Λόγω της στιβαρής κατασκευής και της ευκολίας ελέγχου, οι τριφασικοί ασύγχρονοι κινητήρες προτιμώνται ευρέως από πολλούς άλλους κινητήρες για Εφαρμογές με κινητήρα AC . Αυτός ο τριφασικός κινητήρας είναι υπεύθυνος για μεγαλύτερες λειτουργίες φορτίου σε διάφορες εφαρμογές όπως ανυψωτικά μηχανήματα και ανελκυστήρες, μεταφορείς, συμπιεστές, αντλίες, συστήματα εξαερισμού, βιομηχανικοί ελεγκτές ανεμιστήρα κ.λπ.

Τριφασικός κινητήρας

Με την εφεύρεση ρυθμιζόμενων δίσκων ταχύτητας και πολλών άλλων τύποι εκκινητών κινητήρα , οι τριφασικοί κινητήρες έχουν γίνει ευνοϊκοί δίσκοι για εφαρμογές μεταβλητής ταχύτητας. Καθώς αυτοί οι κινητήρες είναι σημαντικοί στην οδήγηση φορτίου, είναι επίσης σημαντικό να διασφαλιστεί η ασφάλεια και η προστασία τους έναντι εκκίνησης ρεύματος εισόδου, υπερφόρτωσης, μονοφασικής, υπερθέρμανσης και άλλων ελαττωματικών συνθηκών. Πριν αναφερθούμε στις λεπτομέρειες αυτών των κινητήρων και των συστημάτων προστασίας τους, ας δούμε τα βασικά στοιχεία τριών φάσεων του κινητήρα.

Τριφασικοί κινητήρες AC

Οι τριφασικοί ή πολυφασικοί κινητήρες είναι κυρίως δύο τύπων: επαγωγικοί ή ασύγχρονοι κινητήρες και σύγχρονοι κινητήρες. Σύγχρονοι κινητήρες είναι ειδικοί τύποι κινητήρων που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές σταθερής ταχύτητας, ενώ οι περισσότεροι κινητήρες που χρησιμοποιούνται στις βιομηχανικές εφαρμογές είναι επαγωγικού τύπου. Αυτό το άρθρο επικεντρώνεται μόνο σε τρεις φάσεις επαγωγικός κινητήρας και η προστασία του .

Κατασκευή επαγωγικού κινητήρα

Αυτοί οι κινητήρες είναι κινητήρες επαγωγής τύπου σκίουρου και δακτυλίου ολίσθησης. Τριφασική επαγωγή ο κινητήρας αποτελείται από στάτορα και ρότορα και δεν υπάρχει ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ αυτών των δύο. Αυτοί οι στάτορες και οι ρότορες αποτελούνται από υλικά υψηλού μαγνητικού πυρήνα με λιγότερες απώλειες υστέρησης και ροής. Το Stator αποτελείται από τριφασικές περιελίξεις που αλληλεπικαλύπτονται μεταξύ τους σε μετατόπιση φάσης 120 μοιρών. Αυτές οι περιελίξεις ενθουσιάζονται από την τριφασική κύρια παροχή.

“διαφορά μεταξύ flip flop και latch ”

Αυτός ο τριφασικός κινητήρας εναλλασσόμενου ρεύματος είναι διαφορετικός για τους κινητήρες επαγωγής δακτυλίου και κλωβού σκίουρου. Σε έναν κινητήρα σκίουρου, ο ρότορας αποτελείται από βαριές ράβδους αλουμινίου ή χαλκού που είναι βραχυκυκλωμένες και στα δύο άκρα του κυλινδρικού ρότορα. Σε έναν επαγωγικό κινητήρα τύπου ολίσθησης, ο ρότορας αποτελείται από τριφασικές περιελίξεις που έχουν ένα αστέρι εσωτερικά στο ένα άκρο και τα άλλα άκρα φέρονται έξω και συνδέονται με τους δακτυλίους ολίσθησης που είναι τοποθετημένοι στον άξονα του ρότορα, όπως φαίνεται στην εικόνα . Με τη βοήθεια πινέλων άνθρακα, ένας ροοστάτης συνδέεται με αυτές τις περιελίξεις για την ανάπτυξη υψηλής ροπής εκκίνησης.

Αρχή λειτουργίας: Κάθε φορά που παρέχεται τριφασική τροφοδοσία στο τριφασικό τύλιγμα στάτορα, ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο με 120 μετατοπίσεις στο σταθερό μέγεθος και περιστρέφεται με σύγχρονη ταχύτητα σε αυτό. Αυτό το μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο ταξιδεύει στον αγωγό του ρότορα προκαλώντας ένα ρεύμα στους αγωγούς του ρότορα σύμφωνα με τους νόμους της Ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής της σημερινής εποχής. Καθώς οι αγωγοί του ρότορα είναι βραχυκυκλωμένοι, το ρεύμα αρχίζει να ρέει μέσω αυτών των αγωγών.

