İklimlendirme Soğutma Elektriği ve Kumanda Devreleri

Kondansatörler 91

BÖLÜM

KONDANSATÖRLER

AMAÇ: İklimlendirme ve soğutma kompresörlerinde kullanılan kalkış (ilk hareket) ve

daimi kondansatörleri seçebilme ve bağlantılarını yapabilme.

İklimlendirme Soğutma Elektriği ve Kumanda Devreleri

Kondansatörler 92

BÖLÜM-7 KONDANSATÖRLER

7.1. KONDANSATÖR

Kondansatörler elektrik enerjisini depolamak ve gerektiğinde depoladığı enerjiyi

kullanmak amacıyla devreye bağlanan elektriksel elemanıdır. Karşılıklı duran ve aralarında

fiziksel bir temas olmayan iki ayrı plaka ve plakalara bağlı iki ayrı iletken telden oluşurlar.

Genellikle sembolü C harfidir. Her bir plakaya elektrot denir. Şekil 7.1’ de kondansatörün

temel yapısı ve genel devre sembolü verilmiştir.

Şekil 7.1 Kondansatörün genel yapısı ve genel devre sembolü

Kondansatör Ölçümü ve Dikkat Edilecek Noktalar: Kondansatörlerin güvenirlilik

muayenesi avometrenin Ω kademesinde yapılır. Yapılan işlem esasta, ölçü aletinin içindeki

pil voltajı ile kondansatörün sızdırmazlığı kontrol edilir. Ayrıca akım depolama kabiliyetinin

kontrolü ampermetre ile yapılmalıdır. Ölçüm yapılmadan önce kondansatörün, boş

olduğundan emin olunmalıdır. Gözle yapılan muayenede ise, kondansatörün arka tarafı şişmiş

ise, genelde kondansatörün arızalı ya da kısa sürede arızalanacağı sonucuna varılır.

İklimlendirme Soğutma Elektriği ve Kumanda Devreleri

Kondansatörler 93

Şekil 7.2. Kondansatörün muayenesi

7.2 MOTOR ÇALIŞMASINDA KONDANSATÖRÜN GEREKLİLİĞİ

Kondansatörler motorların ilk hareketinde normal yük döndürme momentini 3.5 ile 4.5

katına kadar artırabilirler. Kalkış kondansatörlü motorların diğer bir üstünlüğü yardımcı sargı

üzerinde bulunması nedeniyle motorun ilk hareketinde şebekeden çektiği akımı azaltmasıdır.

Yalnız kalkışta akımda görülen bu azalma hiçbir zaman motorun kalkma momenti

karşılayacak değerde değildir. Kapasitörler özelliği gereği şebekeden çektikleri akımı

üzerlerine depolayarak sisteme geri verirler. Bu nedenle kapasitörler akımın gerilimden

elektriksel olarak ileride olmasını sağlarlar. Yani akımı, gerilimden 900 ileride olacak şekilde

bir faz farkı oluştururlar. Oluşan faz farkı motorun ilk harekete geçmesinde yüksek tork

meydana getirir. Elde edilen bu yüksek tork, motorun ilk hareketinde ve yük altında daha

rahat çalışmasını ve direnç noktalarını kolaylıkla aşmasını sağlar.

Şekil 7.3 Kondansatörün oluşturduğu faz farkı.

İklimlendirme Soğutma Elektriği ve Kumanda Devreleri

Kondansatörler 94

7.3. KONDANSATÖR SEÇİMİ

Yardımcı sargılı kondansatörsüz bir motoru, ilk hareket kondansatörlü bir motor

haline dönüştürebilmek için tablo 7,1’den uygun bir kapasitör belirlenmesi gerekir. Motor

gücü dikkate alınarak belirlenen kapasitör yardımcı sargı devresine seri bağlanıp gerekli

dönüşüm gerçekleştirilir. Yardımcı sargılı motorlarda kullanılan ilk hareket kondansatörleri

kısa süreli devrede kalacak tarzda ve genellikle elektronik kondansatörlerdir. Bu

kondansatörler uzun süre devrede kalırlarsa patlayabilirler.

