Trifazni motor

Kaj je trifazni motor?

A je AC indukcijski motor, ki deluje na trifazno napajanje v nasprotju z a ki za delovanje potrebuje enofazno napajanje. Trifazni napajalni tok proizvaja elektromagnetno polje v navitju statorja, ki ustvarja navor v navitju rotorja trifaznega indukcijskega motorja z magnetnim poljem.

Vrste trifaznih motorjev

Trifazne motorje lahko razdelimo na tri splošne vrste: kletkasto kletko, z drsnim obročem in sinhrone. Samo motorji z veveričjim rotorjem in motorji z navitim rotorjem so indukcijski motorji. Rotorsko vezje v indukcijskem motorju nima zunanjega napajanja. Napetost se inducira v navitjih rotorja z vrtečim se elektromagnetnim poljem, ustvarjenim okoli notranje površine sklopa statorja, ko se na navitja statorja dovaja moč.

Motorji s kletko

Oblika tega rotorja spominja na veveričjo kletko. Zato se motor imenuje indukcijski motor s kletko. Konstrukcija tega rotorja je zelo preprosta in robustna. Zaradi tega je skoraj 80 % indukcijskih motorjev motorjev z veverico. Rotor je sestavljen iz cilindričnega laminiranega železnega jedra z režami po zunanjem obodu. Reže niso vzporedne, ampak so nagnjene pod kotom. Pomaga preprečiti magnetno zaklepanje med zobmi statorja in rotorja. Omogoča nemoten tek in zmanjša hrup.

Rotor s kletko je sestavljen iz palice rotorja namesto navitja rotorja. Palice rotorja so izdelane iz aluminija, medenine ali bakra. Pri tej vrsti rotorja se drsni obroči in ščetke ne uporabljajo. Konstrukcija tovrstnega motorja je zato enostavnejša in robustnejša.

Motorji z drsnimi obroči

Motorji z drsnimi obroči so znani tudi kot motorji z navitim rotorjem. Rotor je sestavljen iz laminiranega cilindričnega jedra z režami na zunanjem obodu. Navitja rotorja so nameščena v utorih. Pri tej vrsti rotorja je navitje rotorja navito tako, da je število polov navitja rotorja enako številu polov navitja statorja. Navitja rotorja so lahko povezana v obliki zvezde ali trikotnika. Konec navitja rotorja je povezan z drsnim obročem. Ta tip motorja se zato imenuje indukcijski motor z drsnim obročem.

Ko motor teče blizu dejanske hitrosti, pride do kratkega stika drsnega obroča s kovinskim obročem. S to ureditvijo so ščetke in zunanji upori odstranjeni iz vezja rotorja. To zmanjša izgube bakra v rotorju in tudi trenje krtačk. V primerjavi z motorji z veverico je konstrukcija rotorja nekoliko bolj zapletena.

Sinhroni motorji

Sinhroni motor je posebna vrsta izmeničnega motorja, ki vsebuje žično navit armaturni rotorski sklop v obliki elektromagneta, ki ga je mogoče ločeno vzbujati z zunanjim enosmernim napajanjem prek drsnih obročev na gredi rotorja. Motor se zažene kot trifazni indukcijski motor z izmeničnim tokom in ko teče, se na elektromagnet na sklopu rotorja dovaja enosmerni tok. Fiksno elektromagnetno polje rotorskega sklopa se zaklene in vrti v sozvočju ali v koraku (sinhronizirano) s fazo izmeničnega toka, ki ga poganja.

Kako deluje trifazni motor?

Ko je motor vzbujen s trifaznim napajanjem, trifazno statorsko navitje proizvaja rotirajoče magnetno polje s 120 premiki pri konstantni velikosti, ki se vrti s sinhrono hitrostjo. To spreminjajoče se magnetno polje prereže vodnike rotorja in v njih inducira tok po principu Faradayjevih zakonov elektromagnetne indukcije. Ko so ti vodniki rotorja v kratkem stiku, začne tok teči skozi te vodnike.

V prisotnosti magnetnega polja statorja so nameščeni vodniki rotorja, zato po principu Lorenzove sile na vodnik rotorja deluje mehanska sila. Tako vsi vodniki rotorja silijo, to je vsota mehanskih sil, ki proizvajajo vrtilni moment v rotorju, ki teži k temu, da ga premakne v isto smer rotirajočega magnetnega polja.

To vrtenje vodnika rotorja lahko razložimo tudi z Lenzovim zakonom, ki pravi, da inducirani tokovi v rotorju nasprotujejo vzroku za njegovo nastajanje, tukaj je to nasprotje rotacijsko magnetno polje. Zaradi tega se rotor začne vrteti v isti smeri vrtilnega magnetnega polja statorja. Če je hitrost rotorja večja od hitrosti statorja, v rotorju ne bo induciranega toka, ker je razlog za vrtenje rotorja relativna hitrost rotorja in magnetnih polj statorja. Ta razlika v polju statorja in rotorja se imenuje zdrs. Tako se trifazni motor imenuje asinhroni stroj zaradi te relativne razlike v hitrosti med statorjem in rotorji.

