Vanwege de robuuste constructie en het bedieningsgemak hebben driefasige asynchrone motoren de voorkeur boven veel andere motoren voor de AC-motoraangedreven toepassingen Deze driefasige motor is verantwoordelijk voor werkzaamheden met een grotere belasting in verschillende toepassingen zoals goederen- en liftenliften, transportbanden, compressoren, pompen, ventilatiesystemen, industriële ventilatorregelaars, enz.

Driefasige motor

Met de uitvinding van instelbare snelheidsaandrijvingen en verschillende andere soorten motorstarters zijn driefasige motoren gunstige aandrijvingen geworden voor toepassingen met variabele snelheid. Omdat deze motoren belangrijk zijn bij het aandrijven van lasten, is het ook belangrijk om hun veiligheid en bescherming te garanderen tegen beginnende inschakelstromen, overbelasting, enkele fase, oververhitting en andere defecte omstandigheden. Laten we, voordat we ingaan op de details van deze motoren en hun beveiligingssystemen, eerst kijken naar de basisprincipes van driefasige motoren.

Draaistroommotoren

Driefasige of meerfasige motoren zijn hoofdzakelijk van twee typen: inductie- of asynchrone motoren en synchrone motoren. Synchrone motoren zijn speciale typen motoren die worden gebruikt in toepassingen met constante snelheid, terwijl de meeste motoren die in industriële toepassingen worden gebruikt van het inductietype zijn. Dit artikel concentreert zich alleen op een driefase inductiemotor en zijn bescherming

Constructie van inductiemotor

Deze motoren zijn inductiemotoren van het eekhoorn- en sleepringtype. Driefasige inductie motor bestaat uit een stator en een rotor , en er is geen elektrische verbinding tussen deze twee. Deze stator en rotoren zijn gemaakt van hoog-magnetische kernmaterialen met minder hysterese en wervelstroomverliezen. De stator bestaat uit driefasige wikkelingen die elkaar overlappen met een faseverschuiving van 120 graden. Deze wikkelingen worden opgewekt door een driefasige hoofdvoeding.

“push pull vs open afvoer ”

Deze driefasige AC-motorrotor is anders voor de inductiemotoren van de sleepring en eekhoornkooi. In een kooiankermotor bestaat de rotor uit zware aluminium of koperen staven die aan beide uiteinden van de cilindrische rotor zijn kortgesloten. In een inductiemotor van het sleepring-type bestaat de rotor uit driefasige wikkelingen die aan het ene uiteinde een interne ster hebben, en de andere uiteinden worden naar buiten gebracht en verbonden met de sleepringen die op de rotoras zijn gemonteerd, zoals weergegeven in de afbeelding . Met behulp van koolborstels wordt op deze wikkelingen een reostaat aangesloten om een hoog startkoppel te ontwikkelen.

Werkingsprincipe: Telkens wanneer een driefasige voeding wordt gegeven aan de driefasige statorwikkeling, wordt daarin een roterend magnetisch veld met 120 verplaatsingen met de constante grootte en roterend met synchrone snelheid geproduceerd. Dit veranderende magnetische veld gaat over naar de rotorgeleider en veroorzaakt een stroom in de rotorgeleiders volgens de Faradays-wetten van elektromagnetische inductie. Omdat de rotorgeleiders worden kortgesloten, begint de stroom door deze geleiders te stromen.

Volgens de wet van Lenz zijn deze geïnduceerde stromen tegengesteld aan de oorzaak van de productie ervan, namelijk het roterende magnetische veld. Hierdoor gaat de rotor in dezelfde richting draaien als het roterende magnetische veld. De rotorsnelheid moet echter lager zijn dan de statorsnelheid - anders worden er geen stromen in de rotor geïnduceerd omdat de relatieve snelheid van de magnetische velden van de rotor en de stator de reden is voor rotorbeweging. Dit verschil tussen de stator- en de rotorvelden wordt slip genoemd. Vanwege dit relatieve snelheidsverschil tussen de stator en de rotoren, wordt deze driefasige motor asynchrone machine genoemd.

Soorten beveiligingen die nodig zijn voor de inductiemotor

Driefasige inductiemotoren zijn verantwoordelijk voor 85 procent van de geïnstalleerde capaciteit van de industriële aandrijfsystemen. Daarom is de bescherming van deze motoren noodzakelijk voor de betrouwbare werking van belastingen. Motorstoringen zijn hoofdzakelijk onderverdeeld in drie groepen: elektrisch, mechanisch en omgevingsfactoren. Mechanische spanningen veroorzaken oververhitting, wat leidt tot slijtage van de rotorlagers, terwijl de over mechanische belasting zware stromen veroorzaakt en dus leidt tot stijgende temperaturen. Elektrische storingen worden veroorzaakt door verschillende fouten, zoals fase-naar-fase- en fase-naar-aarde-fouten, enkele fasering, over- en onderspanning, spannings- en stroomonbalans, onderfrequentie, enz.

