堅牢な構造と制御の容易さにより、三相非同期モーターは他の多くのモーターよりも広く好まれています。 ACモーター駆動アプリケーション。この三相モーターは、商品やリフトホイスト、コンベヤー、コンプレッサー、ポンプ、換気システム、産業用ファンコントローラーなどのいくつかのアプリケーションでのより大きな負荷操作に対応します。

三相モーター

調整可能な速度のドライブと他のいくつかの発明でモータースターターの種類、三相モーターは可変速アプリケーションに適したドライブになっています。これらのモーターは負荷駆動において重要であるため、突入電流、過負荷、単相、過熱、およびその他の障害状態の開始に対する安全性と保護を確保することも重要です。これらのモーターとその保護システムの詳細に入る前に、三相モーターの基本を見てみましょう。

三相ACモーター

三相または多相モーターには、主に2つのタイプがあります。誘導または非同期モーターおよび同期モーター。同期モーターは定速アプリケーションで使用される特殊なタイプのモーターですが、産業用アプリケーションで使用されるモーターのほとんどは誘導タイプです。この記事は、3フェーズのみに焦点を当てています誘導電動機とその保護。

誘導電動機の構造

これらのモーターは、リスおよびスリップリングタイプの誘導モーターです。三相誘導モーターは固定子と回転子で構成されています、およびこれら2つの間に電気接続はありません。これらの固定子と回転子は、ヒステリシスと渦電流損失が少ない高磁性コア材料で構成されています。固定子は、120度の位相シフトで互いに重なり合った三相巻線で構成されています。これらの巻線は、三相主電源によって励起されます。

“4種類の照明スイッチ ”

この三相ACモーターローターは、スリップリングとかご形誘導電動機で異なります。かご形モーターでは、ローターは、円筒形ローターの両端で短絡された重いアルミニウムまたは銅の棒で構成されています。スリップリング式誘導電動機では、図に示すように、ローターは、一端が内部でスター付きの三相巻線で構成され、他端は外側に出され、ローターシャフトに取り付けられたスリップリングに接続されます。。カーボンブラシの助けを借りて、レオスタットがこれらの巻線に接続され、高い始動トルクを発生させます。

動作原理： 三相固定子巻線に三相電源が供給されると、一定の大きさで120の変位を持ち、同期速度で回転する回転磁界が生成されます。この変化する磁場は回転子導体に伝わり、ファラデーの電磁誘導の法則に従って回転子導体に電流を誘導します。回転子導体が短絡すると、これらの導体に電流が流れ始めます。

レンツの法則によれば、これらの誘導電流は、その生成の原因、つまり回転磁界に対抗します。その結果、ローターは回転磁界と同じ方向に回転し始めます。ただし、回転子の速度は固定子の速度よりも小さくする必要があります。そうでない場合、回転子と固定子の磁場の相対速度が回転子の動きの原因であるため、回転子に電流は誘導されません。固定子と回転子のフィールド間のこの違いは、スリップと呼ばれます。固定子と回転子の間のこの相対速度差のために、この3相モーターは非同期機と呼ばれます。

誘導電動機に必要な保護の種類

三相誘導モーターは、産業用駆動システムの設備容量の85％を占めています。したがって、これらのモーターの保護は、負荷の信頼性の高い動作のために必要です。モーターの故障は、主に電気、機械、環境の3つのグループに分けられます。機械的応力は過熱を引き起こし、ローターベアリングの摩耗を引き起こしますが、過大な機械的負荷は大電流を引き込み、その結果、温度が上昇します。電気的障害は、相間および相対地絡、単相、過電圧および不足電圧、電圧および電流の不均衡、周波数不足などのさまざまな障害によって引き起こされます。

誘導電動機の電流の始動

上記の故障に対するモーター保護システムに加えて、誘導モーターの凝視電流を制限するために三相モータースターターを使用することも必要です。私たちが知っているように、すべての電気機械で、供給が提供されると、誘導起電力によるこの供給に反対します。これは逆起電力と呼ばれます。これにより、機械による電流引き込みが制限されますが、最初は、EMFはモーターの速度に正比例するため、ゼロになります。したがって、ゼロバックEMFの大電流は、始動時にモーターによって引き出されます。これは、図に示すように、全負荷電流の8〜12倍になります。

モーターを高凝視電流から保護するために、低電圧、ローター抵抗、DOLなどのさまざまな凝視方法が利用可能です。スターデルタスターター、オートトランス、ソフトスターターなど。また、上記の障害からモーターを保護するために、リレー、サーキットブレーカー、コンタクター、さまざまなドライブなどのさまざまな保護装置が実装されています。
これらは、学生の理解を深めるための低レベルアプリケーション用のマイクロコントローラーを使用した、突入電流の開始、過熱、および単相故障に対する三相誘導モーターの保護システムの一部です。

三相誘導電動機用電子ソフトスタート

この誘導電動機のソフトスタートは、DOLおよびスターデルタスターターで発生する機械的および電気的ストレスを軽減する最新の始動方法です。これにより、サイリスタを使用して誘導電動機への始動電流が制限されます。

この3相モータースターターは、2つの主要なユニットで構成されています。1つはパワーユニットで、もう1つはコントロールユニットです。電源ユニットは、各フェーズの連続したSCRで構成され、これらは制御回路に実装されたロジックによって制御されます。この制御ユニットは、遅延時間を生成するためのコンデンサを備えたゼロ電圧交差回路で構成されています。

三相誘導電動機用電子ソフトスタート

上記のブロック図では、システムに三相電源が供給されると、制御回路が各相電源を整流して調整し、オペアンプによるゼロ交差電圧を比較します。このオペアンプ出力はトランジスタを駆動します。トランジスタは、コンデンサを使用して時間遅延を生成します。このコンデンサの放電により、特定の時間、別のオペアンプ出力が可能になり、この経過時間の間、オプトアイソレータが駆動されます。この間、オプトアイソレータの出力は連続したサイリスタをトリガーし、この間、モーターに適用される出力は減少します。この始動時間の後、誘導電動機に全電圧が印加されるため、電動機は全速力で動作します。このようにして、誘導電動機の始動時に一定期間ゼロ電圧がトリガーされると、誘導電動機の始動突入電流が意図的に減少します。

誘導電動機保護システム

このシステム三相ACモーターを保護します単相および過熱から。いずれかのフェーズが終了すると、このシステムはそれを認識し、主電源から電力が供給されるモーターを即座にオフにします。

誘導電動機保護システム

3つのフェーズはすべて、整流、フィルタリング、および調整されてオペアンプに渡され、そこでこの供給電圧が特定の電圧と比較されます。いずれかの相が欠落していると、オペアンプ入力でゼロ電圧が発生するため、トランジスタにローロジックが発生し、リレーがさらにオフになります。そのため、メインリレーがオフになり、モーターへの電力が遮断されます。

同様に、モーターの温度が特定の制限を超えると、オペアンプの出力がオフになりますそれでも適切なリレーはメインリレーもオフになります。このようにして、誘導電動機で単相故障と過熱状態を克服することができます。

これはすべて、突入電流の開始、単相、および過熱に対する三相モーター保護システムに関するものです。この記事に記載されている情報が、この概念をよりよく理解するのに役立つことを認識しています。さらに、これらのプロジェクトや他のプロジェクトを実装するためのヘルプがあれば、以下にコメントしてお問い合わせください。

写真クレジット