Ηλεκτρολογικό σχέδιο ισχύος και αυτοματισμού, ελέγχου φοράς περιστροφής τριφασικού μοτέρ βραχυκυκλωμένου δρομέα
Ηλεκτρολογικό σχέδιο κυκλώματος ισχύος για δεξιόστροφη και αριστερόστροφη φορά περιστροφής
τριφασικού κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα.
Τα τριφασικά μοτέρ βραχυκυκλωμένου δρομέα (ΑΤΚΒΔ : Ασύγχρονος Τριφασικός Κινητήρας Βραχυκυκλωμένου Δρομέα ) περιστρέφονται δεξιόστροφα ή αριστερόστροφα ανάλογα με την διαδοχή των τριών φάσεων της παροχής τους.
Η διαδοχή των τριών φάσεων, που συνήθως ονοματίζονται με τα τρία αγγλικά γράμματα R, S, T, είναι δεξιόστροφη και το μοτέρ που θα συνδεθεί ένα προς ένα με τα U, V, W, θα γυρίσει δεξιόστροφα. Όμως αυτή η φορά είναι κατά σύμβαση σωστή, γιατί εξαρτάται από τον κατασκευαστή του μοτέρ, δηλαδή από το πώς έχει τυλίξει τα πηνία του ο κατασκευαστής και από την "οπτική" γωνία του κάθε ενός. Άλλωστε δεν υπάρχει σωστή φορά περιστροφής για τα μοτέρ, εξαρτάται από την εργασία που θέλουμε να πραγματοποιήσουμε.
Η αλλαγή της φοράς γίνεται με αμοιβαία αντιμετάθεση των δυο εκ των τριών φάσεων. Στο σχέδιο ισχύος η αλλαγή αυτή πραγματοποιείται με αντιμετάθεση της πρώτης με την τρίτη φάση. Το ίδιο αποτέλεσμα μπορεί να γίνει αντιμεταθέτοντας την δεύτερη με την τρίτη ή την πρώτη με την δεύτερη.
Σχέδιο αυτοματισμού ελέγχου φοράς περιστροφή ηλεκτρικού τριφασικού κινητήρα
Ένα απλό σχέδιο για τον έλεγχο της φοράς περιστροφής φαίνεται στο δεύτερο σχέδιο.
Για να μην υπάρξει περίπτωση να οπλίσουν ταυτόχρονα και τα δυο ρελέ, C1 και C2, βραχυκυκλώνοντας έτσι στην ουσία την τάση της παροχής, βάζουμε σε σειρά στο κύκλωμα αυτοματισμού τις λεγόμενες επαφές μανδάλωσης. Έτσι αν είναι οπλισμένο το ένα ρελέ δεν μπορεί να οπλίσει το άλλο, ακόμα κι αν πατήσουμε το start μπουτόν του, πρέπει αναγκαστικά πρώτα να απενεργοποιηθεί το οπλισμένο πατώντας το μπουτόν στοπ και μετά να ενεργοποιηθεί το άλλο. Το ένα ρελέ δηλαδή "μανδαλώνει" το άλλο με μια κλειστή επαφή του (normal close N.C.) αποτρέποντας το να οπλίσει, εξ ου και το όνομα της επαφής.
Το συγκεκριμένο σχέδιο της αλλαγής φοράς δεν είναι το ιδανικότερο γιατί προϋποθέτει την προσοχή του χειριστή στο πραγματικό σταμάτημα του μοτέρ, που θέλει κάποιον χρόνο, πριν ξεκινήσει την αντίστροφη φορά. Θα μπορούσε κάποιος, την ώρα που το μοτέρ γυρίζει κατά την μία φορά, να πατήσει το στοπ και αμέσως μετά, χωρίς να περιμένει καθόλου, να πατήσει το σταρτ της άλλης φοράς, φέρνοντας έτσι το μοτέρ και το φορτίο του απότομα και ίσως επικίνδυνα, από τις μέγιστες στροφές της μιας φοράς στις μέγιστες της άλλης φοράς. Κάτι τέτοιο μπορεί να αποτραπεί με προσθήκη και άλλης ασφαλιστικής διάταξης.
Τα πιο κοινά μοτέρ που χρησιμοποιούνται ευρέως, κυρίως στην βιομηχανία, με πολύ καλά χαρακτηριστικά ροπής, απλής κατασκευής, αξιοπιστίας και οικονομικής τιμής, είναι τα τριφασικά μοτέρ βραχυκυκλωμένου δρομέα. Αναφέρονται και ως ΑΤΚΒΔ : Ασύγχρονος Τριφασικός Κινητήρας Βραχυκυκλωμένου Δρομέα
Ένας από τους τρόπους εκκίνησης των μεγάλων σε ισχύ μοτέρ βραχυκυκλωμένου δρομέα είναι η εκκίνηση, για μερικά δευτερόλεπτα, με σύνδεση των πηνίων του σε αστέρα, πριν μεταβεί σε σύνδεση τριγώνου. Ο λόγος που γίνεται αυτό είναι η πολύ μεγάλη τιμή της έντασης του ρεύματος κατά την διάρκεια της εκκίνησης, αν αυτή γίνονταν αμέσως σε συνδεσμολογία τριγώνου.
