Vzhledem k robustní konstrukci a snadnému ovládání jsou třífázové asynchronní motory široce preferovány před mnoha jinými motory Aplikace poháněné střídavým motorem . Tento třífázový motor je odpovědný za operace s větším zatížením v několika aplikacích, jako jsou nákladní a výtahové výtahy, dopravníky, kompresory, čerpadla, ventilační systémy, řídicí jednotky průmyslových ventilátorů atd.

Třífázový motor

S vynálezem pohonů s nastavitelnou rychlostí a několika dalšími typy motorových spouštěčů , třífázové motory se staly příznivými pohony pro aplikace s proměnnými otáčkami. Jelikož jsou tyto motory důležité při jízdě se zátěží, je také důležité zajistit jejich bezpečnost a ochranu proti spouštěcím nárazovým proudům, přetížení, jednofázovému fázování, přehřátí a dalším chybným podmínkám. Než se podíváme na podrobnosti těchto motorů a jejich ochranných systémů, podívejme se na základy třífázových motorů.

Třífázové střídavé motory

Třífázové nebo vícefázové motory jsou převážně dvou typů: indukční nebo asynchronní motory a synchronní motory. Synchronní motory jsou speciální typy motorů používaných v aplikacích s konstantními otáčkami, zatímco většina motorů používaných v průmyslových aplikacích je indukčního typu. Tento článek se soustředí pouze na třífázový indukční motor a jeho ochrana .

Konstrukce indukčního motoru

Tyto motory jsou veverkové a sběrací kroužky. Třífázová indukce motor se skládá ze statoru a rotoru , a mezi těmito dvěma není žádné elektrické spojení. Tyto statory a rotory jsou vyrobeny z vysoce magnetických materiálů jádra s menší hysterezí a ztrátami vířivých proudů. Stator se skládá z třífázových vinutí, která se navzájem překrývají při fázovém posuvu 120 stupňů. Tato vinutí jsou buzena třífázovým hlavním napájením.

“Co je to biometrické zařízení a jak se používá? ”

Tento třífázový rotor střídavého motoru se liší u indukčních motorů s kluzným kroužkem a veverkou. U motoru s kotvou nakrátko se rotor skládá z těžkých hliníkových nebo měděných tyčí, které jsou zkratovány na obou koncích válcového rotoru. V indukčním motoru typu sběracího kroužku se rotor skládá z třífázových vinutí, která jsou na jednom konci vnitřně označena hvězdičkou, a druhé konce jsou vyvedeny ven a připojeny ke sběracím kroužkům namontovaným na hřídeli rotoru, jak je znázorněno na obrázku . S pomocí uhlíkových kartáčů je k těmto vinutím připojen reostat pro dosažení vysokého počátečního točivého momentu.

Princip činnosti: Kdykoli je trojfázové napájení statorového vinutí přivedeno na třífázové napájení, vytvoří se v něm rotující magnetické pole se 120 posuny při konstantní velikosti a rotující synchronní rychlostí. Toto měnící se magnetické pole putuje k vodiči rotoru a podle Faradayových zákonů elektromagnetické indukce indukuje proud ve vodičích rotoru. Jak jsou vodiče rotoru zkratovány, začne těmito vodiči protékat proud.

Podle Lenzova zákona se tyto indukované proudy staví proti příčině jeho produkce, tj. Proti rotujícímu magnetickému poli. Ve výsledku se rotor začne otáčet ve stejném směru jako rotující magnetické pole. Rychlost rotoru však musí být nižší než rychlost statoru - jinak nebudou v rotoru indukovány žádné proudy, protože relativní rychlost magnetických polí rotoru a statoru je důvodem pohybu rotoru. Tento rozdíl mezi poli statoru a rotoru se nazývá skluz. Kvůli tomuto relativnímu rozdílu rychlostí mezi statorem a rotory se tento 3fázový motor nazývá asynchronní stroj.

Typy ochran potřebných pro indukční motor

Třífázové indukční motory představují 85 procent instalovaného výkonu průmyslových pohonných systémů. Proto je ochrana těchto motorů nezbytná pro spolehlivý provoz zátěží. Poruchy motoru se dělí hlavně do tří skupin: elektrické, mechanické a ekologické. Mechanická napětí způsobují přehřátí, což má za následek opotřebení ložisek rotoru, zatímco nadměrné mechanické zatížení způsobuje odběr silných proudů, což má za následek zvýšení teploty. Elektrické poruchy jsou způsobeny různými poruchami, jako jsou poruchy fáze-fáze a fáze-země, jednofázové, přepětí a podpětí, nevyváženost napětí a proudu, frekvence atd.

