A causa de la construcció robusta i la facilitat de control, els motors asíncrons trifàsics són àmpliament preferits a molts altres motors per a Aplicacions accionades per motors de corrent altern . Aquest motor trifàsic és responsable de les operacions de càrrega més grans en diverses aplicacions com elevadors de mercaderies i elevadors, transportadors, compressors, bombes, sistemes de ventilació, controladors de ventiladors industrials, etc.

Motor trifàsic

Amb la invenció dels variadors de velocitat ajustables i diversos altres tipus d’arrencadors de motors , els motors trifàsics s'han convertit en accionaments favorables per a aplicacions de velocitat variable. Com que aquests motors són importants en la conducció de càrrega, també és important garantir la seva seguretat i protecció contra corrents d’entrada, sobrecàrregues, monofàsics, sobreescalfament i altres condicions defectuoses. Abans d’examinar els detalls d’aquests motors i els seus sistemes de protecció, vegem els conceptes bàsics del motor trifàsic.

Motors de corrent altern trifàsics

Els motors trifàsics o polifàsics són principalment de dos tipus: motors d’inducció o asíncrons i motors síncrons. Motors síncrons són tipus especials de motors utilitzats en aplicacions de velocitat constant, mentre que la majoria dels motors utilitzats en aplicacions industrials són de tipus inducció. Aquest article es concentra només en una fase trifàsica motor d’inducció i la seva protecció .

Construcció de motor d’inducció

Aquests motors són motors d’inducció tipus esquirol i anell lliscant. Inducció trifàsica motor està format per un estator i un rotor , i no hi ha cap connexió elèctrica entre aquests dos. Aquests estators i rotors estan formats per materials de nucli magnètic amb menys histèresi i pèrdues de corrent de Foucault. L’estator consisteix en bobinatges trifàsics superposats entre si en un desplaçament de fase de 120 graus. Aquests bobinatges són excitats pel subministrament principal trifàsic.

“com provar un condensador amb un ohmímetre ”

Aquest rotor trifàsic del motor de corrent altern és diferent per als motors d’inducció de l’anell lliscant i de la gàbia d’esquirol. En un motor de gàbia d’esquirol, el rotor consisteix en barres pesades d’alumini o de coure curtes en els dos extrems del rotor cilíndric. En un motor d’inducció tipus anell lliscant, el rotor consta de bobinatges trifàsics que tenen un estrellat intern en un extrem, i els altres extrems es porten a l’exterior i es connecten als anells de lliscament muntats a l’eix del rotor, tal com es mostra a la figura . Amb l'ajut de raspalls de carboni, es connecta un reòstat a aquests bobinats per desenvolupar un parell d'arrencada elevat.

Principi d'operació: Sempre que es dóna un subministrament trifàsic al bobinat de l'estator trifàsic, es produeix un camp magnètic giratori amb 120 desplaçaments a magnitud constant i girant a velocitat síncrona. Aquest camp magnètic canviant es desplaça cap al conductor del rotor provocant la inducció d’un corrent en els conductors del rotor segons les lleis actuals d’inducció electromagnètica. A mesura que els conductors del rotor són curts, el corrent comença a fluir a través d’aquests conductors.

Segons la llei de Lenz, aquests corrents induïts s’oposen a la causa de la seva producció, és a dir, al camp magnètic giratori. Com a resultat, el rotor comença a girar en la mateixa direcció que el camp magnètic que gira. No obstant això, la velocitat del rotor ha de ser inferior a la velocitat de l’estator; en cas contrari, no s’indueixen corrents al rotor perquè la velocitat relativa dels camps magnètics del rotor i l’estator és el motiu del moviment del rotor. Aquesta diferència entre l’estator i els camps del rotor s’anomena lliscament. A causa d’aquesta diferència de velocitat relativa entre l’estator i els rotors, aquest motor trifàsic s’anomena màquina asíncrona.

Tipus de proteccions necessàries per al motor d’inducció

Els motors d’inducció trifàsics representen el 85 per cent de la capacitat instal·lada dels sistemes de conducció industrial. Per tant, la protecció d’aquests motors és necessària per al funcionament fiable de les càrregues. Les falles del motor es divideixen principalment en tres grups: elèctric, mecànic i ambiental. Les tensions mecàniques provoquen un sobreescalfament que provoca el desgast dels coixinets del rotor, mentre que la sobrecàrrega mecànica provoca que s’aconsegueixin corrents forts i, per tant, augmenten les temperatures. Les fallades elèctriques són causades per diverses fallades, com ara fallades fase a fase i fase a terra, fase única, sobretensió i tensió, desequilibri de tensió i corrent, baix freqüència, etc.