Σύμφωνα με το νόμο του Lenz, αυτά τα επαγόμενα ρεύματα αντιτίθενται στην αιτία της παραγωγής του, δηλαδή περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Ως αποτέλεσμα, ο ρότορας αρχίζει να περιστρέφεται προς την ίδια κατεύθυνση με το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Ωστόσο, η ταχύτητα του ρότορα πρέπει να είναι μικρότερη από την ταχύτητα του στάτορα - διαφορετικά, δεν προκαλούνται ρεύματα στον ρότορα, επειδή η σχετική ταχύτητα των μαγνητικών πεδίων του ρότορα και του στάτορα είναι ο λόγος για την κίνηση του ρότορα. Αυτή η διαφορά μεταξύ των στατών και των πεδίων του ρότορα ονομάζεται ολίσθηση. Λόγω αυτής της σχετικής διαφοράς ταχύτητας μεταξύ στάτη και ρότορα, αυτός ο τριφασικός κινητήρας ονομάζεται ασύγχρονη μηχανή.

Απαιτούνται τύποι προστασίας για επαγωγικό κινητήρα

Οι τριφασικοί επαγωγικοί κινητήρες ευθύνονται για το 85% της εγκατεστημένης χωρητικότητας των βιομηχανικών συστημάτων οδήγησης. Επομένως, η προστασία αυτών των κινητήρων είναι απαραίτητη για την αξιόπιστη λειτουργία φορτίων. Οι αστοχίες κινητήρα χωρίζονται κυρίως σε τρεις ομάδες: ηλεκτρικές, μηχανικές και περιβαλλοντικές. Οι μηχανικές καταπονήσεις προκαλούν υπερθέρμανση με αποτέλεσμα τη φθορά των ρουλεμάν του ρότορα, ενώ το υπερβολικό μηχανικό φορτίο προκαλεί έλξη βαρέων ρευμάτων και συνεπώς οδηγεί σε αύξηση των θερμοκρασιών. Οι ηλεκτρικές αστοχίες προκαλούνται από διάφορα σφάλματα όπως φάσεις φάσης προς φάση και φάσης προς γείωση, μονής φάσης, υπερβολικής και υπό τάσης, ανισορροπίας τάσης και ρεύματος, υπό συχνότητα κ.λπ.

Έναρξη ρεύματος κινητήρα επαγωγής

Εκτός από τα συστήματα προστασίας κινητήρα για τις προαναφερθείσες βλάβες, είναι επίσης απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε μια τριφασική μίζα κινητήρα για να περιορίσετε το ρεύμα κοιτάγματος του επαγωγικού κινητήρα. Όπως γνωρίζουμε - σε κάθε ηλεκτρικό μηχάνημα, όταν παρέχεται τροφοδοσία, υπάρχει αντίθεση σε αυτήν την τροφοδοσία από ένα επαγόμενο EMF - το οποίο ονομάζεται EMF. Αυτό περιορίζει το τρέχον σχέδιο από το μηχάνημα, αλλά στην αρχή, το EMF είναι μηδέν επειδή είναι άμεσα ανάλογο με την ταχύτητα του κινητήρα. Και επομένως, το τεράστιο ρεύμα του μηδενικού πίσω EMF θα τραβηχτεί από τον κινητήρα στην αρχή και αυτό θα είναι 8-12 φορές το ρεύμα πλήρους φορτίου όπως φαίνεται στην εικόνα.

Για την προστασία του κινητήρα από το ρεύμα υψηλής αντοχής, υπάρχουν διάφορες διαθέσιμες μέθοδοι κοιτάγματος, όπως η μειωμένη τάση, η αντίσταση του ρότορα, το DOL, starter-delta εκκινητής , αυτόματο μετασχηματιστή, μαλακή μίζα, κλπ. Και, για την προστασία του κινητήρα από τα παραπάνω αναφερθέντα σφάλματα εφαρμόζονται διάφοροι εξοπλισμοί προστασίας όπως ρελέ, διακόπτες κυκλώματος, επαφές και διάφορες μονάδες.
Αυτά είναι μερικά από τα συστήματα προστασίας για τριφασικούς επαγωγικούς κινητήρες έναντι εκκίνησης ρεύματος εισόδου, υπερθέρμανσης και μονοφασικών βλαβών με τη χρήση μικροελεγκτή για εφαρμογές χαμηλού επιπέδου για καλύτερη κατανόηση των μαθητών.

Ηλεκτρονική μαλακή εκκίνηση για τριφασικό επαγωγικό κινητήρα

Αυτό απαλή εκκίνηση του κινητήρα επαγωγής είναι η σύγχρονη μέθοδος εκκίνησης που μειώνει τις μηχανικές και ηλεκτρικές τάσεις που προκαλούνται στους εκκινητές DOL και star-delta. Αυτό περιορίζει το ρεύμα εκκίνησης στον επαγωγικό κινητήρα χρησιμοποιώντας θυρίστορ.

