Induktionsmotor
En induktionsmotor er en 3 fasemotor bestående af 3-fasevikling som stator med en permanent magnet og rotoren som en anden 3-fasevikling. Det fungerer på princippet om at rotere det magnetiske felt, dvs. dannelsen af den magnetiske flux fra 3-fasede viklingsstrømme, som roterer omkring sin akse, hvilket får rotoren til at rotere. En induktionsmotor har evnen til selvstart på grund af interaktionen mellem den roterende magnetfeltstrøm og rotorviklingsfluxen, hvilket forårsager en høj rotorstrøm, når momentet øges. Som et resultat trækker statoren høj strøm, og når motoren når op til fuld hastighed, trækkes en stor mængde strøm (større end den nominelle strøm), og dette kan forårsage opvarmning af motoren og til sidst beskadige den. For at forhindre dette er motorstartere nødvendige.
Induktionsmotor
Behov for motorstart
I en induktionsmotor, når statorviklingerne tilføres, får den roterende magnetfeltstrøm og den producerede flux i rotorviklingerne på grund af den bageste emk, motorens moment at stige, hvilket forårsager en høj rotorstrøm. I løbet af tiden mellem anvendelse af elektrisk forsyning til motoren og den faktiske acceleration af motoren til dens fulde hastighed trækkes en stor mængde strøm af statoren fra forsyningen. Denne startstrøm er ca. 5 til 6 gange mere end fuld belastningsstrøm. Denne tidsvarighed kan være et par sekunder eller længere. Dette får det elektriske udstyr til at beskadige på grund af det øgede spændingsfald i elektriske systemer på grund af strømmen af større strømme over kablet. Af denne grund er det nødvendigt med en bestemt metode til start af motoren.
Definition af Motor Starter
Det er den enhed, der er forbundet i serie med motoren for at mindske startstrømmen og derefter øge den, når motoren begynder at rotere gradvist. Den består af et stik, der fungerer som en switch for at styre strømmen af strøm til motoren og en overbelastningsenhed, der måler strømmen af strøm gennem motoren og styrer motorens stop i tilfælde af, at der trækkes stor strøm.
Princippet om motorstarter
Den strøm, der trækkes af motoren, kan styres ved at reducere den bageste emf (mulig ved at reducere forsyningsspændingen) eller ved at øge rotormodstanden under motorstart.
Typer af motorstartere
Direkte online: Den består af en simpel trykknap som controller. Når der trykkes på startknappen, lukkes kontakten, der forbinder motoren og hovedforsyningen, og motoren får forsyningsstrømmen. I tilfælde af overstrøm trykkes på stopknappen, og bypass-hjælpekontakten åbnes.
Star Delta : De 3 viklinger forbindes først i stjerneforbindelse, og derefter efter et stykke tid (bestemt af timeren eller et andet styrekredsløb) er viklingerne forbundet i delta-forbindelse. I stjerneforbindelse er den trukkede strøm 0,58% af den normale strøm, og også fasespændingen reduceres til 0,58%. Dermed reduceres drejningsmomentet.
Auto Transformer starter : Den består af en autotransformer (en transformer med en enkelt vikling tappet på forskellige punkter for at levere en procentdel af dens primære spænding over sekundær) i stjerneforbindelse, hvilket reducerer spændingen på motorterminalerne. Den består af 3 tappede sekundære spoler forbundet til de tre faser. I startperioden tillader transformeren anvendelse af lavere spændinger til de tre viklinger.
Starter modstandsstarter : Den består af tre modstande i serie med hver fase af statorviklingerne, hvilket forårsager et spændingsfald over hver modstand, og som et resultat påføres en lav spænding på hver fase.
Rotormodstandsstarter : Den består af 3 modstande forbundet i serie med rotorviklingerne, hvilket reducerer rotorstrømmen, men øger momentet.