Arrencada del corrent del motor d’inducció

A més dels sistemes de protecció del motor per a les falles esmentades, també cal utilitzar un arrencador de motor trifàsic per limitar el corrent fix del motor d’inducció. Com sabem, en totes les màquines elèctriques, quan es subministra subministrament, hi ha oposició a aquest subministrament per una CEM induïda, que es denomina CEM de tornada. Això limita el dibuix actual de la màquina, però al principi, el CEM és nul perquè és directament proporcional a la velocitat del motor. I, per tant, l’enorme corrent de l’EMF zero zero serà captat pel motor a l’arrencada i serà de 8 a 12 vegades el corrent de càrrega completa tal com es mostra a la figura.

Per protegir el motor del corrent d’alta visió, hi ha diferents mètodes de fixació disponibles com el voltatge reduït, la resistència del rotor, el DOL, starter estrella-delta , autotransformador, arrencador suau, etc. I, per protegir el motor de les falles esmentades anteriorment, s’implementen diversos equips de protecció com relés, interruptors automàtics, contactors i diverses unitats.
Aquests són alguns dels sistemes de protecció per a motors d’inducció trifàsics contra corrents d’arrencada, sobreescalfament i falles monofàsiques amb l’ús d’un microcontrolador per a aplicacions de baix nivell per a una millor comprensió dels estudiants.

Arrencada suau electrònica per a motor d’inducció trifàsica

Això arrencada suau del motor d’inducció és el mètode modern d’arrencada que redueix les tensions mecàniques i elèctriques causades als arrencadors DOL i estrella-delta. Això limita el corrent d'arrencada al motor d'inducció mitjançant l'ús de tiristor.

Aquest motor d'arrencada trifàsic consta de dues unitats principals: una és la unitat de potència i l'altra unitat de control. La unitat de potència consisteix en SCRs esquena amb esquena per a cada fase, que són controlats per la lògica implementada al circuit de control. Aquesta unitat de control consisteix en un circuit de pas de tensió zero amb condensadors per produir temps de retard.

Arrencada suau electrònica per a motor d’inducció trifàsica

En el diagrama de blocs anterior, quan es dóna una alimentació trifàsica al sistema, el circuit de control rectifica cada alimentació de fase, la regula i compara la tensió de pas zero per l’amplificador operacional. Aquesta sortida Op-Amp acciona el transistor, que s’encarrega de produir un retard de temps amb l’ús d’un condensador. Aquesta descàrrega del condensador permet una altra sortida Op-Amp durant un temps determinat, de manera que els optoaïlladors es mouen durant aquest temps transcorregut. Durant aquest temps, la sortida de l’optoisolador desencadena tiristors adossats i la sortida aplicada al motor es redueix durant aquest temps. Després d'aquest temps d'inici, s'aplica una tensió completa al motor d'inducció i, per tant, el motor funciona a tota velocitat. D’aquesta manera, l’activació d’un voltatge zero durant un període de temps determinat a l’inici d’un motor d’inducció redueix deliberadament el corrent d’entrada d’arrencada del motor d’inducció.

Sistema de protecció del motor d’inducció

Aquest sistema protegeix el motor de corrent altern trifàsic a partir de fase única i sobreescalfament. Quan alguna de les fases està fora, aquest sistema el reconeix i apaga immediatament el motor, alimentat per la xarxa elèctrica.

Sistema de protecció del motor d’inducció

Les tres fases es rectifiquen, es filtren i es regulen i es donen a un amplificador operacional on es compara aquesta tensió d'alimentació amb una tensió determinada. Si es perd alguna de les fases, dóna un voltatge zero a l’entrada Op-amp i, per tant, dóna una lògica baixa al transistor que desencén el relé. Per tant, el relé principal s’apaga i s’interromp l’alimentació del motor.

De la mateixa manera, quan la temperatura del motor supera un límit determinat, el la sortida de l'amplificador operacional es desactiva el relé adequat fins i tot llavors també es desactiva el relé principal. D’aquesta manera, es poden superar els defectes monofàsics i les condicions de sobre-temperatura al motor d’inducció.

Es tracta de sistemes de protecció trifàsics del motor contra corrents d’entrada d’entrada, fase única i sobreescalfament. Reconeixem que la informació que es proporciona en aquest article us és útil per comprendre millor aquest concepte. A més, si necessiteu ajuda per implementar aquests projectes o altres, podeu posar-vos en contacte amb nosaltres comentant a continuació.

Crèdits fotogràfics