Nejčastější metody připojení elektromotorů k síti

Pohony a elektromotory
Typografie

Moderní elektromotory jsou dostupné v mnoha různých variantách, jako jednofázové motory, trojfázové motory, synchronní motory, asynchronní motory, speciální motory, dvourychlostní motory, třírychlostní motory a tak dále.

Každý z těchto motorů má své jedinečné parametry a vlastnosti použití.

Tím nejvíce používaným motorem v průmyslu je bezpochyby asynchronního motor s kotvou nakrátko. Jejich popularita je založena na výhodné ceně, nízkých nákladech na údržbu a vysoké spolehlivosti. Přinášíme Vám proto stručný popis jeho nejběžnějších metod připojení na síť spolu s upozorněním na případné problémy při spouštění a zastavování.

Nejběžnější metody připojení jsou:

  • Přímým připojením na síť (DOL)
  • Kombinací hvězda/trojúhelník
  • Frekvenčním měničem
  • Softstartérem

pripojeni motoru metody 1

Přímým připojením na síť (DOL)

Jedná se o zdaleka nejběžnější metodu spouštění používanou v průmyslových aplikacích. Motorová odbočka se skládá z hlavního stykače a tepelného relé. Nevýhodou tohoto řešení je, že nedokáže omezit vysoký záběrový proud. Obvyklá hodnota záběrového proudu se pohybuje kolem 6 až 7násobku jmenovitého proudu, u některých aplikací, zvláště u těžkých rozběhů, může být i 9 až 10násobek. Další nevýhodou je vysoká proudová špička (Diracův impuls) vznikající při připojení zatíženého motoru na síť, která se může pohybovat až v hodnotě 14ti násobku jmenovitého proudu.
Hodnoty záběrového proudu závisí na zapojení a velikosti motoru, obecně lze říct, že čím menší motor, tím větší záběrový proud.
Během přímého připojení motoru na síť je výhodou vysoký počáteční kroutící moment na hřídeli motoru. Tento záběrový moment je často větší, než většina aplikací potřebuje. Záběrový moment koresponduje se sílou, zbytečně vysoký záběrový moment vyvolá vysokou sílu ve vazbě motorpoháněná technologie. Dá se ale konstatovat, že tato metoda spouštění vždy vyhoví požadavkům připojení a v některých případech je jedinou možnou alternativou připojení motoru na síť.

pripojeni motoru metody 2

Kombinací hvězda/trojúhelník

Tato metoda spouštění omezuje jak záběrový proud, tak i záběrový moment. Kombinace spouštění motoru se skládá z tří stykačů, mechanického blokování, časovače přepnutí Y/D a tepelného relé. Motor musí být schopen zapojení tzv. uvnitř trojúhelníku (6 svorek na svorkovnici motoru). K motoru vedou dva 3-žilové kabely.
Záběrový proud motoru je omezen na 30 procent rozběhového proudu, záběrový moment na 25 % záběrového momentu ve srovnání s metodou přímého připojení na síť (DOL).
Tuto metodu spouštění můžeme využít jen pro lehké starty motorů (motor je částečně zatížen). V případě těžkých startů je možné, že 25 % záběrového momentu k „utržení" motoru nestačí.
Pro čerpadlové a ventilátorové aplikace je moment zátěže při startu velice nízký a kvadraticky se zvyšuje s otáčkami. Při dosažení 80-85 % jmenovité rychlosti motoru se moment zátěže rovná hnacímu momentu a motor neakceleruje. Po dosažení jmenovité rychlosti je nutné přepnout z hvězdy do trojúhelníku. Toto přepnutí trvá cca. 0,5 s a vede k vysokým proudovým a momentovým špičkám, které mají za následek vysoké namáhání izolací motoru. Hodnota špičky při přepnutí dosahuje až hodnoty záběrového proudu při přímém připojení motoru na síť.
U aplikací s momentem zátěže větším než 50 % jmenovitého momentu na hřídeli motoru nelze tuto metodu připojení na síť použít.