Anvendelse af Star Delta Starter til kontrol af start af induktionsmotor
Star-delta starter er den billigste blandt alle startere og er velegnet til applikationer som værktøjsmaskiner, pumper, motorgeneratorer osv. A star-delta starter kan bruges til at starte en induktionsmotor ved at bruge 2 relæer som stik og timeren som styreenhed. 1 stik bruges til at levere strømforsyningen, mens det andet stik styrer tilslutningen af motor i stjerne- eller delta-forbindelse.
Der anvendes transformere, hvis primær er forbundet til 3-fasetilførslen, og sekundærene er forbundet til relæerne og timeren på en sådan måde, at fejl i en 1-fase stopper forsyningen til timeren. De to relæer bruges til at udløse timeren, som udvikler en høj logisk udgang ved pin 3, hvorved relæet 4 tændes, hvilket forårsager forsyningen i stjerneforbindelse, som giver lav effektintensitet til belastningen ved at isolere belastningen fra den normale 3 faseforsyning gennem relæ 3 (betjenes af de to udløsende relæer). Efter nogen tid går timeren (fungerer i monostabil tilstand) lavt ud (tiden bestemmes af RC-kombinationen ved ben 2 og 6), og relæet 4 slukkes, hvilket får 3-fasetilførslen til at blive givet til motoren og motoren fungerer i deltatilstand.
Noget mere om denne start af induktion diskuteret nedenfor.
Blød start af induktionsmotor ved trinvis forsinkelse af reduktion af affyringsvinkel
Soft Start og Soft Stop:
I den normale opstart af induktionsmotoren udvikles mere drejningsmoment, hvilket får spændingen til at overføres til det mekaniske transmissionssystem, hvilket resulterer i overdreven slitage og svigt af de mekaniske dele. Også når accelerationen stiger, trækkes der høj strøm, hvilket er ca. 600% af den normale kørestrøm. Dette kan sjældent løses ved hjælp af en stjerne-delta starter.
Soft start giver en pålidelig og økonomisk løsning på disse problemer ved at levere en kontrolleret frigivelse af effekt til motoren og derved give jævn, acceleration og deceleration af tårn. Skaderne på viklinger og lejer reduceres, hvilket resulterer i en forlænget motorlevetid.
Med denne teknik opnås en kontrolleret start og stop med korrekt valg af rampetider og indstilling af den nuværende grænse.
- Mindre mekanisk belastning.
- Forbedret effektfaktor.
- Lavere maksimal efterspørgsel.
- Mindre mekanisk vedligeholdelse.
Denne teknik er velegnet til applikationer, hvor momenttransienter er hyppige, såsom i pumpevæsker, som i sidste ende kan føre til brudrør og koblinger.
Teknologien fulgte i Soft Starter:
En soft starter er en type starter med reduceret spænding til AC-induktionsmotorer. Softstarteren ligner en primær modstands- eller primærreaktantstarter, idet den er i serie med forsyningen til motoren. Indgangsstrømmen til den startede er lig med dens udgangsstrøm. Den består af solid state-enheder til styring af strømmen og spændingen på motorerne. De bløde startere kan tilsluttes i serie med netspændingen eller tilsluttes inde i delta-sløjfen.
Spændingskontrol:
Solid-state AC-switche er arrangeret i serie med en eller flere faser for at opnå spændingskontrol.
Brug af Solid-state-switche:
1 x Triac pr. Fase
1 x SCR og 1 x Diode omvendt parallel forbundet per fase.
2 x SCR'er omvendt parallelforbundet pr. Fase.
At variere kontakternes ledningsvinkel kan styre den gennemsnitlige spænding, da en stigende ledningsvinkel kan øge den gennemsnitlige udgangsspænding. Denne proces viser sig fordelagtig med forbedret effektivitet og mindre strømforsyning. Den gennemsnitlige spænding kan også let ændres ved hjælp af kontrolelektronik.
Fotos Kredit:
- Induktionsmotor af sub.allaboutcircuits
