Zaradi robustne konstrukcije in enostavnosti upravljanja so trifazni asinhronski motorji zelo priljubljeni pred mnogimi drugimi motorji za Aplikacije na motor z izmeničnim tokom . Ta trifazni motor je odgovoren za večje obremenitve v več aplikacijah, kot so dvigala za blago in dvigala, tekoči trakovi, kompresorji, črpalke, prezračevalni sistemi, krmilniki ventilatorjev itd.
Trifazni motor
Z izumom pogonov z nastavljivo hitrostjo in številnih drugih vrste zaganjalnikov , trifazni motorji so postali ugodni pogoni za aplikacije s spremenljivo hitrostjo. Ker so ti motorji pomembni pri vožnji z bremenom, je pomembno tudi zagotoviti njihovo varnost in zaščito pred zagonskimi vklopnimi tokovi, preobremenitvami, enofaznostjo, pregrevanjem in drugimi okvarami. Preden se lotimo podrobnosti teh motorjev in njihovih zaščitnih sistemov, si oglejmo osnove trifaznih motorjev.
Trifazni AC motorji
Trifazni ali večfazni motorji so v glavnem dveh vrst: indukcijski ali asinhroni motorji in sinhroni motorji. Sinhroni motorji so posebni tipi motorjev, ki se uporabljajo v aplikacijah s stalno hitrostjo, medtem ko je večina motorjev, ki se uporabljajo v industriji, indukcijskega tipa. Ta članek se osredotoča le na trifazno asinhronski motor in njegova zaščita .
Konstrukcija asinhronega motorja
Ti motorji so indukcijski motorji z vevericami in drsnimi obroči. Trifazna indukcija motor je sestavljen iz statorja in rotorja , in med njima ni električne povezave. Ti stator in rotorji so sestavljeni iz visoko magnetnih materialov jedra z manj histerezo in izgubami v vrtinčnem toku. Stator je sestavljen iz trifaznih navitij, ki se med seboj prekrivajo pri 120-stopinjskem faznem premiku. Ta navitja vzbuja trifazni glavni napajalnik.
Ta trifazni rotor motorja z izmeničnim tokom je drugačen za asinhronske motorje z drsnim obročem in veverico. V motorju z veverično kletko je rotor sestavljen iz težkih aluminijastih ali bakrenih palic, ki so na obeh koncih valjastega rotorja kratke. V asinhronskem motorju z drsnim obročem je rotor sestavljen iz trifaznih navitij, ki so na enem koncu notranje z zvezdico, drugi konci pa so postavljeni navzven in povezani z drsnimi obroči, nameščenimi na gredi rotorja, kot je prikazano na sliki . S pomočjo ogljikovih ščetk je na ta navitja povezan reostat za razvoj velikega zagonskega navora.
Načelo delovanja: Kadar se trifaznemu navitju statorja dodeli trifazno napajanje, v njem nastane vrteče se magnetno polje s 120 premiki s konstantno velikostjo, ki se vrti s sinhrono hitrostjo. To spreminjajoče se magnetno polje potuje do vodnika rotorja, kar povzroči indukcijo toka v vodnikih rotorja po Faradayevih zakonih elektromagnetne indukcije. Ko so rotorski vodniki kratki, tok začne teči skozi te vodnike.
Po Lenzovem zakonu ti inducirani tokovi nasprotujejo vzroku njegove proizvodnje, to je vrtečemu se magnetnemu polju. Posledično se rotor začne vrteti v isti smeri kot vrteče se magnetno polje. Vendar mora biti hitrost rotorja manjša od hitrosti statorja - sicer v rotorju ne inducirajo tokovi, ker je relativna hitrost magnetnih polj rotorja in statorja razlog za gibanje rotorja. Ta razlika med poljem statorja in rotorja se imenuje zdrs. Zaradi te relativne razlike v hitrosti med statorjem in rotorji se ta 3-fazni motor imenuje asinhroni stroj.
Vrste zaščit, potrebne za asinhronski motor
Trifazni asinhronski motorji so odgovorni za 85 odstotkov nameščene zmogljivosti industrijskih pogonskih sistemov. Zato je zaščita teh motorjev potrebna za zanesljivo delovanje bremen. Motnje motorja so v glavnem razdeljene v tri skupine: električne, mehanske in okoljske. Mehanske napetosti povzročajo pregrevanje, kar povzroči obrabo ležajev rotorja, medtem ko prevelika mehanska obremenitev povzroča vlečenje močnih tokov in posledično zvišanje temperature. Električne okvare nastanejo zaradi različnih napak, kot so napake med fazami in fazami na tleh, enofazne, prekomerne in podnapetostne napetosti in neuravnoteženosti toka, podfrekvenca itd.
