Kolmivaiheisten moottorinsuojausjärjestelmien ja -toimintojen perustyypit

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





Vankan rakenteen ja helppokäyttöisyyden ansiosta kolmivaiheiset asynkronimoottorit ovat laajalti suosittuja verrattuna moniin muihin moottoreihin AC-moottorikäyttöiset sovellukset . Tämä kolmivaiheinen moottori on vastuussa suuremmista kuormituksista useissa sovelluksissa, kuten tavara- ja hissinostimissa, kuljettimissa, kompressoreissa, pumpuissa, ilmanvaihtojärjestelmissä, teollisissa puhaltimien ohjaimissa jne.

Kolmivaiheinen moottori

Kolmivaiheinen moottori



Keksinnöllä säädettävät nopeusasemat ja monet muut moottorikäynnistimien tyypit , kolmivaiheisista moottoreista on tullut suotuisia taajuusmuuttajia muuttuvanopeuksisille sovelluksille. Koska nämä moottorit ovat tärkeitä kuormanajossa, on myös tärkeää varmistaa niiden turvallisuus ja suojaus käynnistysvirtauksilta, ylikuormituksilta, yksivaiheiselta, ylikuumenemiselta ja muilta viallisilta olosuhteilta. Ennen kuin käsittelemme näiden moottoreiden ja niiden suojausjärjestelmien yksityiskohtia, tarkastellaan kolmivaiheisten moottoreiden perusteita.


Kolmivaiheiset vaihtomoottorit

Kolmivaiheiset tai monivaiheiset moottorit ovat pääasiassa kahta tyyppiä: induktio- tai asynkronimoottorit ja synkronimoottorit. Synkronimoottorit ovat erityyppisiä moottoreita, joita käytetään vakionopeussovelluksissa, kun taas suurin osa teollisissa sovelluksissa käytetyistä moottoreista on induktiotyyppisiä. Tämä artikkeli keskittyy vain kolmivaiheiseen induktiomoottori ja sen suojaus .



Induktiomoottorin rakentaminen

Induktiomoottorin rakentaminen

Nämä moottorit ovat orava- ja liukurengastyyppisiä induktiomoottoreita. Kolmivaiheinen induktio moottori koostuu staattorista ja roottorista , eikä näiden kahden välillä ole sähköliitäntää. Nämä staattori ja roottorit koostuvat suurmagneettisista ydinmateriaaleista, joilla on vähemmän hystereesiä ja pyörrevirtahäviöitä. Staattori koostuu kolmivaiheisista käämeistä, jotka ovat päällekkäin 120 asteen vaihesiirrolla. Näitä käämejä virittää kolmivaiheinen päävirta.

Tämä kolmivaiheinen vaihtovirtamoottorin roottori on erilainen liukurenkaalla ja oravakehikon induktiomoottoreilla. Orava-häkkimoottorissa roottori koostuu raskaista alumiini- tai kuparitangoista, jotka ovat oikosulussa sylinterimäisen roottorin molemmissa päissä. Liukurengastyyppisessä induktiomoottorissa roottori koostuu kolmivaiheisista käämeistä, jotka on merkitty sisäisesti tähdellä toisesta päästä, ja muut päät tuodaan ulkopuolelle ja liitetään roottorin akseliin kiinnitettyihin liukurenkaisiin kuvan osoittamalla tavalla. . Hiiliharjojen avulla näihin käämeihin on kytketty reostaatti suuren käynnistysmomentin aikaansaamiseksi.

Toimintaperiaate: Aina kun kolmivaiheiselle staattorikäämitykselle annetaan kolmivaiheinen syöttö, siinä syntyy pyörivä magneettikenttä, jossa on 120 siirtymää vakiosuuruudella ja joka pyörii synkronisella nopeudella. Tämä muuttuva magneettikenttä kulkee roottorin johtimeen aiheuttaen induktion virran roottorin johtimissa Faradaysin sähkömagneettisen induktion lakien mukaisesti. Kun roottorin johtimet ovat oikosulussa, virta alkaa kulkea näiden johtimien läpi.


Lenzin lain mukaan nämä indusoidut virrat vastustavat sen tuotannon syytä, ts. Pyörivää magneettikenttää. Tämän seurauksena roottori alkaa pyöriä samaan suuntaan kuin pyörivä magneettikenttä. Roottorin nopeuden on kuitenkin oltava pienempi kuin staattorin nopeus - muuten roottorissa ei aiheudu virtoja, koska roottorin ja staattorin magneettikenttien suhteellinen nopeus on syy roottorin liikkeeseen. Tätä staattorin ja roottorin kenttien välistä eroa kutsutaan liukastumiseksi. Staattorin ja roottorien välisen suhteellisen nopeuseron vuoksi tätä 3-vaiheista moottoria kutsutaan asynkroniseksi koneeksi.

Induktiomoottorin tarvitsemat suojatyypit

Kolmivaiheisten induktiomoottoreiden osuus teollisuuden käyttöjärjestelmien asennetusta kapasiteetista on 85 prosenttia. Siksi näiden moottoreiden suojaus on välttämätöntä kuormien luotettavan toiminnan kannalta. Moottoriviat jaetaan pääasiassa kolmeen ryhmään: sähköiset, mekaaniset ja ympäristölliset. Mekaaniset jännitykset aiheuttavat ylikuumenemisen, mikä johtaa roottorin laakereiden kulumiseen, kun taas mekaaninen ylikuormitus aiheuttaa raskaiden virtojen vetämisen ja johtaa siten lämpötilan nousuun. Sähköviat johtuvat erilaisista vikoista, kuten vaihe-vaihe- ja vaihe-maa-viat, yksivaiheiset, yli- ja alijännitteet, jännitteen ja virran epätasapaino, taajuuden alla jne.