Spuštění proudu indukčního motoru

Kromě systémů ochrany motoru pro výše uvedené poruchy je také nutné použít třífázový spouštěč motoru k omezení spouštěcího proudu indukčního motoru. Jak víme - v každém elektrickém stroji, je-li zajištěno napájení, existuje odpor proti tomuto napájení indukovaným EMF - který se nazývá zpět EMF. To omezuje aktuální odběr stroje, ale na začátku je EMF nulový, protože je přímo úměrný rychlosti motoru. A proto bude motor EMF s nulovým zpětným tokem odebírat motorem na začátku a bude to 8–12násobek proudu při plném zatížení, jak je znázorněno na obrázku.

K ochraně motoru před vysokým spouštěcím proudem jsou k dispozici různé způsoby spouštění, jako je snížené napětí, odpor rotoru, DOL, startér hvězda-trojúhelník , autotransformátor, softstartér atd. A pro ochranu motoru před výše uvedenými poruchami jsou implementována různá ochranná zařízení, jako jsou relé, jističe, stykače a různé pohony.
Jedná se o některé z ochranných systémů pro třífázové indukční motory proti spouštěcím nárazovým proudům, přehřátí a jednofázovým poruchám pomocí mikrokontroléru pro nízkoúrovňové aplikace pro lepší pochopení studentů.

Elektronický soft start pro 3fázový indukční motor

Tento měkký start indukčního motoru je moderní metoda spouštění, která snižuje mechanické a elektrické namáhání způsobené spouštěči DOL a hvězda-trojúhelník. To omezuje počáteční proud na indukční motor pomocí tyristorů.

Tento třífázový motorový spouštěč se skládá ze dvou hlavních jednotek: jedna je výkonová jednotka a druhá řídicí jednotka. Pohonná jednotka se skládá ze zády k sobě SCR pro každou fázi a ty jsou řízeny logikou implementovanou v řídicím obvodu. Tato řídicí jednotka se skládá z nulového napěťového obvodu s kondenzátory pro vytváření doby zpoždění.

Elektronický soft start pro 3fázový indukční motor

Ve výše uvedeném blokovém schématu, je-li do systému dodáváno třífázové napájení, řídicí obvod usměrňuje každé fázové napájení, reguluje jej a porovnává nulové napětí operačním zesilovačem. Tento výstup Op-Amp pohání tranzistor, který je zodpovědný za produkci časového zpoždění s použitím kondenzátoru. Toto vybíjení kondenzátoru umožňuje po určitou dobu další výstup Op-Amp, takže po tuto uplynulou dobu jsou poháněny optické izolátory. Během této doby výstup optoizolátoru spouští tyristory typu back-to-back a během této doby se sníží výkon aplikovaný na motor. Po této době spuštění je na indukční motor přivedeno plné napětí, a proto motor běží plnou rychlostí. Tímto způsobem spouštění nulového napětí po určitou dobu při spuštění indukčního motoru záměrně snižuje počáteční spouštěcí proud indukčního motoru.

Systém ochrany indukčního motoru

Tento systém chrání 3fázový střídavý motor od jednoho fázování a přehřátí. Když některá z fází zhasne, systém ji rozpozná a okamžitě vypne motor napájený ze sítě.

Systém ochrany indukčního motoru

Všechny tři fáze jsou usměrňovány, filtrovány a regulovány a předávány operačnímu zesilovači, kde je toto napájecí napětí srovnáváno s určitým napětím. Pokud některá z fází chybí, pak dává nulové napětí na vstupu Op-zesilovače, a proto dává tranzistoru nízkou logiku, která dále deaktivuje relé. Hlavní relé se proto vypne a napájení motoru se přeruší.

Podobně, když teplota motoru překročí určitou mez, hodnota výstup operačního zesilovače se vypne příslušné relé se vypne i hlavní relé. Tímto způsobem lze v indukčním motoru překonat jednotlivé poruchy fázování a podmínky přehřátí.

Jedná se o třífázové ochranné systémy motoru proti spouštěcím nárazovým proudům, jednofázovému fázování a přehřátí. Bereme na vědomí, že informace uvedené v tomto článku jsou užitečné pro lepší pochopení tohoto konceptu. Jakoukoli pomoc s realizací těchto nebo jiných projektů nás můžete kontaktovat komentářem níže.

Fotografické kredity