğini sağlar ve kablolama sorunlarını önler.

MCC ile VFD arasındaki fark nedir?

Bir MCC, çeşitli motorlar için motor başlatıcıları, devre kesiciler ve kontrol ekipmanlarını ortak bir bara yapısında toplayan karmaşık bir montajdır. VFD (Değişken Frekans Sürücüsü), motor hızını motorun besleme frekansını ve voltajını değiştirerek kontrol eden tek bir cihazı ifade eder. Böylece, VFD, aynı zamanda bar başlatıcılar arasında çalışma platformu sağlayan MCC kovasına monte edilebilir.

MCC ile MCP arasındaki fark nedir?

Bir MCC Tam bir Motor Kontrol Merkezi — birden fazla motor kovası ve ortak bir bara sistemini içeren metal kaplı montajdır. Bir MCP (Motor Devre Koruyucusu), sadece kısa devre koruması sağlayan, ayarlanabilir manyetik tripli ve termal aşırı yük elemanı olmayan belirli bir devre kesici türüdür. Bir MCP, MCC içindeki bireysel bir motor kovasının bileşenidir; MCC'nin alternatifi değildir. Bizim detaylı karşılaştırmamız MCP'ler ve standart devre kesiciler işlevsel ve kod kaynaklı farkları açıklar.

Bir motor kontrol merkezinin ömrü nedir?

İyi bakımı yapılmış bir MCC temiz, kuru, kapalı bir ortamda tipik olarak 25 ila 35 yıl veya daha fazla hizmet ömrüne sahiptir. Yapısal muhafaza ve bara çubukları tesisin ömrü boyunca dayanabilir. Aşınan bileşenler — devre kesiciler, kontaktörler, aşırı yük röleleri — daha kısa ömre sahiptir, genellikle motor başlatma sıklığına, elektrik yükünün şiddetine ve çalışma ortamına bağlı olarak 15 ila 25 yıl arasında değişir. Yıllık denetim ve önleyici bakım her bileşenin ömrünü uzatır.

Referanslar

• NEMA ICS 18 — Motor Kontrol Merkezleri. Motor Kontrol Merkezlerinin tasarım, yapı, test ve performans gereksinimlerini tanımlayan Kuzey Amerika standardı, Ulusal Elektrik Üreticileri Birliği tarafından yayımlanmıştır.
• IEC 61439 — Düşük Gerilim Anahtarlama ve Kontrol Donanımı Montajları. MCC'ler ve benzer montajların tasarım ve testini düzenleyen uluslararası standart, Avrupa, Asya ve birçok küresel pazarda kabul edilmiştir.
• Eaton — Motor Kontrol Merkezleri: Freedom 2100 ve FlashGard. Endüstriyel ve ticari uygulamalar için MCC üreticisi, kova seçimi, bara derecelendirmeleri ve ark flaş güvenlik özelliklerini kapsayan teknik dokümantasyon ile.
• Schneider Electric — Model 6 Motor Kontrol Merkezleri. Entegre güç izleme ve akıllı motor kontrol yeteneklerine sahip MCC üreticisi, ağır sanayi ve proses uygulamaları için uygulama rehberi ile.

A Motor Kontrol Merkezi bir endüstriyel tesisin elektrik merkezidir — her motorun gücünün, korumasının ve kontrolünün standartlaştırılmış, bakımı yapılabilir ve genişletilebilir bir sistemde birleştiği tek nokta. Bir MCC'nin nasıl çalıştığını öğrenmek — gelen hat üzerinden voltaj taşıyan bara çubukları, her motoru barındıran ve kontrol eden bölmeler, güç kaynağından motora kadar olan ekipman dizisi — endüstriyel elektrik bakımı, arıza giderme ve tasarım için esastır. MCC, daha önce dağınık olanı bir birim haline getirir, daha önce spontane olarak yapılanı birleştirir ve gerekli güvenli kesme ile cihazların modülerliğini sağlar. Bakım yapan herhangi bir elektrikçi, bileşen seçen mühendis ve MCC kullanan üretim sahası yöneticisi bu cihazı güvenilir ve stabil olarak tanımlayacaktır.