Tipi di base di sistemi e operazioni di protezione del motore trifase

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Grazie alla struttura robusta e alla facilità di controllo, i motori asincroni trifase sono ampiamente preferiti rispetto a molti altri motori per il Applicazioni con motore AC . Questo motore trifase è responsabile per operazioni di carico più grandi in diverse applicazioni come paranchi per merci e ascensori, trasportatori, compressori, pompe, sistemi di ventilazione, controllori di ventole industriali, ecc.

Motore trifase

Motore trifase



Con l'invenzione di azionamenti a velocità regolabile e molti altri tipi di avviatori motore , i motori trifase sono diventati azionamenti favorevoli per applicazioni a velocità variabile. Poiché questi motori sono importanti nella guida del carico, è anche importante garantire la loro sicurezza e protezione contro le correnti di spunto di avviamento, i sovraccarichi, la monofase, il surriscaldamento e altre condizioni di guasto. Prima di entrare nei dettagli di questi motori e dei loro sistemi di protezione, esaminiamo le basi dei motori trifase.


Motori trifase

I motori trifase o polifase sono principalmente di due tipi: motori a induzione o asincroni e motori sincroni. Motori sincroni sono tipi speciali di motori utilizzati in applicazioni a velocità costante, mentre la maggior parte dei motori utilizzati nelle applicazioni industriali sono del tipo a induzione. Questo articolo si concentra solo su una trifase motore a induzione e sua protezione .



Costruzione del motore a induzione

Costruzione del motore a induzione

Questi motori sono motori a induzione di tipo scoiattolo e slip-ring. Induzione trifase il motore è costituito da uno statore e un rotore e non vi è alcun collegamento elettrico tra questi due. Questi statore e rotori sono costituiti da materiali con nucleo ad alto magnetico con meno isteresi e perdite di correnti parassite. Lo statore è costituito da avvolgimenti trifase sovrapposti l'uno all'altro con uno sfasamento di 120 gradi. Questi avvolgimenti sono eccitati dall'alimentazione principale trifase.

Questo rotore del motore CA trifase è diverso per i motori a induzione con anello di contatto e gabbia di scoiattolo. In un motore a gabbia di scoiattolo, il rotore è costituito da pesanti barre di alluminio o rame che sono cortocircuitate su entrambe le estremità del rotore cilindrico. In un motore a induzione di tipo slip-ring, il rotore è costituito da avvolgimenti trifase che sono internamente stellati ad un'estremità e le altre estremità sono portate all'esterno e collegate agli anelli di scorrimento montati sull'albero del rotore, come mostrato in figura . Con l'aiuto delle spazzole di carbone, un reostato è collegato a questi avvolgimenti per sviluppare un'elevata coppia di spunto.

Principio di funzionamento: Ogni volta che viene fornita un'alimentazione trifase all'avvolgimento dello statore trifase, in esso viene prodotto un campo magnetico rotante con 120 spostamenti a grandezza costante e rotante a velocità sincrona. Questo campo magnetico mutevole viaggia fino al conduttore del rotore provocando l'induzione di una corrente nei conduttori del rotore secondo le leggi di Faradays dell'induzione elettromagnetica. Quando i conduttori del rotore vengono cortocircuitati, la corrente inizia a fluire attraverso questi conduttori.


Secondo la legge di Lenz, queste correnti indotte si oppongono alla causa della sua produzione, cioè al campo magnetico rotante. Di conseguenza, il rotore inizia a ruotare nella stessa direzione del campo magnetico rotante. Tuttavia, la velocità del rotore deve essere inferiore alla velocità dello statore, altrimenti non vengono indotte correnti nel rotore perché la velocità relativa dei campi magnetici del rotore e dello statore è la ragione del movimento del rotore. Questa differenza tra i campi dello statore e del rotore è chiamata scorrimento. A causa di questa differenza di velocità relativa tra lo statore e i rotori, questo motore trifase è chiamato macchina asincrona.

Tipi di protezioni necessarie per il motore a induzione

I motori a induzione trifase sono responsabili dell'85% della capacità installata dei sistemi di guida industriali. Pertanto, la protezione di questi motori è necessaria per il funzionamento affidabile dei carichi. I guasti del motore sono principalmente suddivisi in tre gruppi: elettrici, meccanici e ambientali. Le sollecitazioni meccaniche causano il surriscaldamento con conseguente usura dei cuscinetti del rotore, mentre il carico meccanico eccessivo provoca l'assorbimento di forti correnti e quindi un aumento delle temperature. I guasti elettrici sono causati da vari guasti come guasti fase-fase e fase-terra, monofase, sovratensione e sottotensione, squilibrio di tensione e corrente, sotto frequenza, ecc.