Çizelge-7.1 220 Volt şebeke geriliminde motor güçlerine göre kondansatör seçimi

Güç (Hp) Güç (kW) Kapasite(mikro Farad)

0. 35 0. 25 43-53

0. 40 0. 30 53-64

0. 50 0. 35 64-77

0. 55 0. 40 72-88

0. 70 0. 50 88-108

0. 80 0. 60 108-130

0. 90 0. 70 124-149

1. 10 0. 80 145-175

1. 20 1. 00 161-193

1. 30 1. 10 189-227

1. 50 1. 20 216-259

1. 75 1. 30 233-280

Motor için kullanılacak kondansatörün seçimini aşağıdaki formül ile bulabiliriz.

V = Motorun çalışma voltajı

I = Motorun şebekeden çektiği akım

Örnek: Çalışma gerilimi (V) = 220 Volt ve şebekeden çektiği akım (I) = 5.6 Amper olan bir

split klima kompresörü için kullanılacak kondansatör ne olmalıdır?

Çözüm: C = (2650x5.6) / 220 =67,454 µF (mikrofarad) olmalıdır.

Çizelgeden 64-77 µF kondansatör seçilmiştir.

İklimlendirme Soğutma Elektriği ve Kumanda Devreleri

Kondansatörler 95

7.4. KONDANSATÖR TİPLERİ

En çok kullanılan kondansatör tipleri: Kâğıt, seramik, polystyrene film, mika’dır.

Klimanın kontrol kartında DC, iç ve dış ünite fan motorlarında ve kompresörde AC

kondansatörler kullanılmaktadır. İç ünite fan motorunda ilk hareket, dış ünite fan motoru ve

kompresör için daimi devre kondansatörleri kullanılır. Küçük güçteki buzdolabı ve küçük

soğutma sistemlerinde ilk hareket kondansatörü kullanılır. Sistemin gücü arttıkça ilk hareket

ve daimi devre kondansatörlerini birlikte kullanılması gerekir.

Şekil 7.4 İlk hareket (start) ve daimi (çalışma) kondansatörleri

7.4.1. İlk Hareket (Start) Kondansatörü

Üzerinde akım depolayarak ilk hareket esnasında yardımcı sargıda faz farkı yaratarak

motorun yüksek momentle kalkışını sağlar. İlk hareket kondansatörlerinin plaka kalınlığı ince

ve kullanıldığı elektrik morunun yardımcı sargısının sarım sayısı (spir) daha fazladır. Genelde

elektronik kondansatörler kullanıldığından devrede uzun süre kalmaları hem kondansatör hem

de yardımcı sargı içim uygun değildir.

7.4.2. Daimî (Çalışma) Kondansatörü

Ana ve yardımcı sargılar arasında faz farkı oluşturarak motorun daha düzenli

çalışmasını sağlar. Daimi devre kondansatörlerinin plaka kalınlığı ilk hareket kapasitörüne

göre daha kalın kullanıldığı elektrik morunun yardımcı sargısının sarım sayısı (spir) daha

İklimlendirme Soğutma Elektriği ve Kumanda Devreleri

Kondansatörler 96

azdır. Şekil 7.5’de görüldüğü gibi klimanın kapasite değeri büyüdükçe sargı omik dirençleri

küçülecektir. Bu nedenle kullanılacak kapasitörün kapasitesi yükselecektir.

