Rampa süresi, bir hız kontrol cihazının motor frekansını belirlenen hız değişimi boyunca ne kadar hızlı artıracağını veya azaltacağını tanımlayan ACC – hızlanma ve DEC – yavaşlama parametreleridir. Otomatik rampa ise bundan farklıdır: sürücü gerektiğinde programlanan rampaya müdahale ederek gerçek hızlanma veya yavaşlama süresini motor akımı, yük ataleti veya DC bara gerilimi gibi sınırları aşmamak için otomatik olarak değiştirebilir.

Yani kullanıcı 5 saniye DEC yazmış olabilir; fakat yüksek ataletli bir yük frenleme sırasında DC bara gerilimini aşırı yükseltiyorsa otomatik rampa fonksiyonu gerçek duruşu örneğin 7 veya 9 saniyeye uzatabilir. Benzer şekilde çok kısa ACC süresinde motor akımı sınırına gelirse akım sınırlandırma fonksiyonu gerçek hızlanmayı programlanandan daha yavaş hale getirebilir.

Hız kontrol cihazları  ›  ACC / DEC zamanı  ›  Otomatik rampa  ›  S-Curve  ›  Akım sınırı  ›  DC Bara  ›  Dinamik frenleme

Rampa süresi gerçekte neyi belirler?

Bir motor 0 Hz'den 50 Hz'e çıkarılırken sürücü çıkış frekansını bir anda 50 Hz yapmaz. Tanımlanan ACC rampasına göre frekansı kademesiz biçimde yükseltir. Duruşta ise DEC rampası frekansın hangi hızla azaltılacağını belirler.

Ancak üreticiden üreticiye ACC/DEC süresinin referans noktası değişebilir. Bazı hız kontrol cihazlarında süre 0 Hz → maksimum frekans, bazılarında 0 Hz → base frequency veya başka bir tanımlı ölçek frekansı için geçerlidir. Bu yüzden ekranda görülen “10 s” değerini doğrudan her zaman “motor tam 10 saniyede hedef devre ulaşır” şeklinde yorumlamamak gerekir.

Gerçek motor hızı ayrıca yük ataleti, mevcut motor torku, akım sınırı, kontrol yöntemi ve asenkron motordaki kaymadan etkilenir. Daha ayrıntılı temel açıklama için kalkış ve duruş zamanı sayfasına bakabilirsiniz.

Otomatik rampa nedir?

Otomatik rampa, sürücünün programlanan ACC veya DEC süresini körü körüne uygulamak yerine, sürücü ve motorun gerçek çalışma durumunu izleyerek rampayı gerektiğinde değiştirmesidir. Üreticiye göre bu özellik Automatic Ramp Adaptation, Deceleration Ramp Adaptation, Stall Prevention, Intelligent Stall Prevention veya VDC Controller gibi farklı isimlerle geçebilir.

Örneğin hızlı hızlanma sırasında akım sürücü limitine yaklaşırsa cihaz ivmeyi azaltabilir. Hızlı yavaşlamada DC bara gerilimi yükselirse yavaşlama rampası uzatılabilir. Böylece sürücünün overcurrent veya DC bus overvoltage hatasına düşme ihtimali azaltılır.

Hızlanma rampası çok kısa olursa ne olur?

Bir yükü daha kısa sürede hızlandırmak daha yüksek ivmelenme torku gerektirir. Yükün ataleti büyükse motorun ihtiyaç duyduğu tork ve dolayısıyla motor akımı hızla yükselir.

Sürücü akım sınırına ulaşırsa bazı kontrol sistemleri frekans rampasını yavaşlatır. Böylece gerçek ACC süresi programlanan değerden uzun olabilir. Bu davranış bazı markalarda stall prevention during acceleration veya benzeri isimlerle geçer.

Dolayısıyla ACC süresini küçültmek motoru sihirli biçimde daha hızlı yapmaz. Motor ve sürücünün üretebildiği tork yeterli değilse limit belirleyici olur.

Yavaşlama rampası neden daha kritik olabilir?

Motor ve makine dönüyorken sistemde kinetik enerji vardır. Hız kontrol cihazı yükü hızlı biçimde yavaşlatmaya çalıştığında motor jeneratör gibi davranabilir ve bu enerji DC baraya geri akar.

DC bara enerjiyi kabul edemeyecek kadar yükselirse sürücü overvoltage hatasına gidebilir. Otomatik rampa adaptasyonu bu durumda yavaşlamayı azaltıp DEC süresini uzatarak bara gerilimini kontrol etmeye çalışabilir.