Starten van stroom van inductiemotor

Naast de motorbeveiligingssystemen voor de bovengenoemde fouten, is het ook nodig om een driefasige motorstarter te gebruiken om de startstroom van de inductiemotor te beperken. Zoals we weten - in elke elektrische machine, wanneer er voeding wordt geleverd, is er weerstand tegen deze voeding door een geïnduceerde EMF - die EMF wordt genoemd. Dit beperkt de huidige opname door de machine, maar in het begin is de EMF nul omdat deze recht evenredig is met de snelheid van de motor. En daarom zal de enorme stroom van de nul-tegen-EMF bij het starten door de motor worden getrokken, en dit zal 8-12 keer de stroom bij volledige belasting zijn, zoals weergegeven in de afbeelding.

Om de motor te beschermen tegen de hoge startstroom, zijn er verschillende startmethoden beschikbaar, zoals de verlaagde spanning, rotorweerstand, DOL, ster-driehoek-starter , autotransformator, softstarter, enz. En om de motor te beschermen tegen de hierboven besproken fouten zijn verschillende beveiligingsapparatuur zoals relais, stroomonderbrekers, contactors en verschillende aandrijvingen geïmplementeerd.
Dit zijn enkele van de beveiligingssystemen voor driefasige inductiemotoren tegen beginnende inschakelstromen, oververhitting en enkele faseringsfouten met het gebruik van een microcontroller voor toepassingen op laag niveau voor een beter begrip van de studenten.

Elektronische softstart voor 3-fasen inductiemotor

Deze zachte start van inductiemotor is de moderne startmethode die de mechanische en elektrische spanningen vermindert die worden veroorzaakt in de DOL- en ster-driehoek-starters. Dit beperkt de startstroom naar de inductiemotor door thyristors te gebruiken.

Deze driefasige motorstarter bestaat uit twee hoofdeenheden: de ene is de voedingseenheid en de andere besturingseenheid. De voedingseenheid bestaat uit back-to-back SCR's voor elke fase, en deze worden bestuurd door de logica die in het regelcircuit is geïmplementeerd. Deze besturingseenheid bestaat uit een nulspanningskruisingscircuit met condensatoren voor het produceren van vertragingstijd.

Elektronische softstart voor 3-fasen inductiemotor

In het bovenstaande blokschema, wanneer een driefasige voeding aan het systeem wordt gegeven, corrigeert het stuurcircuit elke fasevoeding, regelt deze en vergelijkt de nuldoorgangsspanning door de operationele versterker. Deze Op-Amp-uitgang stuurt de transistor aan, die verantwoordelijk is voor het produceren van tijdvertragingen met behulp van een condensator. Deze ontlading van de condensator maakt een andere Op-Amp-uitgang gedurende een bepaalde tijd mogelijk, zodat Opto-isolatoren gedurende deze verstreken tijd worden aangestuurd. Gedurende deze tijd triggert de opto-isolatoruitgang back-to-back thyristors en wordt de uitgang die op de motor wordt toegepast, gedurende deze tijd verminderd. Na deze starttijd wordt een volledige spanning op de inductiemotor aangelegd, en dus draait de motor op volle snelheid. Op deze manier vermindert het triggeren van een nulspanning gedurende een bepaalde tijdsperiode bij het starten van een inductiemotor opzettelijk de startinschakelstroom van de inductiemotor.

Inductiemotorbeveiligingssysteem

Dit systeem beschermt de 3-fasen AC-motor van enkele fasering en oververhitting. Wanneer een van de fasen is uitgevallen, herkent dit systeem dit en schakelt het onmiddellijk de motor uit, die wordt gevoed door het lichtnet.

Inductiemotorbeveiligingssysteem

Alle drie de fasen worden gelijkgericht, gefilterd en geregeld en aan een operationele versterker gegeven, waar deze voedingsspanning wordt vergeleken met een bepaalde spanning. Als een van de fasen wordt gemist, geeft het een nulspanning aan de Op-amp-ingang en daarom geeft het een lage logica aan de transistor die het relais verder spanningsloos maakt. Daarom wordt het hoofdrelais uitgeschakeld en wordt de stroom naar de motor onderbroken.

Evenzo, wanneer de temperatuur van de motor een bepaalde limiet overschrijdt, de operationele versterkeruitgang valt af het juiste relais zelfs dan wordt ook het hoofdrelais uitgeschakeld. Op deze manier kunnen de enkele faseringsfouten en te hoge temperatuuromstandigheden in de inductiemotor worden overwonnen.

Dit heeft alles te maken met driefasige motorbeveiligingssystemen tegen beginnende inschakelstromen, eenfasige fase en oververhitting. We erkennen dat de informatie in dit artikel nuttig voor u is voor een beter begrip van dit concept. Bovendien kunt u voor alle hulp bij het implementeren van deze of andere projecten contact met ons opnemen door hieronder te reageren.

Fotocredits