pripojeni motoru metody 3

Frekvenčním měničem

Frekvenční měnič někdy také nazývaný VSD (Variable speed drive) nebo VFD (Variable Freguency Drive) je také velmi častým prostředkem připojení motoru k síti.
Frekvenční měnič mění konstantní napětí napájecí sítě na stejnosměrné napětí. Z tohoto stejnosměrného napětí vytváří pomocí střídače a výkonových prvků pro trojfázový motor novou trojfázovou síť s proměnlivým napětím a proměnlivou frekvencí mezi 0-1500 Hz, dle typu konkrétního měniče.
Protože otáčky motoru jsou závislé na frekvenci, umožňuje frekvenční měnič regulovat otáčky motoru pomocí změny výstupní frekvence. Využití frekvenčního měniče je vhodné všude, kde je potřeba regulace rychlosti motoru během trvalého provozu.
V mnoha aplikacích je frekvenční měnič stále používán pouze jako prostředek k řízenému startu a zastavení navzdory skutečnosti, že není žádná potřeba regulace otáček motoru během provozu.
Řízením výstupní frekvence, jmenovitý moment na hřídeli motoru dosahuje vysokých hodnot i u nízkých otáček motoru. Rozběhový proud motoru je taktéž výrazně omezen a pohybuje se kolem 0,5-1násobku proudu jmenovitého.
U motoru můžeme pomocí frekvenčního měniče docílit „dokonalého" startu i zastavení.
V případě použití inkrementálního čidla u motoru, který reguluje frekvenční měnič, docilujeme maximálního momentu i při nulových otáčkách motoru. Inkrementální čidlo zajišťuje zpětnou vazbu o přesných otáčkách motoru.
U frekvenčních měničů je nezbytné použití vstupních filtrů k redukci vyšších harmonických generovaných frekvenčním měničem.

pripojeni motoru metody 5

Softstartérem

Metoda spouštění motoru pomocí softstartérů je odlišná, než předchozí způsoby.
Softstartér má ve fázi instalované dva antiparalelně řazené tyristory, které jsou ovládány řídící deskou.
Samotná regulace je napěťová, tj. řídící deska softstartéru postupně zvyšuje/snižuje nastavenou efektivní hodnotu napětí ve fázích, a to po obsluhou nastavenou dobu.
Využívá se principu, že napětí na svorkách motoru během startu je nízké, tudíž i rozběhový proud a moment. Postupným zvyšováním/snižováním napětí dochází k postupnému zvětšení/snížení momentu na hřídeli motoru a postupnému zvýšení/snížení proudu motoru a jeho otáček. Rozběh a doběh motoru je plynulý.
Obecně lze říct, že softstartér použijeme tam, kde je velký záběrový proud, který potřebujeme omezit, nebo tam, kde vysoký záběrový moment způsobuje trhání, rázy či jiné mechanické problémy.
Zvláště výhodné je použití softstartérů u čerpadlových a ventilátorových aplikací. V neposlední řadě u aplikací přepravy materiálu pomocí dopravníkových pásů, kde řízení doběhu využíváme k prevenci zničení přepravovaného materiálu díky rychlému zastavení.

Aktuální číslo časopisu

ElektroPrumysl cz rijen 2017 s

ElektroPrůmysl.cz, říjen 2017

Říjnové číslo je tematicky zaměřené na rozváděče a rozváděčovou techniku, měřicí, zkušební a monitorovací techniku.

Najdete nás na Facebooku

Bezplatný odběr časopisu

Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.

Zajímavé odkazy

Systémové LED svítidlo Dokonalé osvětlení skříňového rozváděče. Otestujte si sami!.
Konfigurátor OEZ - nová verze 7 Konfigurátor OEZ je program pro snadný výběr jednotlivých výrobků včetně jejich příslušenství. Ka stažení je zdrama.
www.elektroprogramy.cz Kompletní softwarová výbava nejen pro elektrikáře, revizní techniky a projektanty.
Napájecí zdroje PULS souznění kvality a příznivé ceny Řada jednofázových zdrojů Puls PIANO, určených pro montáž na DIN lištu, přináší vysokou kvalitu, spolehlivost a dlouhou životnost za velmi příznivé ceny.
Nová norma pro požární klasifikaci kabelů Jste připraveni na nový standard? Nová norma EN 50575 se vztahuje na silové, telekomunikační a sdělovací kabely pro trvalé instalace v budovách.
Bezplatný odběr časopisu
Chcete odebírat časopis ElektroPrůmysl.cz zdarma? Napište Vaše jméno a e-mail, poté klikněte na tlačítko odebírat.
Časopis vychází 1x měsíčně.