Αυτός ο τριφασικός κινητήρας εκκίνησης αποτελείται από δύο κύριες μονάδες: η μία είναι η μονάδα ισχύος και η άλλη μονάδα ελέγχου. Η μονάδα ισχύος αποτελείται από πλάτη με πλάτη SCR για κάθε φάση, και αυτά ελέγχονται από τη λογική που εφαρμόζεται στο κύκλωμα ελέγχου. Αυτή η μονάδα ελέγχου αποτελείται από ένα κύκλωμα διέλευσης μηδενικής τάσης με πυκνωτές για παραγωγή χρόνου καθυστέρησης.

Ηλεκτρονική μαλακή εκκίνηση για τριφασικό επαγωγικό κινητήρα

Στο παραπάνω διάγραμμα μπλοκ, όταν παρέχεται τριφασική τροφοδοσία στο σύστημα, το κύκλωμα ελέγχου διορθώνει κάθε τροφοδοσία φάσης, το ρυθμίζει και συγκρίνει την τάση μηδενικής διέλευσης από τον λειτουργικό ενισχυτή. Αυτή η έξοδος Op-Amp οδηγεί το τρανζίστορ, το οποίο είναι υπεύθυνο για την παραγωγή χρονικής καθυστέρησης με τη χρήση ενός πυκνωτή. Αυτή η εκφόρτιση πυκνωτή επιτρέπει μια άλλη έξοδο Op-Amp για ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, ώστε οι Opto-isolators να οδηγούνται για αυτόν τον χρόνο που πέρασε. Κατά τη διάρκεια αυτού του χρονικού διαστήματος, η έξοδος οπτοαπομονωτή ενεργοποιεί πλάτη με πλάτη θυρίστορ και, η έξοδος που εφαρμόζεται στον κινητήρα μειώνεται κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Μετά από αυτήν την ώρα εκκίνησης, εφαρμόζεται πλήρης τάση στον επαγωγικό κινητήρα και, ως εκ τούτου, ο κινητήρας λειτουργεί με πλήρη ταχύτητα. Με αυτόν τον τρόπο, η ενεργοποίηση μηδενικής τάσης για ένα ορισμένο χρονικό διάστημα κατά την έναρξη ενός επαγωγικού κινητήρα μειώνει σκόπιμα το αρχικό ρεύμα εισόδου του κινητήρα επαγωγής.

Σύστημα προστασίας κινητήρα επαγωγής

Αυτό το σύστημα προστατεύει τον τριφασικό κινητήρα AC από μία φάση και υπερθέρμανση. Όταν κάποια από τις φάσεις είναι εκτός λειτουργίας, τότε αυτό το σύστημα το αναγνωρίζει και απενεργοποιεί αμέσως τον κινητήρα, ο οποίος τροφοδοτείται από το δίκτυο.

Σύστημα προστασίας κινητήρα επαγωγής

Και οι τρεις φάσεις διορθώνονται, φιλτράρονται και ρυθμίζονται και δίνονται σε έναν λειτουργικό ενισχυτή όπου αυτή η τάση τροφοδοσίας συγκρίνεται με μια συγκεκριμένη τάση. Εάν χάσετε κάποια από τις φάσεις, τότε δίνει μηδενική τάση στην είσοδο Op-amp και, επομένως, δίνει χαμηλή λογική στο τρανζίστορ το οποίο απενεργοποιεί περαιτέρω το ρελέ. Ως εκ τούτου, το κύριο ρελέ απενεργοποιείται και διακόπτεται η ισχύς του κινητήρα.

Ομοίως, όταν η θερμοκρασία του κινητήρα υπερβαίνει ένα ορισμένο όριο, το Η έξοδος λειτουργικού ενισχυτή απενεργοποιείται το κατάλληλο ρελέ ακόμα και τότε το κύριο ρελέ απενεργοποιείται. Με αυτόν τον τρόπο, τα σφάλματα μιας φάσης και οι συνθήκες υπερθέρμανσης μπορούν να ξεπεραστούν στον επαγωγικό κινητήρα.

Αυτό αφορά τα τριφασικά συστήματα προστασίας του κινητήρα από την έναρξη ρεύματος εισόδου, μονοφασικής και υπερθέρμανσης. Αναγνωρίζουμε ότι οι πληροφορίες που δίνονται σε αυτό το άρθρο είναι χρήσιμες για εσάς για την καλύτερη κατανόηση αυτής της έννοιας. Επιπλέον, οποιαδήποτε βοήθεια για την υλοποίηση αυτών των έργων ή άλλων, μπορείτε να επικοινωνήσετε μαζί μας σχολιάζοντας παρακάτω.

Φωτογραφικές μονάδες