Η διαφορά στις δυο συνδεσμολογίες, για την ίδια τάση τροφοδοσίας, που πρακτικά στην Ελλάδα είναι τα 400 volts, είναι η ισχύς εξόδου του μοτέρ. Στον αστέρα είναι μικρότερη από ότι στο τρίγωνο. Προϋπόθεση βέβαια είναι η κατασκευή των πηνίων του μοτέρ να αντέχουν την τάση και κατ' επέκταση το ρεύμα, για σύνδεση τριγώνου. Κάτι τέτοιο το βλέπουμε στο ταμπελάκι του μοτέρ.
Υπάρχουν αρκετοί τρόποι υλοποίησης του αυτοματισμού αλλά ένας από τους καλύτερους είναι αυτός του πιο πάνω σχεδίου.
Το χρονικό ρελέ καθυστέρησης έναρξης (Τ : delay on) ρυθμίζεται έτσι ώστε την στιγμή της εναλλαγής από αστέρα σε τρίγωνο το ρεύμα να μην είναι υπερβολικά μεγάλο σε σύγκριση με το ονομαστικό. Όσο μεγαλύτερο είναι το μοτέρ τόσο περισσότερα είναι και τα δευτερόλεπτα που χρειάζονται.
Το θερμικό ρυθμίζεται στο ονομαστικό ρεύμα του μοτέρ, αν μπει μετά ακριβώς τις ασφάλειες, ή στο ονομαστικό διά την ρίζα του 3 αν μπει όπως στο σχέδιο πιο πάνω.
Οπλισμένα τα ρελέ Ν και Υ : Σύνδεση σε αστέρα.
Οπλισμένα τα ρελέ Ν και Δ : Σύνδεση σε τρίγωνο.
Αν θέλουμε να αλλάξουμε την φορά περιστροφής του μοτέρ κάνουμε αμοιβαία αλλαγή δυο οποιονδήποτε εκ των φάσεων παροχής, δηλαδή την R με την S ή την S με την T ή την R με την T.
Αυτόματη αλλαγή φοράς περιστροφής μπορούμε να πετύχουμε με το κύκλωμα που υπάρχει εδώ
Κι εδώ ο σύνδεσμος για την σύνδεση αστέρα τρίγωνο και το ταμπελάκι των μοτέρ.
Η εναλλακτική λύση για την εκκίνηση του μοτέρ απευθείας σε συνδεσμολογία τριγώνου είναι η χρήση ομαλού εκκινητή ή soft starter.
τριφασικού κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα.
Τα τριφασικά μοτέρ βραχυκυκλωμένου δρομέα (ΑΤΚΒΔ : Ασύγχρονος Τριφασικός Κινητήρας Βραχυκυκλωμένου Δρομέα ) περιστρέφονται δεξιόστροφα ή αριστερόστροφα ανάλογα με την διαδοχή των τριών φάσεων της παροχής τους.
Η διαδοχή των τριών φάσεων, που συνήθως ονοματίζονται με τα τρία αγγλικά γράμματα R, S, T, είναι δεξιόστροφη και το μοτέρ που θα συνδεθεί ένα προς ένα με τα U, V, W, θα γυρίσει δεξιόστροφα. Όμως αυτή η φορά είναι κατά σύμβαση σωστή, γιατί εξαρτάται από τον κατασκευαστή του μοτέρ, δηλαδή από το πώς έχει τυλίξει τα πηνία του ο κατασκευαστής και από την "οπτική" γωνία του κάθε ενός. Άλλωστε δεν υπάρχει σωστή φορά περιστροφής για τα μοτέρ, εξαρτάται από την εργασία που θέλουμε να πραγματοποιήσουμε.
Η αλλαγή της φοράς γίνεται με αμοιβαία αντιμετάθεση των δυο εκ των τριών φάσεων. Στο σχέδιο ισχύος η αλλαγή αυτή πραγματοποιείται με αντιμετάθεση της πρώτης με την τρίτη φάση. Το ίδιο αποτέλεσμα μπορεί να γίνει αντιμεταθέτοντας την δεύτερη με την τρίτη ή την πρώτη με την δεύτερη.
Ένα απλό σχέδιο για τον έλεγχο της φοράς περιστροφής φαίνεται στο δεύτερο σχέδιο.
