Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 8-9/2017 vyšlo
tiskem 5. 9. 2017. V elektronické verzi na webu od 5. 9. 2017. 

Téma: 59. mezinárodní strojírenský veletrh v Brně; Elektrotechnika v průmyslu

Hlavní článek
Palivové články
Renesance synchronních reluktančních motorů
Návrh aktuátoru pracujícího s magnetickým polem

Aktuality

Na veletrhu FOR ARCH najdou lidé na osm stovek expozic a bezplatná poradenská centra Ve dnech 19. – 23. září 2017 se koná 28. ročník mezinárodního stavebního veletrhu FOR…

Technologické Fórum 2017 – jedinečné setkání odborníků stavebního trhu Premiéru na letošním ročníku mezinárodního stavebního veletrhu FOR ARCH bude mít…

Od 1. září začne ve společnosti ČEZ fungovat nová divize Jaderná energetika Šest jaderných bloků, přes dva tisíce zaměstnanců včetně týmu, který zodpovídání za…

FOR ARCH 2017 přinese řadu zajímavých soutěží a konferencí Osmadvacátý ročník mezinárodního stavebního veletrhu FOR ARCH, který se uskuteční ve…

Premiér navštívil hlavní sídlo provozovatele přenosové soustavy Předseda vlády Bohuslav Sobotka a ministr průmyslu a obchodu Jiří Havlíček se přímo na…

Generační změna ve skupině LAPP S účinností od 1. července 2017 odstoupila Ursula Ida Lapp, spoluzakladatelka skupiny…

Více aktualit

Základní zapojení instalačních obvodů (9. část)

Základní zapojení se stykači 4

 

Spouštění třífázového asynchronního motoru přepínáním vinutí hvězdatrojúhelník přes stykače a časové relé

 
Při spouštění trojfázových motorů je několika násobně překročen jmenovitý proud (záběrový proud). U trojfázových motorů s kotvou nakrátko jde až o šesti- až osminásobek jmenovitého proudu.
 
Protože velká většina trojfázových motorů je provozována a spouštěna v průmyslu, předepisují provozovatelé sítě firmám a podnikům coby odběratelům elektrické energie u motorů od 5,2 kV·A výše, popřípadě při rozběhovém proudu od 60 A výše, vhodný způsob spouštění za účelem zmenšení záběrového proudu. Zabraňují tak nevhodnému rozvážení distribuční sítě.
 
Ke spouštění motorů lze využít např.:
  • statorový spouštěč (postupné vyřazování rezistorů vřazených do série s vinutím statoru, menší záběrový proud, ale též malý záběrový moment – používáno zřídka),
  • spouštěcí transformátor (spouštění sníženým napětím statoru, motor odebírá proud z výstupního vinutí transformátoru a proudový náraz je dán převodem transformátoru),
U spouštěcích zařízení výše uvedeného typu se snížením napětí také zmenší rozběhový proud, a kvadraticky k napětí se zmenší i rozběhový moment. Rozběh je proto možný pouze při chodu naprázdno nebo s malým zatížením.
  • rozběhová spojka (odstředivé nebo elektromagnetické, zkrácená doba proudového nárazu),
  • přepínač hvězda-trojúhelník (přepínač „zapojuje“ trojfázové vinutí statoru nejprve do hvězdy, po rozběhu do trojúhelníku - zmenšení proudového nárazu na 1/3 vzhledem ke spouštěcímu napětí).
Uvedené způsoby byly v posledním desetiletí doplněny širokou nabídkou spouštěčů zajišťující tzv. „měkký“ rozběh (softstart) a řízení otáček na bázi polovodičové techniky (frekvenční měniče).
Spouštěče pro měkký rozběh používají k regulaci napětí motoru místo spouštěcích rezistorů tyristory v antiparalelním zapojení. Rozběhový proud, rozběhový moment a doba rozběhu jsou v takovém případě nastavitelné.
 

Spouštění hvězda-trojúhelník

(schéma zapojení – obr. 1) – funkční postup
Stiskem tlačítka SB2 se sepne stykač KM3 v zapojení do hvězdy, současně sepne i časové relé KT1 a hlavní stykač KM1, a to přes spínací kontakt stykače KM3. Elektromotor M1 se roztočí v zapojení do hvězdy. Časové relé KT1 vypne v nastaveném čase stykač KM3. Po jeho vypnutí sepne stykač KM2 v zapojení do trojúhelníku, a to přes spínací kontakt stykače KM1 a rozpínací kontakt stykače KM3. Elektromotor vypneme vypínacím tlačítkem SB1. K ovládání je připojena světelná signalizace.
 