Avviamento della corrente del motore a induzione

Avviamento della corrente del motore a induzione

Oltre ai sistemi di protezione del motore per i suddetti guasti, è necessario utilizzare anche un avviatore motore trifase per limitare la corrente di avviamento del motore asincrono. Come sappiamo, in ogni macchina elettrica, quando viene fornita l'alimentazione, c'è opposizione a questa alimentazione da parte di un EMF indotto - che viene richiamato EMF. Questo limita l'assorbimento di corrente dalla macchina, ma all'inizio l'EMF è zero perché è direttamente proporzionale alla velocità del motore. E quindi, l'enorme corrente dell'EMF con ritorno zero sarà assorbita dal motore all'inizio, e questa sarà 8-12 volte la corrente a pieno carico come mostrato nella figura.

Per proteggere il motore dalla corrente di avviamento elevata, sono disponibili diversi metodi di avviamento come tensione ridotta, resistenza del rotore, DOL, starter delta , autotrasformatore, avviatore statico, ecc. Inoltre, per proteggere il motore dai guasti sopra descritti, vengono implementati vari dispositivi di protezione come relè, interruttori automatici, contattori e vari azionamenti.
Questi sono alcuni dei sistemi di protezione per motori a induzione trifase contro correnti di spunto di avviamento, surriscaldamento e guasti monofase con l'uso di un microcontrollore per applicazioni di basso livello per una migliore comprensione degli studenti.

Soft Start elettronico per motore a induzione trifase

Questo avvio graduale del motore a induzione è il moderno metodo di avviamento che riduce le sollecitazioni meccaniche ed elettriche causate negli avviatori DOL e stella-triangolo. Questo limita la corrente di avviamento al motore a induzione utilizzando tiristori.

Questo avviatore motore trifase è costituito da due unità principali: una è l'unità di potenza e l'altra l'unità di controllo. L'unità di potenza è composta da SCR back to back per ciascuna fase e questi sono controllati dalla logica implementata nel circuito di controllo. Questa unità di controllo è costituita da un circuito di attraversamento della tensione zero con condensatori per la produzione del tempo di ritardo.

Soft Start elettronico per motore a induzione trifase

Soft Start elettronico per motore a induzione trifase

Nello schema a blocchi sopra, quando viene fornita un'alimentazione trifase al sistema, il circuito di controllo rettifica ciascuna alimentazione di fase, la regola e confronta la tensione di passaggio per lo zero dall'amplificatore operazionale. Questa uscita Op-Amp pilota il transistor, che è responsabile della produzione di ritardo di tempo con l'uso di un condensatore. Questa scarica del condensatore abilita un'altra uscita dell'amplificatore operazionale per un certo tempo in modo che gli optoisolatori siano azionati per questo tempo trascorso. Durante questo tempo, l'uscita dell'optoisolatore attiva tiristori back-to-back e, durante questo tempo, l'uscita applicata al motore viene ridotta. Dopo questo tempo di avviamento, viene applicata una tensione completa al motore a induzione e quindi il motore funziona a piena velocità. In questo modo, l'attivazione della tensione zero per un certo periodo di tempo all'avvio di un motore a induzione riduce deliberatamente la corrente di spunto di avviamento del motore a induzione.

Sistema di protezione del motore a induzione

Questo sistema protegge il motore AC trifase da monofase e surriscaldamento. Quando una qualsiasi delle fasi è fuori fase, questo sistema la riconosce e spegne immediatamente il motore, che è alimentato dalla rete.

Sistema di protezione del motore a induzione

Sistema di protezione del motore a induzione

Tutte e tre le fasi vengono rettificate, filtrate e regolate e fornite a un amplificatore operazionale dove questa tensione di alimentazione viene confrontata con una certa tensione. Se una qualsiasi delle fasi viene persa, fornisce una tensione zero all'ingresso dell'amplificatore operazionale e quindi fornisce una logica bassa al transistor che diseccita ulteriormente il relè. Quindi, il relè principale si spegne e l'alimentazione al motore viene interrotta.

Allo stesso modo, quando la temperatura del motore supera un certo limite, il l'uscita dell'amplificatore operazionale si diseccita il relè appropriato anche allora anche il relè principale si spegne. In questo modo, i guasti di fase singola e le condizioni di sovratemperatura possono essere superati nel motore a induzione.

Si tratta di sistemi di protezione del motore trifase contro le correnti di spunto di avviamento, la fase singola e il surriscaldamento. Riconosciamo che le informazioni fornite in questo articolo sono utili per una migliore comprensione di questo concetto. Inoltre, qualsiasi aiuto per l'implementazione di questi o altri progetti, puoi contattarci commentando di seguito.

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