Şekil 7.5 İlk hareket (start) ve daimi (çalışma) kondansatörü

7.5. KONDANSATÖRLERİN ARIZALANMA NEDENLERİ

İklimlendirme ve soğutma sistemlerinde kullanılan kondansatörlerin sık karşılaşılan

arızalanma nedenleri aşağıda listelendiği gibidir:

Hat voltajındaki aşırı yükselme ve düşme

Kontakları ark yapmış yada tam temas etmeyen kumanda anahtarı

Çeşitli arızalar sebebiyle motorun aşırı akım çekmesi

Uzun zaman çalışma neticesinde motorun aşırı ısınarak sıcaklığın kondansatörü

etkilemesi

Motor yataklarının ve rulmanların rotorun dönüşünü zorlaması

Uygun değerde olmayan kapasitede kondansatör kullanımı

Kapasitörün çalışma voltajının şebeke voltajına uymaması

Çevre şartlarının aşırı ısınarak kondansatörü çalışma sıcaklığının üzerine çıkartması.

Bağlantı noktalarındaki gevşeme ve ısınma ve oksidasyon

Kullanılan yer ve sisteme uygun tipte kondansatör seçilmemesi

Kapasitörün bağlı olduğu motorun çok sık devreye girip çıkması

7.6. KONDANSATÖR DEĞİŞİMİNDE DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN NOKTALAR

Arızalı olan kondansatör yenisi ile değiştirileceği zaman sağlıklı sonuç elde edebilmek

için aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir:

Kondansatör voltaj seviyesi ile takılan kondansatör kapasitesi aynı olmalıdır.

Mümkün olduğunca orijinal kondansatör kullanılmalıdır.

İklimlendirme Soğutma Elektriği ve Kumanda Devreleri

Kondansatörler 97

Kapasiteye uygun kesitte kablo seçilerek, kablo pabucu ile kondansatör

bağlantısının sıkı geçme olmasına dikkat edilmelidir.

Kablodan kesilerek kondansatör değişimi gerçekleştirilecekse mutlaka kablolar

lehimlenmeli ve lehimin soğuk lehim olmamasına dikkat edilmelidir.

Kondansatörler ile herhangi bir işlem yapmadan önce mutlaka dirençle deşarj

edilmelidir.

Kondansatör değişimlerinde kondansatör cihaz içerisinde boşta bırakılmamalıdır.

Kondansatör şase tespit somunu ya da tespit kelepçesi ile orijinal yerine sabitlenmelidir.

Topraklama bağlantısı varsa kapasitör gövdesi topraklanmalıdır.

Ölçü aleti ile ölçme yapılmadan önce kapasitör uygun şekilde deşarj edilmemelidir.

Deşarj işleminde plaka uçları kısa devre edilmemelidir. Bu işleme maruz kalmış

kondansatör plakaları zarar görebilir.

Kondansatör kapasite değeri, sökülen kalkış kapasitörü değerinin %10 toleransı

içinde olabilir.

Kondansatör kapasite değeri, sökülen daimî kapasitör değerinin %10 fazlası

olabilir.

7.7. KONDANSATÖRLERİN BAĞLANTI ŞEKİLLERİ

Kondansatörler seri paralel veya karışık olarak bağlanabilir.

a) Seri Bağlantı:

Bu bağlantıda kondansatörler birer ucundan birbirine eklenmiştir. Her kondansatör

üzerine farklı gerilim düşer. Seri bağlanmış kondansatörlerin dayanma gerilimi yüksektir.

Toplam kapasite (CTOPLAM) ise: 1 / CTOPLAM= (1 / C1) + (1 / C2) + ….. + (1 / Cn)

şeklinde hesaplanır.

Şekil 7.6. Seri bağlantılı kondansatörler

Örnek: Aşağıdaki şekilde verilen seri bağlı kapasitörün A-B uçları arasındaki toplam

değeri kaç µF’dır.

Çözüm:

1 / CTOPLAM= (1 / 15µF) + (1 / 25µF) + (1 / 100µF) buradan CTOPLAM=8.571µF bulunur.