Při spojení vinutí do hvězdy (Y) prochází každou fází proud
 
(1)
 
kde Ut je fázové napětí (V) Us sdružené napětí (V) Z impedance fáze (ohm)
 
Po přepojení vinutí do trojúhelníku (D) prochází každou fází proud
 
(2)
 
protože v trojúhelníku jsou jednotlivé fáze připojeny na sdružené napětí. Z poměrů proudů IY a ID plyne vztah
 
(3)
 
tedy
 
(4)
 
Jestliže zmenšíme proudový náraz na 1/3, zmenšíme zároveň i záběrný moment a také příkonový náraz.
 
Spouštění přepínáním Y-D je možné provádět ručními spínači (vačkovými), pro dálkové ovládání motoru se používá zapojení tří stykačů, navíc se zapojením časového relé, které v nastaveném čase vinutí z hvězdy do trojúhelníku přepne.
 

Rozběhová charakteristika

Při spouštění motorů přepínačem Y-D je třeba si uvědomit, že dojde vlastně k dvěma proudovým nárazům. První vzniká při připojení statoru k síti, druhý při přepínání z hvězdy do trojúhelníku – viz obr. 2. Při zapnutí motoru s vinutím do hvězdy vznikne v síti proudový náraz IZ a na hřídeli motoru vznikne moment MZ. Během rozběhu se zmenšuje proud podle charakteristiky IY, moment má průběh podle charakteristiky MY a otáčky se zvyšují. K jejich zvyšování dochází až do hodnoty nP odpovídající bodu A, tj. průsečíku charakteristiky Mzat a MY – to je nejvhodnější okamžik pro přepnutí z Y do D.
 
Tento okamžik lze poznat podle zvuku otáček rozbíhajícího se motoru – zvuk dosud se zvyšujících otáček se ustálí.
 
Při tomto přepnutí dojde k druhému proudovému nárazu, odpovídajícímu úsečce CD, a statorový proud se při dalším průběhu zmenšuje podle charakteristiky ID. S proudovým nárazem se současně zvětší moment z bodu A do bodu B na charakteristice MD. Rozběh motoru končí v okamžiku, kdy se otáčky již nezvyšují, tj. v průsečíku E charakteristiky MD a Mzat.
 
Nadproudové ochrany motoru, které jsou zapojeny v jeho přívodech, jsou nastaveny na 58 % hodnoty jmenovitého proudu. Pro malé motory s těžším rozběhem je ekonomickým řešením přemostění ochran motoru po dobu spouštění (přemosťovací relé během spouštění). Z důvodu dodatečně připojeného paralelního stykače nevede nadproudové relé během spouštění plný proud. Pouze když motor dosáhne plné rychlosti, dojde k rozepnutí přemosťovacího stykače a přes nadproudové relé prochází plný pracovní proud motoru.
 
Motor je limitujícím faktorem pro čas vybavení nadproudového relé i pro dobu přemostění relé. Motory jsou vyráběny s ohledem na to, motor budou schopny po předepsanou dobu spouštění snášet velmi vysoké teploty tvořící se i při přímém spouštění. Motor a spouštěcí režim je třeba uvážlivě volit pro konkrétní aplikace, zejména v případě strojů s velmi vysokou setrvačnou hmotou, která je jednou z příčin tohoto problému při přímém spouštění.
 
(pokračování – Brzdění třífázového asynchronního motoru s obvody se stykači a tlačítky)
 
Literatura:
[1] BERKA, Š.: Elektrotechnická schémata a zapojení 1, Základní prvky a obvody. Nakladatelství BEN – technická literatura, Praha, 2008.
[2] VOŽENÍLEK, L.: Kurs elektrotechniky. Druhé, přepracované vydání, SNTL – Nakladatelství technické literatury, Praha, 1998.
 
Obr. 1. Schéma zapojení - spouštění třífázového asynchronního motoru přepínáním vinutí hvězdatrojúhelník přes stykače a časové relé
Obr. 2. Charakteristika asynchronního motoru nakrátko při spouštění přepínačem hvězda-trojúhelník