ELEKTROMEKANİK KUMANDA SİSTEMLERİ

Elektrik motorlarında fren sistemlerinin başlıca görevi; motorun hareketli kısmı olan rotoru güç kesildikten sonra güvenli ve daha kısa sürede durdurup belirli bir konumda tutarak güvenli durdurmayı sağlamaktır. Fren sistemleri ile motorun boşta çalışma ve ölü zaman bölgelerinin azaltılması ile sistem verimi daha da arttırılır (MEGEP,2011). Şekil 7.1’de frenleme sistemi kullanıldığında ve kullanılmadığında ölü zaman süresinin nasıl değiştiği karşılaştırmalı olarak gösterilmiştir.

Mekanik frenlemedeki sürtünme kayıplarını ortadan kaldırmak veya mekanik frenleme sistemlerinin üzerindeki yükü en aza indirmek için ayrıca elektriksel frenleme sistemleri geliştirilmiştir. Çekiş gibi bazı önemli uygulamalarda, kazaları önlemek için hızlı acil durum duruşları gereklidir. Elektrikli frenleme böyle acil durumlarda hem hızlı hem de çok yumuşak duruşlar elde etmek için de tercih edilir. Elektrikli frenleme sistemleri de kendi içinde rejeneratif frenleme, dinamik frenleme ve ters akım frenleme şeklinde üç farklı yöntem uygulayabilmektedir (sayfa 137)

elektrikli frenleme sistemlerinin mekanik frenleme sistemine göre avantajları şöyle sıralanabilir (Gadewar ve Jain, 2017): 1. Elektrikli frenleme yumuşak, hızlı ve güvenilirdir. 2. Daha yüksek hızlar korunabilir; bunun nedeni elektrikli frenlemenin oldukça hızlı olmasıdır. Bu, sistemin daha yüksek kapasitesine yol açar. 3. Elektrikli frenleme daha ekonomiktir. Bu durum, mekanik frenleme sistemlerindeki fren bloklarındaki aşırı aşınma ve fren balatasının sıklıkla değiştirilmesi gerekliliğinden kaynaklanır. 4. Elektrikli frenlemede üretilen ısı daha azdır ve zararlı değildir, ancak mekanik frenleme arızaya neden olur (sayfa 140)

Bu frenleme sürecinde, rotorun kinetik enerjisi, bir aracın tekerleğine veya fren kampanasına sürtünen mekanik balatanın fren pabuçları tarafından ısı şeklinde dağıtılır. Bu durumda motor, motorun hareketli parçası ile fren pabucu arasındaki sürtünme nedeniyle durdurulur. En yaygın iki türü kampana fren ve disk frendir.

Manyetik parçacık frenleri, sunduğu geniş çalışma momenti aralığı nedeniyle diğer elektromanyetik frenlerden üstün olduğu söylenebilir. Gerilim ve moment ilişkisi doğrusala yakındır; bu sayede bir manyetik parçacık freninde, moment çok hassas bir şekilde kontrol edilebilir.

Güç kapatma frenleri, elektrik güç kaynağı ile irtibat istenmeden koptuğunda veya kasıtlı olarak kesildiğinde rotoru durdurur. Bu fren tipi Bazı şirketler tarafından “arıza emniyetli” frenler olarak da adlandırılmıştır.

Rejeneratif frenleme, hareket halindeki bir aracı veya nesneyi kinetik enerjisini hemen kullanılabilecek veya ihtiyaç duyulana kadar saklanabilecek bir forma dönüştürerek yavaşlatan bir enerji geri kazanım yöntemidir. Bu yöntemde, elektrikli çekiş motoru fren disklerinde ısı olarak kaybedilecek olan enerjiyi geri kazanmak için aracın momentumunu kullanır.

Bir elektrikli otomobil frenleme sırasında pil takımına yaklaşık 60 kW elektrik döndürebilir. Teorik olarak bu araçlardaki motorlar daha fazla gücü de geri döndürebilirler fakat pilin bozulmasını önlemek için döndürülecek güç 60 kW ile sınırlanmıştır.