På grund av den robusta konstruktionen och kontrollen är trefas asynkronmotorer allmänt föredragna framför många andra motorer AC-motordrivna applikationer . Denna trefasmotor är ansvarig för större lastoperationer i flera applikationer som gods- och lyftlyftar, transportörer, kompressorer, pumpar, ventilationssystem, industriella fläktstyrenheter etc.

Tre-fas motor

Med uppfinningen av drivenheter med justerbar hastighet och flera andra typer av motorstartare har trefasmotorer blivit gynnsamma drivenheter för applikationer med variabel hastighet. Eftersom dessa motorer är viktiga vid lastkörning är det också viktigt att säkerställa deras säkerhet och skydd mot startström, överbelastning, enfas, överhettning och andra felaktiga förhållanden. Innan vi går in på detaljerna i dessa motorer och deras skyddssystem, låt oss titta på trefas motoriska grunder.

Tre fas AC-motorer

Trefas- eller flerfasmotorer är av huvudsakligen två typer: induktions- eller asynkronmotorer och synkronmotorer. Synkrona motorer är speciella typer av motorer som används i applikationer med konstant hastighet, medan de flesta motorer som används i industriella applikationer är av induktionstyp. Denna artikel koncentrerar sig bara på en trefas induktionsmotor och dess skydd .

Konstruktion av induktionsmotor

Dessa motorer är induktionsmotorer av ekorr- och glidringstyp. Trefasinduktion motorn består av en stator och en rotor , och det finns ingen elektrisk anslutning mellan dessa två. Dessa stator och rotorer består av högmagnetiska kärnmaterial med mindre hysteres och virvelströmsförluster. Stator består av trefaslindningar överlappade med varandra vid en 120-graders fasförskjutning. Dessa lindningar är upphetsade av trefas huvudförsörjning.

“enhet för elektrisk fältstyrka ”

Denna trefas växelströmsmotorrotor är annorlunda för glidring- och ekorrinduktionsmotorer. I en ekorrburmotor består rotorn av tunga aluminium- eller kopparstänger som är kortslutna i båda ändarna av den cylindriska rotorn. I en induktionsmotor av glidringstyp består rotorn av trefaslindningar som är internt stjärnmärkta i ena änden, och de andra ändarna förs ut och kopplas till glidringarna monterade på rotoraxeln, som visas i figuren . Med hjälp av kolborstar är en reostat ansluten till dessa lindningar för att utveckla ett högt startmoment.

Princip för drift: Närhelst en trefasmatning ges till trefasstatorlindningen, produceras ett roterande magnetfält med 120 förskjutningar i konstant storlek och roterande med synkron hastighet. Detta förändrade magnetfält förflyttar sig över till rotorledaren och orsakar att inducera en ström i rotorledarna enligt Faradays lagar om elektromagnetisk induktion. Eftersom rotorledarna kortsluts börjar strömmen strömma genom dessa ledare.

Enligt Lenzs lag motsätter sig dessa inducerade strömmar orsaken till dess produktion, dvs. roterande magnetfält. Som ett resultat börjar rotorn rotera i samma riktning som det roterande magnetfältet. Rotorhastigheten måste emellertid vara lägre än statorhastigheten - annars induceras inga strömmar i rotorn eftersom den relativa hastigheten för rotorns magnetfält och stator är orsaken till rotorrörelse. Denna skillnad mellan stator- och rotorfälten kallas slip. På grund av denna relativa hastighetsskillnad mellan stator och rotorer kallas denna 3-fasmotor asynkronmaskin.

Typer av skydd som behövs för induktionsmotor

Trefasinduktionsmotorer svarar för 85 procent av den installerade kapaciteten i de industriella drivsystemen. Därför är skyddet av dessa motorer nödvändigt för pålitlig drift av laster. Motorfel är huvudsakligen uppdelade i tre grupper: elektriska, mekaniska och miljömässiga. Mekaniska påkänningar orsakar överhettning vilket leder till att rotorlagren slits, medan den övermekaniska belastningen orsakar kraftiga strömmar och därmed leder till ökade temperaturer. Elektriska fel orsakas av olika fel som fas-till-fas- och fas-till-jord-fel, enfas, över- och underspänning, spännings- och strömobalans, under frekvens etc.