Για να μην υπάρξει περίπτωση να οπλίσουν ταυτόχρονα και τα δυο ρελέ, C1 και C2, βραχυκυκλώνοντας έτσι στην ουσία την τάση της παροχής, βάζουμε σε σειρά στο κύκλωμα αυτοματισμού τις λεγόμενες επαφές μανδάλωσης. Έτσι αν είναι οπλισμένο το ένα ρελέ δεν μπορεί να οπλίσει το άλλο, ακόμα κι αν πατήσουμε το start μπουτόν του, πρέπει αναγκαστικά πρώτα να απενεργοποιηθεί το οπλισμένο πατώντας το μπουτόν στοπ και μετά να ενεργοποιηθεί το άλλο. Το ένα ρελέ δηλαδή "μανδαλώνει" το άλλο με μια κλειστή επαφή του (normal close N.C.) αποτρέποντας το να οπλίσει, εξ ου και το όνομα της επαφής.
Το συγκεκριμένο σχέδιο της αλλαγής φοράς δεν είναι το ιδανικότερο γιατί προϋποθέτει την προσοχή του χειριστή στο πραγματικό σταμάτημα του μοτέρ, που θέλει κάποιον χρόνο, πριν ξεκινήσει την αντίστροφη φορά. Θα μπορούσε κάποιος, την ώρα που το μοτέρ γυρίζει κατά την μία φορά, να πατήσει το στοπ και αμέσως μετά, χωρίς να περιμένει καθόλου, να πατήσει το σταρτ της άλλης φοράς, φέρνοντας έτσι το μοτέρ και το φορτίο του απότομα και ίσως επικίνδυνα, από τις μέγιστες στροφές της μιας φοράς στις μέγιστες της άλλης φοράς. Κάτι τέτοιο μπορεί να αποτραπεί με προσθήκη και άλλης ασφαλιστικής διάταξης.
Κύκλωμα ισχύος τριφασικού μοτέρ με σύνδεση αστέρα τρίγωνο
Η διαφορά στις δυο συνδεσμολογίες, για την ίδια τάση τροφοδοσίας, που πρακτικά στην Ελλάδα είναι τα 400 volts, είναι η ισχύς εξόδου του μοτέρ. Στον αστέρα είναι μικρότερη από ότι στο τρίγωνο. Προϋπόθεση βέβαια είναι η κατασκευή των πηνίων του μοτέρ να αντέχουν την τάση και κατ' επέκταση το ρεύμα, για σύνδεση τριγώνου. Κάτι τέτοιο το βλέπουμε στο ταμπελάκι του μοτέρ.
Υπάρχουν αρκετοί τρόποι υλοποίησης του αυτοματισμού αλλά ένας από τους καλύτερους είναι αυτός του πιο πάνω σχεδίου.
Το χρονικό ρελέ καθυστέρησης έναρξης (Τ : delay on) ρυθμίζεται έτσι ώστε την στιγμή της εναλλαγής από αστέρα σε τρίγωνο το ρεύμα να μην είναι υπερβολικά μεγάλο σε σύγκριση με το ονομαστικό. Όσο μεγαλύτερο είναι το μοτέρ τόσο περισσότερα είναι και τα δευτερόλεπτα που χρειάζονται.
Το θερμικό ρυθμίζεται στο ονομαστικό ρεύμα του μοτέρ, αν μπει μετά ακριβώς τις ασφάλειες, ή στο ονομαστικό διά την ρίζα του 3 αν μπει όπως στο σχέδιο πιο πάνω.
Αυτοματισμός αστέρα τρίγωνο με μηχανικό χρονικό ρελέ που κουμπώνει στο ρελέ Ν (εδώ είναι το στρογγυλό μπροστά στο L4)
Οπλισμένα τα ρελέ Ν και Υ : Σύνδεση σε αστέρα.
Οπλισμένα τα ρελέ Ν και Δ : Σύνδεση σε τρίγωνο.
Αν θέλουμε να αλλάξουμε την φορά περιστροφής του μοτέρ κάνουμε αμοιβαία αλλαγή δυο οποιονδήποτε εκ των φάσεων παροχής, δηλαδή την R με την S ή την S με την T ή την R με την T.
Αυτόματη αλλαγή φοράς περιστροφής μπορούμε να πετύχουμε με το κύκλωμα που υπάρχει εδώ
Κι εδώ ο σύνδεσμος για την σύνδεση αστέρα τρίγωνο και το ταμπελάκι των μοτέρ.
Η εναλλακτική λύση για την εκκίνηση του μοτέρ απευθείας σε συνδεσμολογία τριγώνου είναι η χρήση ομαλού εκκινητή ή soft starter.
Links
Books