İklimlendirme Soğutma Elektriği ve Kumanda Devreleri

Kondansatörler 98

b) Paralel Bağlantı

Kondansatörlerin paralel bağlantı hesaplamaları, dirençlerin seri bağlantı hesaplarıyla

aynıdır. Yani paralel bağlı kondansatörlerin toplam kapasite değeri her bir kondansatörün

kapasite değerinin toplanmasına eşittir. Paralel bağlı kondansatörlerin toplam kapasite

değerini hesaplamak için:

CTOPLAM = C1 + C2 + ….. +Cn formülü kullanılır.

Şekil 7.7 Paralel bağlı kondansatörler

Örnek: Aşağıdaki şekilde verilen paralel bağlı kapasitörün A-B uçları arasındaki

toplam değeri kaç µF’dır.

Çözüm:

CTOPLAM= 15µF + 25µF + 100µF

CTOPLAM= 140 µF bulunur.

7.7.3. Karışık Bağlantı:

Bu bağlantıda kondansatörler seri ve paralel olarak bağlanmıştır. Toplam kapasite (CTOPLAM)

ise tüm devre seri devre ya da paralel devre şekline dönüştürülerek bulunur.

Şekil 7.8 Karışık bağlı kondansatörler

İklimlendirme Soğutma Elektriği ve Kumanda Devreleri

Kondansatörler 99

Örnek: Aşağıdaki şekilde verilen karışık bağlı kapasitörün A-B uçları arasındaki

toplam değeri kaç µF’dır.

Çözüm:

C2,3TOPLAM =C2+C3 = 25µF + 100µF

1 / CTOPLAM= (1 / 15µF) + (1 / 125µF)

CTOPLAM=13.392µF

7.8. MOTORLARA KONDANSATÖR BAĞLANTI ŞEMALARI

Soğutma sistemlerinde kompresörleri harekete geçirmek için ilk kalkışta oldukça

yüksek bir torka ihtiyaç duyulur. Soğutma sistemdeki basınç farkları ve diğer nedenlerle

gerekecek ek güç sistemde dolaşan soğutucu akışkan harekete geçtikten sonra gerekmez. Bu

amaçla sistemin normal çalışmasındaki tork dikkate alınarak ilk kalkışta ilave tork sağlayacak

kapasitör(kondansatör) kullanılır. Bu kapasitöre ilk kalkış kapasitörü (kondansatörü) denir.

Sistem kalkıştan sonrada tork istiyorsa çekilen akımı azaltmak için daimi devre

kapasitörü(kondansatörü) kullanılır. Sistemin durumuna göre ilk hareket ve daimi devre

kondansatörleri birlikte kullanılır. Daimi devre kondansatörlü sistemlerde yardımcı sargı daha

İklimlendirme Soğutma Elektriği ve Kumanda Devreleri

Kondansatörler 100

kalın sarılır. Şekil 7.9‘da yardımcı sargı ile yol vermede sistem elemanları ve kapasitörler

gösterilmiştir.

Şekil 7.9 Yardımcı sargılı ilk hareket.

7.8.1. Yardımcı Sargılı ve Kalkış (İlk Hareket) Kondansatörlü Motorlar

Bir fazlı yardımcı sargılı motorun kondansatörlü olanıdır. Yardımcı sargıya bir

kondansatör seri olarak bağlanırsa, yardımcı sargıdan geçen akım kondansatörün etkisi ile

gerilimden ileride olur. Şekil 7.10’da yardımcı sargılı ve kalkış kondansatörlü 1 Fazlı