Start av induktionsmotorns ström

Förutom motorskyddssystemen för ovannämnda fel är det också nödvändigt att använda en trefasmotorstarter för att begränsa induktionsmotorens stirrande ström. Som vi vet - i varje elektrisk maskin, när försörjning tillhandahålls, finns det motstånd mot denna leverans av en inducerad EMF - som kallas tillbaka EMF. Detta begränsar maskinens nuvarande ritning, men i början är EMF noll eftersom den är direkt proportionell mot motorns hastighet. Och därför kommer EMF: s stora nollström att dras av motorn i början, och detta kommer att vara 8-12 gånger fullastströmmen som visas i figuren.

För att skydda motorn från den högt stirrande strömmen finns det olika stirrande metoder tillgängliga som reducerad spänning, rotormotstånd, DOL, star-delta starter , autotransformator, mjukstartare osv. Och för att skydda motorn från de ovan diskuterade felen implementeras olika skyddsutrustningar som reläer, brytare, kontaktorer och olika drivenheter.
Dessa är några av skyddssystemen för trefas induktionsmotorer mot startström, överhettning och enfasfel med användning av en mikrokontroller för applikationer på låg nivå för bättre förståelse för studenterna.

Elektronisk mjukstart för 3-fas induktionsmotor

Detta mjuk start av induktionsmotor är den moderna startmetoden som minskar de mekaniska och elektriska spänningarna som orsakas av DOL- och star-delta-startare. Detta begränsar startströmmen till induktionsmotorn genom att använda tyristorer.

Denna 3-fas motorstarter består av två huvudenheter: en är kraftenheten och den andra styrenheten. Kraftenheten består av rygg-till-bak-SCR för varje fas, och dessa styrs av logiken implementerad i styrkretsen. Denna styrenhet består av en nollspänningskorsningskrets med kondensatorer för att producera fördröjningstid.

Elektronisk mjukstart för 3-fas induktionsmotor

I ovanstående blockschema, när en trefasmatning ges till systemet, korrigerar styrkretsen varje fasmatning, reglerar den och jämför för nollgenomgångsspänning av operationsförstärkaren. Denna Op-Amp-utgång driver transistorn, som ansvarar för att producera tidsfördröjning med användning av en kondensator. Denna urladdning av kondensatorn möjliggör ytterligare en Op-Amp-utgång under en viss tid så att Opto-isolatorer drivs under den förflutna tiden. Under denna tid utlöser optoisolatorutgången rygg-mot-rygg-tyristorer, och den effekt som appliceras på motorn reduceras under denna tid. Efter denna starttid appliceras en full spänning på induktionsmotorn och följaktligen går motorn med full hastighet. På detta sätt minskar nollspänning som utlöses under en viss tidsperiod vid start av en induktionsmotor avsiktligt startströmmen för induktionsmotorn.

Induktionsmotorskyddssystem

Detta system skyddar 3-fas växelströmsmotorn från enfasning och överhettning. När någon av faserna är ute känner systemet igen det och stänger genast av motorn som drivs av elnätet.

Induktionsmotorskyddssystem

Alla tre faserna korrigeras, filtreras och regleras och ges till en operationsförstärkare där denna matningsspänning jämförs med en viss spänning. Om någon av faserna saknas, ger den nollspänning vid Op-amp-ingången och därför ger den låg logik till transistorn som ytterligare släpper reläet. Därför stängs huvudreläet av och strömmen till motorn bryts.

På samma sätt, när motorns temperatur överstiger en viss gräns, driftsförstärkarens utgång slås från lämpligt relä även då stängs även huvudreläet av. På detta sätt kan enkelfasningsfel och överhettningsförhållanden övervinnas i induktionsmotorn.

Det här handlar om trefas motorskyddssystem mot startström, enfas och överhettning. Vi erkänner att informationen i den här artikeln är till hjälp för dig för en bättre förståelse av detta koncept. Dessutom, all hjälp för att genomföra dessa projekt eller andra, kan du kontakta oss genom att kommentera nedan.

Fotokrediter