Induktiomoottorin virran käynnistys

Induktiomoottorin virran käynnistys

Edellä mainittujen vikojen moottorisuojajärjestelmien lisäksi on tarpeen käyttää myös kolmivaiheista moottorin käynnistintä induktiomoottorin tuijotusvirran rajoittamiseksi. Kuten tiedämme - jokaisessa sähkökoneessa, kun syöttö toimitetaan, vastustaa tätä syöttöä indusoitu EMF - jota kutsutaan takaisin EMF: ksi. Tämä rajoittaa koneen nykyistä piirustusta, mutta alussa EMF on nolla, koska se on suoraan verrannollinen moottorin nopeuteen. Tästä syystä moottori vetää nollataka-EMF: n valtavan virran alussa, ja tämä on 8-12 kertaa täyden kuormituksen virta kuvan osoittamalla tavalla.

Moottorin suojaamiseksi korkealta tuijottavalta virralta on saatavana erilaisia ​​tuijotusmenetelmiä, kuten alennettu jännite, roottorin vastus, DOL, tähti-delta-käynnistin , autotransformaattori, pehmeäkäynnistin jne. Ja moottorin suojaamiseksi edellä mainituilta vikoilta on toteutettu erilaisia ​​suojalaitteita, kuten releet, katkaisijat, kontaktorit ja erilaiset käyttölaitteet.
Nämä ovat joitain kolmivaiheisten induktiomoottorien suojausjärjestelmiä käynnistysvirrojen, ylikuumenemisen ja yksivaiheisten vikojen estämiseksi käyttämällä mikro-ohjainta matalan tason sovelluksiin opiskelijoiden paremman ymmärtämisen varmistamiseksi.

Elektroninen pehmeäkäynnistys kolmivaiheiselle induktiomoottorille

Tämä induktiomoottorin pehmeä käynnistys on moderni käynnistysmenetelmä, joka vähentää DOL- ja tähtikolmiokäynnistimien aiheuttamia mekaanisia ja sähköisiä rasituksia. Tämä rajoittaa induktiomoottorin käynnistysvirran tyristoreilla.

Tämä 3-vaiheinen moottorikäynnistin koostuu kahdesta pääyksiköstä: yksi on tehoyksikkö ja toinen ohjausyksikkö. Tehoyksikkö koostuu taaksepäin tulevista SCR: istä kullekin vaiheelle, ja niitä ohjataan ohjauspiirissä toteutetulla logiikalla. Tämä ohjausyksikkö koostuu nollajännitteen ylityspiiristä kondensaattoreilla viiveen tuottamiseksi.

Elektroninen pehmeäkäynnistys kolmivaiheiselle induktiomoottorille

Elektroninen pehmeäkäynnistys kolmivaiheiselle induktiomoottorille

Yllä olevassa lohkokaaviossa, kun järjestelmälle annetaan kolmivaiheinen syöttö, ohjauspiiri korjaa jokaisen vaihesyötön, säätelee sitä ja vertaa nollaristijännitettä operatiivisella vahvistimella. Tämä Op-Amp-lähtö ohjaa transistoria, joka on vastuussa aikaviiveen tuottamisesta kondensaattoria käytettäessä. Tämä kondensaattorin purkaus mahdollistaa toisen Op-Amp-lähdön tietyksi ajaksi siten, että optoeristimiä käytetään tätä kulunutta aikaa. Tänä aikana optoisolaattorin lähtö laukaisee tyristorit, ja moottoriin kohdistuva teho pienenee tänä aikana. Tämän alkamisajan jälkeen induktiomoottoriin kohdistetaan täysi jännite, ja siten moottori käy täydellä nopeudella. Tällä tavalla nollajännitteen laukaisu tietyn ajanjakson ajan induktiomoottorin käynnistyksen yhteydessä vähentää tarkoituksella induktiomoottorin käynnistysvirtausta.

Induktiomoottorien suojausjärjestelmä

Tämä järjestelmä suojaa 3-vaiheista vaihtovirtamoottoria yksittäisestä vaiheesta ja ylikuumenemisesta. Kun jokin vaiheista on poissa, järjestelmä tunnistaa sen ja sammuttaa välittömästi moottorin, joka saa virtaa verkkovirrasta.

Induktiomoottorien suojausjärjestelmä

Induktiomoottorien suojausjärjestelmä

Kaikki kolme vaihetta korjataan, suodatetaan ja säädetään ja annetaan operatiiviselle vahvistimelle, jossa tätä syöttöjännitettä verrataan tiettyyn jännitteeseen. Jos jokin vaiheista jää väliin, se antaa nollajännitteen Op-amp-tulolle, ja siksi se antaa matalan logiikan transistorille, joka edelleen releen virtaa. Siksi päärele sammuu ja moottorin virta katkaistaan.

Samoin, kun moottorin lämpötila ylittää tietyn rajan, toimintavahvistimen lähtö kytkeytyy pois päältä sopiva rele silloinkin myös päärele sammuu. Tällä tavalla yksivaiheiset viat ja ylikuumenemisolosuhteet voidaan voittaa induktiomoottorissa.

Kyse on kolmivaiheisista moottorinsuojajärjestelmistä käynnistysvirrojen, yksivaiheisen ja ylikuumenemisen estämiseksi. Tunnustamme, että tässä artikkelissa annetut tiedot auttavat sinua ymmärtämään tätä käsitettä paremmin. Lisäksi, jos tarvitset apua näiden tai muiden projektien toteuttamiseen, voit ottaa meihin yhteyttä kommentoimalla alla.

Valokuvahyvitykset