Zagon toka indukcijskega motorja
Poleg sistemov zaščite motorja za zgoraj omenjene napake je za omejitev zagonskega toka asinhronskega motorja treba uporabiti tudi trifazni zaganjalnik motorja. Kot vemo - v vsakem električnem stroju, ko je napajanje zagotovljeno, temu napajanju nasprotuje inducirani EMF - ki se imenuje nazaj EMF. To omejuje trenutno vlečenje stroja, vendar je na začetku EMF enak nič, ker je neposredno sorazmeren s hitrostjo motorja. Zato bo motor na začetku vlekel ogromen tok EMF z ničelnim EMF, kar bo 8-12-krat več kot tok polne obremenitve, kot je prikazano na sliki.
Za zaščito motorja pred visoko strmim tokom obstajajo različni načini zaziranja, kot so zmanjšana napetost, upor rotorja, DOL, star-delta zaganjalnik , avtotransformator, mehki zaganjalnik itd. In za zaščito motorja pred zgoraj omenjenimi napakami je vgrajena različna zaščitna oprema, kot so releji, odklopniki, kontaktorji in različni pogoni.
To je nekaj zaščitnih sistemov za trifazne asinhronske motorje pred zagonskimi vklopnimi tokovi, pregrevanjem in enofaznimi napakami z uporabo mikrokrmilnika za nizke ravni za boljše razumevanje študentov.
Elektronski mehanski zagon za 3-fazni asinhronski motor
To mehak zagon asinhronskega motorja je sodoben način zagona, ki zmanjšuje mehanske in električne napetosti, ki jih povzročajo zaganjalniki DOL in zvezda-trikot. To omeji zagonski tok na asinhronski motor z uporabo tiristorjev.
Ta 3-fazni zaganjalnik motorja je sestavljen iz dveh glavnih enot: ena je pogonska enota in druga krmilna enota. Napajalna enota je sestavljena iz SCR-jev za vsako fazo, ki jih nadzoruje logika, izvedena v krmilnem vezju. Ta krmilna enota je sestavljena iz ničelno napetostnega križnega vezja s kondenzatorji za ustvarjanje zakasnilnega časa.
Elektronski mehanski zagon za 3-fazni asinhronski motor
V zgornjem blokovnem diagramu, ko je sistemu dana trifazna napajalna napetost, krmilno vezje popravi vsako fazno napajanje, jo uravnava in primerja napetost ničelnega prehoda z operacijskim ojačevalnikom. Ta izhod Op-Amp poganja tranzistor, ki je odgovoren za časovno zakasnitev z uporabo kondenzatorja. To praznjenje kondenzatorja omogoča še en izhod Op-amp za določen čas, tako da se optoizolatorji poganjajo v preteklem času. V tem času izhod optoizolatorja sproži tiristorje nazaj in nazaj, v tem času se zmanjša moč, ki se nanaša na motor. Po tem zagonskem času na asinhronski motor deluje polna napetost, zato motor deluje s polno hitrostjo. Na ta način sprožitev ničelne napetosti za določeno časovno obdobje ob zagonu asinhronskega motorja namerno zmanjša začetni vklopni tok asinhronskega motorja.
Zaščitni sistem asinhronega motorja
Ta sistem ščiti 3-fazni AC motor iz ene faze in pregrevanja. Ko je katera od faz izklopljena, jo ta sistem prepozna in takoj izklopi motor, ki ga napaja omrežje.
Zaščitni sistem asinhronega motorja
Vse tri faze se popravijo, filtrirajo in uravnavajo ter dajo operativnemu ojačevalniku, kjer se ta napajalna napetost primerja z določeno napetostjo. Če je katera od faz izpuščena, potem na vhodu Op-amp daje napetost nič, zato tranzistorju daje nizko logiko, ki še dodatno deaktivira rele. Zato se glavni rele izklopi in napajanje motorja se prekine.
Podobno, ko temperatura motorja preseže določeno mejo, se izhod operacijskega ojačevalnika se izključi ustrezen rele se tudi takrat izklopi tudi glavni rele. Na ta način je mogoče v asinhronskem motorju premagati enofazne napake in pogoje previsoke temperature.
Tu gre za trifazne sisteme zaščite motorja pred zagonskimi vklopnimi tokovi, enofaznostjo in pregrevanjem. Zavedamo se, da so informacije v tem članku koristne za boljše razumevanje tega koncepta. Poleg tega se za kakršno koli pomoč pri izvajanju teh ali drugih projektov lahko obrnete na nas tako, da komentirate spodaj.
Foto krediti
- Trifazni motor do macpd
- Zagon toka indukcijskega motorja do elektroinštalacija