Sitedeki ABB ACS310 hata sayfasında da DC bara aşırı gerilim kontrolü durumunda yavaşlama rampasının kontrol edilmesi önerilir. Bu nedenle DEC süresi yalnız mekanik konfor parametresi değil, aynı zamanda sürücünün enerji yönetimi ile doğrudan bağlantılıdır.

Otomatik rampa ile fren direnci aynı işi mi yapar?

Hayır. Otomatik rampa enerjinin oluşma hızını azaltmak için motorun yavaşlama süresini uzatır. Fren direnci ise oluşan rejeneratif enerjiyi, fren kıyıcı üzerinden ısıya dönüştürerek DC baradan uzaklaştırır.

Makinenin kesin olarak 3 saniyede durması gerekiyorsa ve atalet yüksekse, otomatik rampanın süreyi 7 saniyeye uzatması proses açısından kabul edilemeyebilir. Böyle bir durumda dinamik frenleme, uygun fren direnci veya rejeneratif sürücü gerekebilir.

Üstelik bazı hız kontrol cihazlarında otomatik yavaşlama rampası ile fren direnci aynı anda kullanılmaz. Örneğin belirli Schneider Altivar modellerinde fren direncinin aktif olarak kullanılabilmesi için deceleration ramp adaptation fonksiyonunun kapatılması gerekir. Bu yüzden cihazın kendi kılavuzu esas alınmalıdır.

Otomatik rampa ile S-Curve aynı şey değildir

S-Curve, hızlanmanın veya yavaşlamanın şeklini değiştirir. Lineer rampadaki sert ivme geçişlerini yuvarlayarak jerk'i azaltır ve makinenin daha yumuşak hareket etmesini sağlar.

Otomatik rampa ise gerektiğinde rampanın gerçek süresini veya eğimini çalışma koşullarına göre değiştirir. Bir sürücüde hem S-Curve hem otomatik ramp adaptation aynı anda bulunabilir; bunlar iki farklı işlevdir.

Rampa süresi ile serbest duruş arasındaki fark

Serbest duruş – Coast Stop seçildiğinde sürücü motor frekansını kontrollü bir DEC rampasıyla sıfıra indirmek yerine çıkış torkunu bırakır. Motor ve makine atalet + mekanik sürtünme etkisiyle kendi kendine yavaşlar.

Bu nedenle 10 saniyelik DEC ayarı bulunması, coast stop seçilmiş bir durumda motorun mutlaka 10 saniyede duracağı anlamına gelmez. Stop mode ve rampa parametresi birlikte okunmalıdır.

DC frenleme ile rampa aynı şey midir?

DC enjeksiyon frenleme, özellikle düşük hız bölgesinde motora DC akım uygulayarak frenleme torku oluşturur. Enerjinin önemli bölümü motor içinde ısıya dönüşür.

DEC rampası ise motorun temel frekansını kontrollü biçimde azaltır. Birçok cihazda normal rampalı yavaşlamanın son bölümünde DC frenleme eklenebilir; fakat iki fonksiyon aynı değildir ve gereğinden yüksek DC seviye veya uzun DC fren süresi motoru ısıtabilir.

Otomatik rampa kesin duruş zamanı gereken makinelerde kullanılır mı?

Dikkatle kullanılmalıdır. Otomatik rampanın doğası gereği gerçek ACC veya DEC süresi değişebilir. Bu özellik pompa, fan veya genel proses makinelerinde yararlı olabilir; fakat konumlama yapan veya “her çevrimde tam aynı duruş süresi” isteyen makinelerde sorun yaratabilir.

Örneğin indeks tablası, kesme makinesi veya belirli noktada durması gereken mekanizmada değişken yavaşlama süresi proses hatası oluşturabilir. Böyle sistemlerde sabit frenleme kapasitesi, encoder geri besleme veya uygun motion control çözümü gerekebilir.

Rampa süresinin evrensel bir saniye değeri var mı?

Hayır. “Fan 5 saniye, ağır makine 20 saniye” gibi tek bir tablo bütün tesisler için doğru değildir.

Doğru değer en az şu etkenlere bağlıdır: yük ataleti, motor gücü ve torku, sürücü aşırı yük kapasitesi, proses ihtiyacı, frenleme enerjisi, mekanik sistem, redüktör, taşınan malzeme ve saatlik dur-kalk sayısı.

Aynı 15 kW motor bir pompayı sürüyorsa başka, ağır bir volanı veya kırıcıyı sürüyorsa tamamen başka ACC/DEC süresi isteyebilir. Bu yüzden rampa süresi yük karakteristiği görülmeden ezbere belirlenmez.