Asenkron motorun bağlantı şeması görülmektedir. Bu tip motorlar, bir fazlı yardımcı sargılı

motorun yardımcı sargısına bir kondansatörün seri bağlanmasıyla oluşur. Termik çıkışı ana

sargı ve röle bobini üzerinden geçen faz ana sargı üzerinde bir manyetik alan oluşturur. Ancak

bu alanın etkisiyle kompresör kalkış yapamaz. İlave bir manyetik alana ihtiyaç vardır. Bu

ilave manyetik alan yardımcı sargı üzerinde oluşur. Röle bobininde oluşan alanın etkisiyle

nüve yukarı doğru çekilir ve kontaklar kapanır. Yardımcı sargı ve ilk hareket kondansatörü

devreye girer. Yardımcı sargı ve ilk hareket kondansatörünün devreye girmesiyle oldukça

yüksek kalkış momenti üretilir. Yardımcı sargının devreye girmesiyle, oluşan ilave manyetik

alanın etkisiyle kompresör kalkışını yapar. Kompresör kalkışını yaptıktan sonra ana sargı

üzerinde oluşan ters indüksiyondan dolayı çekilen aşırı akım normale düşer. Röle bobininde

oluşan manyetik alan nüveyi yukarda tutamaz. Nüve aşağı düşer. Kontaklar açılır ve yardımcı

sargı ve ilk hareket kondansatörü devreden çıkar. Kompresör ana sargı üzerinden çalışmaya

devam eder. İlk kalkışta normalde çekilen akımın 4-5 katı fazla akım çekilir. Bu akıma

demeraj akımı denir.

İklimlendirme Soğutma Elektriği ve Kumanda Devreleri

Kondansatörler 101

Şekil 7.10 Yardımcı sargılı ve ilk hareket kondansatörlü bir fazlı motorun prensip şeması

7.8.2. Yardımcı Sargılı ve Daimi Kalkış Kondansatörlü Motorlar

Şekil 7.11’de prensip şeması verilen yardımcı sargılı ve daimi kondansatörlü bir fazlı

motorun şekli görülmektedir. Bu tip motorlarda yardımcı sargı ve ona seri bağlı olan kapasitör

startta ve çalışmada devamlı devrede kalır. Kondansatör devamlı devrede kalacak tipte

yapılmış, yağlı kağıt kapasitördür. Bu motorlarda yardımcı sargıyı devreden ayırmaya gerek

yoktur. Bundan dolayı bu motorlara daimî ayrık kapasitörlü (PSC: Permanent Split Capacitor)

adı verilmektedir. İlk kalkınma momenti biraz düşük %50 % 100 tam yük momenti

civarındadır. Burada kullanılan kapasitör hem yol alma momentini yükseltir hem de çalışma

anında güç katsayısını 1’e yaklaştırır. Daimi kapasitörlü motor çok düzgün ve sessiz çalışır.

Genellikle vantilatör, aspiratör, brülörle, split kompresörleri ve sessiz çalışmanın arzu edildiği

yerlerde kullanılırlar.

İklimlendirme Soğutma Elektriği ve Kumanda Devreleri

Kondansatörler 102

Şekil 7.11 Yardımcı sargılı ve daimi devre kondansatörlü bir fazlı motorun prensip şeması

7.9. Yardımcı Sargılı, İlk Hareket ve Daimi Kondansatörlü Motorlar

Şekil 7.12’de prensip şeması verilen yardımcı sargılı-kalkış ve daimi kondansatörlü bir

fazlı asenkron motorun senkron hız-moment karakteristiğinde sadece devamlı kondansatörlü

çalıştırıldığında momentin düşük olduğu ve yol alma kondansatörü ile beraber

çalıştırıldığında ise kalkış momentinin yüksek olduğu görülür. Ayrıca kalkış kondansatörü,

devre dışı kaldıktan sonra moment bir miktar düşmektedir. Bu tip motorlarda yardımcı sargı

ve ona seri bağlı kondansatör, motorun çalıştığı süre içerisinde sürekli devrede kalır. Bu

motorlar, özel amaçlı yerlerde kalkınma momentinin düşük; normal yük momentinin yüksek

olduğu yerlerde kullanılır.

İklimlendirme Soğutma Elektriği ve Kumanda Devreleri

Kondansatörler 103

Şekil-7.12 Yardımcı sargılı-ilk hareket ve daimi devre kondansatörlü bir motorun

prensip şeması