Grundtypen von dreiphasigen Motorschutzsystemen und -vorgängen

Aufgrund der robusten Konstruktion und LeichtigkeitDreiphasen-Asynchronmotoren mit Steuerung werden bei Anwendungen mit Wechselstrommotoren den meisten anderen Motoren vorgezogen. Dieser dreiphasige Motor ist für größere Lastvorgänge in verschiedenen Anwendungen verantwortlich, z. B. für Hubwerke, Förderbänder, Kompressoren, Pumpen, Lüftungssysteme, industrielle Lüftersteuerungen usw.

Drehstrommotor

Mit der Erfindung von verstellbaren Antrieben undIn verschiedenen anderen Arten von Motorstartern haben sich Drehstrommotoren zu günstigen Antrieben für Anwendungen mit variabler Geschwindigkeit entwickelt. Da diese Motoren beim Lastfahren eine wichtige Rolle spielen, ist es auch wichtig, ihre Sicherheit und den Schutz vor Anlaufströmen, Überlastungen, Einphasigkeit, Überhitzung und anderen fehlerhaften Bedingungen sicherzustellen. Bevor wir uns mit den Details dieser Motoren und ihren Schutzsystemen beschäftigen, lassen Sie uns einen Blick auf die Grundlagen der Dreiphasenmotoren werfen.

Drehstrommotoren

Hauptsächlich sind Drehstrom- oder Mehrphasenmotorenzwei Typen: Induktions- oder Asynchronmotoren und Synchronmotoren. Synchronmotoren sind spezielle Motortypen, die in Anwendungen mit konstanter Drehzahl verwendet werden, während die meisten Motoren in industriellen Anwendungen vom Induktionstyp sind. Dieser Artikel konzentriert sich nur auf den Drehstrom-Induktionsmotor und dessen Schutz.

Bau eines Induktionsmotors

Diese Motoren sind vom Typ Eichhörnchen und SchleifringInduktionsmotoren. Der dreiphasige Induktionsmotor besteht aus einem Stator und einem Rotor, zwischen diesen beiden besteht keine elektrische Verbindung. Diese Statoren und Rotoren bestehen aus hochmagnetischen Kernmaterialien mit weniger Hysterese- und Wirbelstromverlusten. Der Stator besteht aus drei Phasenwicklungen, die sich bei einer Phasenverschiebung von 120 Grad überlappen. Diese Wicklungen werden durch eine dreiphasige Hauptversorgung erregt.

Dieser dreiphasige Wechselstrommotorrotor ist andersdie Induktionsmotoren mit Schleifring und Käfigläufer. Bei einem Käfigläufermotor besteht der Rotor aus schweren Aluminium- oder Kupferschienen, die an beiden Enden des zylindrischen Rotors kurzgeschlossen sind. In einem Schleifring-Induktionsmotor besteht der Rotor aus drei Phasenwicklungen, die an einem Ende innen mit Stern versehen sind, und die anderen Enden werden nach außen gebracht und mit den an der Rotorwelle angebrachten Schleifringen verbunden, wie in der Figur gezeigt. Mit Hilfe von Kohlebürsten wird ein Rheostat an diese Wicklungen angeschlossen, um ein hohes Anlaufdrehmoment zu entwickeln.

Funktionsprinzip: Immer dann, wenn die dreiphasige Versorgung desDreiphasen-Statorwicklung, wird ein rotierendes Magnetfeld mit 120 Verschiebungen bei konstanter Größe erzeugt, das mit einer Synchrondrehzahl rotiert. Dieses sich ändernde Magnetfeld wandert zum Rotorleiter und bewirkt, dass ein Strom in den Rotorleitern gemäß den Faradays-Gesetzen der elektromagnetischen Induktion induziert wird. Wenn die Rotorleiter kurzgeschlossen sind, beginnt der Strom durch diese Leiter zu fließen.

Nach dem Lenzschen Gesetz wurden diese induziertStröme wirken der Ursache ihrer Erzeugung entgegen, d. h. rotierendem Magnetfeld. Infolgedessen beginnt sich der Rotor in die gleiche Richtung des rotierenden Magnetfelds zu drehen. Die Rotordrehzahl muss jedoch geringer sein als die Statorgeschwindigkeit - ansonsten werden im Rotor keine Ströme induziert, da die relative Geschwindigkeit der Magnetfelder des Rotors und des Stators der Grund für die Rotorbewegung ist. Dieser Unterschied zwischen dem Stator- und dem Rotorfeld wird als Schlupf bezeichnet. Aufgrund dieser relativen Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Stator und den Rotoren wird dieser 3-Phasen-Motor als Asynchronmaschine bezeichnet.

Arten von Schutzmaßnahmen, die für einen Induktionsmotor erforderlich sind

Drehstrom-Asynchronmotoren sind dafür verantwortlich85 Prozent der installierten Kapazität der industriellen Antriebssysteme. Daher ist der Schutz dieser Motoren für den zuverlässigen Betrieb von Lasten erforderlich. Motorausfälle werden hauptsächlich in drei Gruppen unterteilt: elektrische, mechanische und umweltbedingte Störungen. Mechanische Beanspruchungen führen zu Überhitzung, was zu Verschleiß und Verschleiß der Rotorlager führt, wohingegen die übermäßige mechanische Belastung zu starken Strömen führt und somit zu steigenden Temperaturen führt. Elektrische Fehler werden durch verschiedene Fehler verursacht, z. B. Phase-zu-Phase- und Phase-Erde-Fehler, Einphasigkeit, Über- und Unterspannung, Spannungs- und Stromunsymmetrie, unter Frequenz usw.