Pompa ve fanlarda rampa neden önemlidir?

Pompalarda ani hız değişimi boru hattında basınç geçişlerini artırabilir. Fanlarda ise özellikle büyük çarklarda yüksek dönel atalet bulunduğu için motorun çok kısa sürede hedef hıza çıkması fiziksel olarak mümkün olmayabilir.

Bu nedenle otomatik rampanın fan ve pompalarda yararlı olması “bu yüklerde her zaman uzun rampa kullan” anlamına gelmez; sürücü sistemin gerçek tork ve enerji sınırlarına göre değerlendirilmelidir.

Konveyörde çok kısa rampa ne yapar?

Konveyör üzerinde ani ivme; kayış gerilimi, kaplin ve redüktör darbesi, taşınan ürünün kayması veya devrilmesi gibi sorunlara neden olabilir. Bu yüzden mekanik olarak yumuşak hareket önemliyse yalnız ACC/DEC değil, S-Curve parametresi de değerlendirilmelidir.

Öte yandan rampa gereğinden uzun tutulursa çevrim süresi büyür. Dolayısıyla amaç en uzun rampa değil, proses ve makine için gerekli olan en uygun rampadır.

Dönen motoru yeniden çalıştırmada rampa nasıl davranır?

Motor enerji kesildiğinde hâlâ dönüyorsa yeni bir RUN komutunda sıfır frekanstan normal rampa başlatmak uygun olmayabilir. Bu durumda Flying Start – dönen motoru yakalama veya speed search fonksiyonu motorun mevcut hızını bulup rampayı o noktadan devralabilir.

Bu özellik özellikle büyük fanlarda ve ataleti yüksek makinelerde önemlidir; çünkü motor tamamen durmadan yeniden kontrol altına alınabilir.

STO ile rampalı duruş aynı şey midir?

Hayır. STO – Safe Torque Off güvenlikle ilgili bir tork engelleme fonksiyonudur; ACC/DEC rampası ise normal proses kontrolüdür.

STO aktif edildiğinde sürücünün motor torku üretmesi engellenir fakat bu tek başına motorun programlanan DEC rampasına göre kontrollü biçimde duracağı anlamına gelmez. Güvenli kontrollü duruş gereken sistemlerde STO, SS1 ve mekanik fren gibi güvenlik fonksiyonlarının ilişkisi ayrıca değerlendirilmelidir.

Editörün notu: Rampa ayarında önce saniye seçmem; önce makineye bakarım. Kalkışta akım sınırına giriyorsa ACC'yi daha da küçültmenin anlamı yoktur. Duruşta DC bara yükselip sürücü OV hatasına gidiyorsa da “DEC'yi 2 saniye daha yapalım” demem. Önce yükün kinetik enerjisinin nereye gideceğini çözerim. Otomatik rampa kullanıyorsam gerçek duruş zamanının değişebileceğini kabul ederim; proses sabit duruş süresi istiyorsa fren direnci veya başka bir enerji yönetimi çözümüne geçerim. Rampa parametresi sadece konfor ayarı değil, motor torku ile DC bara enerjisinin buluştuğu yerdir.

İlgili konular

Kalkış / duruş zamanı nedir? — ACC ve DEC rampalarının temel tanımı
S-Curve nedir? — rampanın başını ve sonunu yumuşatmak
Akım sınırlandırması nedir? — agresif ACC rampasında sürücünün akım davranışı
DC Bara nedir? — yavaşlamada rejeneratif enerjinin toplandığı ara devre
Dinamik frenleme nedir? — hızlı duruşta enerjinin yönetimi
Fren direnci nedir? — DC bara enerjisinin dirençte ısıya çevrilmesi
Serbest duruş nedir? — rampalı stop yerine coast stop
DC frenleme nedir? — düşük hızda DC enjeksiyonla frenleme
Flying Start nedir? — dönmekte olan motoru yakalamak
STO nedir? — normal stop rampasından farklı güvenlik fonksiyonu

Özet: Rampa süresi, hız kontrol cihazına verilen programlanmış hızlanma ve yavaşlama hedefidir. Otomatik rampa ise motor akımı, yük ataleti veya DC bara gerilimi gibi gerçek çalışma sınırlarına göre bu hedefi gerektiğinde değiştiren kontrol fonksiyonudur. S-Curve rampanın şeklini, otomatik rampa gerçek süresini, frenleme sistemi ise yavaşlama sırasında ortaya çıkan enerjinin nereye gideceğini belirler.