Anlaufstrom des Induktionsmotors

Neben den Motorschutzsystemen fürBei den oben genannten Fehlern ist es auch notwendig, einen dreiphasigen Motorstarter zu verwenden, um den Startstrom des Induktionsmotors zu begrenzen. Wie wir wissen, gibt es bei jeder elektrischen Maschine, wenn die Versorgung bereitgestellt wird, ein Widerstand gegen diese Versorgung durch einen induzierten EMF - der als EMF bezeichnet wird. Dies begrenzt die Stromaufnahme durch die Maschine, aber zu Beginn ist der EMF Null, da er direkt zur Drehzahl des Motors proportional ist. Daher zieht der Motor beim Start den riesigen Strom des Zero-Back-EMF-Stroms an. Dies ist das 8-12-fache des Volllaststroms (siehe Abbildung).

Um den Motor vor dem hohen Blick zu schützenGegenwärtig gibt es verschiedene Anlaufverfahren, wie reduzierte Spannung, Rotorwiderstand, DOL, Stern-Dreieck-Starter, Transformator, Sanftanlasser usw. Zum Schutz des Motors vor den oben beschriebenen Fehlern. Verschiedene Schutzausrüstungen wie Relais, Leistungsschalter, Auftragnehmer und verschiedene Antriebe sind implementiert.
Dies sind einige der Schutzsysteme fürDrehstrom-Asynchronmotoren gegen Anlauf-Einschaltströme, Überhitzung und Einphasenfehler mit Mikrocontroller für Low-Level-Anwendungen zum besseren Verständnis der Schüler

Elektronischer Sanftanlauf für 3-Phasen-Induktionsmotor

Diese Sanftanlauf des Asynchronmotors ist die moderne Startmethode, die das reduziertmechanische und elektrische Beanspruchungen bei DOL- und Stern-Delta-Startern. Dies begrenzt den Anlaufstrom des Induktionsmotors durch Verwendung von Thyristoren.

Dieser 3-Phasen-Motorstarter besteht aus zwei großenEinheiten: Eine ist die Leistungseinheit und die andere Steuereinheit. Die Leistungseinheit besteht aus Back-to-Back-SCRs für jede Phase, die von der in der Steuerschaltung implementierten Logik gesteuert werden. Diese Steuereinheit besteht aus einer Nullspannungskreuzungsschaltung mit Kondensatoren zur Erzeugung einer Verzögerungszeit.

Elektronischer Sanftanlauf für 3-Phasen-Induktionsmotor

Im obigen Blockschaltbild, wenn eine dreiphasigeDas System wird mit Strom versorgt, die Steuerschaltung richtet jede Phasenversorgung gleich, regelt sie und vergleicht die Nulldurchgangsspannung durch den Operationsverstärker. Dieser Op-Amp-Ausgang steuert den Transistor an, der für die Erzeugung einer Zeitverzögerung unter Verwendung eines Kondensators verantwortlich ist. Diese Kondensatorentladung ermöglicht einen anderen Op-Amp-Ausgang für eine bestimmte Zeit, so dass Opto-Isolatoren für diese verstrichene Zeit angesteuert werden. Während dieser Zeit löst der Opto-Isolator-Ausgang hintereinanderliegende Thyristoren aus; und die an den Motor angelegte Leistung wird während dieser Zeit reduziert. Nach dieser Startzeit wird der Induktionsmotor mit voller Spannung beaufschlagt und der Motor läuft daher mit voller Drehzahl. Auf diese Weise verringert eine Nullspannungsauslösung für eine bestimmte Zeitdauer beim Starten eines Induktionsmotors den Einschaltstrom des Induktionsmotors absichtlich.

Induktionsmotorschutzsystem

Dieses System schützt den 3-Phasen-Wechselstrommotor vorEinphasigkeit und Überhitzung. Wenn eine der Phasen aus ist, erkennt dieses System es und schaltet sofort den Motor aus, der vom Netz gespeist wird.

Induktionsmotorschutzsystem

Alle drei Phasen werden gleichgerichtet, gefiltert undgeregelt und an einen Operationsverstärker gegeben, wo diese Versorgungsspannung mit einer bestimmten Spannung verglichen wird. Wenn eine der Phasen verfehlt wird, führt dies zu einer Nullspannung am Operationsverstärker-Eingang und damit zu einer niedrigen Logik für den Transistor, wodurch das Relais weiter stromlos geschaltet wird. Daher wird das Hauptrelais ausgeschaltet und die Stromversorgung des Motors unterbrochen.

Ebenso bei der Temperatur des Motorseinen bestimmten Grenzwert überschreitet, schaltet der Operationsverstärkerausgang das entsprechende Relais ab; selbst dann wird auch das hauptrelais ausgeschaltet. Auf diese Weise können die Einphasenfehler und Übertemperaturbedingungen im Induktionsmotor überwunden werden.

Hier geht es um den dreiphasigen MotorschutzSysteme gegen Einschaltstrom, Einphasen und Überhitzung. Wir erkennen an, dass die Informationen in diesem Artikel für Sie hilfreich sind, um dieses Konzept besser zu verstehen. Darüber hinaus können Sie Hilfe bei der Umsetzung dieser oder anderer Projekte mit uns in Verbindung setzen, indem Sie unten kommentieren.

Bildnachweis

  • Dreiphasenmotor von macpd
  • Anlaufstrom des Induktionsmotors durch Elektroinstallation

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