Kako povezati trifazni motor?

Trifazni motorji so učinkovitejši od enofaznih motorjev in jih običajno najdemo v aplikacijah, ki zahtevajo več kot 7.5 konjskih moči. Čeprav nacionalni električni kodeks ne določa posebnih barv prevodnikov za trifazni tok, je za identifikacijo linij L1, L2 oziroma L3 običajno uporabiti črne, rdeče in modre žice. Napetostni cikel vsakega voda zaostaja za 120 stopinj pri predhodniku - L2 doseže najvišjo napetost po L1, L3 pa doseže najvišjo napetost po L2. Dve konfiguraciji ožičenja, Wye in Delta, označujeta načine ožičenja za trifazne motorje. Ta navodila zajemajo dvonapetostni, trifazni motor, najpogostejši tip.
korak 1
Izklopite napajanje vezja, ki bo ožičeno na motor. Trifazni motor mora biti priključen na trifazno napajanje.

korak 2
Odprite omarico za ožičenje motorja in poiščite žice znotraj. Devet žic mora biti označenih od 1 do 9. Nekateri kabli motorja so označeni z barvo; v tem primeru si oglejte dokumentacijo motorja za identifikacijo svinca.

korak 3
Preverite imensko ploščico motorja za informacije o ožičenju. Na imenski ploščici bodo navedene napetosti motorja in lahko bodo podane posebne informacije o ožičenju. Številni motorji so lahko ožičeni za visoko in nizko napetost ter za Delta ali Wye (včasih imenovani Y ali Star ožičenje). Priključite motor na ustrezno napetost, na katero priključujete motor.

korak 4
Vse ožične povezave izvedite z žičnimi maticami pravilne velikosti za uporabljene vodnike in število povezanih vodnikov. Če je v vodi ali kablu, ki napaja motor, nevtralna žica, ta ni uporabljena za trifazno ožičenje motorja; pokrovček z žično matico. Na primer, uporabite rdečo matico za povezavo dveh žic 12-profila. Gole konce vodnikov držite skupaj in jih zasukajte na žični matici.

korak 5
Zamenjajte kateri koli dve linijski povezavi, da obrnete vrtenje motorja. Na primer premaknite napajalni vod T1 na T2 in napajalni vod T2 na L1 in motor bo obrnil smer. Za to spremembo lahko kupite stikala za upravljanje motorja.

Shema ožičenja trifaznega motorja

Enofazni motor proti trifaznemu motorju

Enofazni proti trifaznemu motorju

Enofazni motor

Trifazni motor

Napajanje:

Enofazno napajanje

Napajanje:

Trifazno napajanje

Struktura:

Enofazni motorji imajo preprosto in robustno strukturo. Ti motorji imajo običajno kletko rotor ki proizvaja rotacije. Poleg tega ima stator enofaznih motorjev dva navitja; zato se ti motorji imenujejo enofazni motorji. 

Struktura:

Konstrukcija trifaznega motorja je zapletena. Ti motorji imajo kletko in navit tip rotor s trifaznim navitjem. Trifazni motorji so glede na zgradbo naslednjih tipov;

  • Indukcijski motor kletke za veverico
  • Indukcijski motor z drsnim obročem
  • Trajni magneti Motorji

Velikost: 

Enofazni motorji so velikih dimenzij. 

Velikost: 

Ti motorji so kompaktne velikosti, njihova teža pa je tudi lažja od enofaznih motorjev. 

Izhodna moč: 

Izhodna moč in amperi motorja enofaznega motorja so približno 230 V. 

Izhodna moč: 

Izhodna moč 3-faznih motorjev je nad 415 V. Ti motorji imajo visoke vrednosti amperov in PF kot enofazni motorji. 

Generiranje navora: 

Ti motorji se ne zaženejo sami; tako ustvarijo zelo omejen začetni navor. Proizvajajo začetno vrtenje preko dodatnega napajanja. 

Generiranje navora: 

Trifazni motorji imajo samozagon in ustvarjajo visok začetni navor brez dodatnega vira energije. 

Delovna učinkovitost:

Nazivna moč enofaznih motorjev je nizka in deluje na eno navitje; zato je delovna učinkovitost nizka. 

Delovna učinkovitost:

Ker ti motorji delujejo na tri navitja, so visoko učinkoviti in produktivni zaščita razred. Ti motorji imajo tudi nizko stopnjo zračnosti in okvar. 

Cena enofaznega motorja: 

Enofazni motorji so varčni in zanesljivi. Njihov cenovni razred je dostopen tudi za mikro podjetja. 

Cena trifaznega motorja: 

Cenovni razred je bistven dejavnik pri primerjavi enofazni vs trifazni motorji. Trifazni motorji so sorazmerno dražji od enofaznih . Ti motorji so zasnovani z naprednimi funkcijami; zato so dragi. 

Aplikacije enofaznega motorja:

Enofazni ali trifazni motor se razlikuje glede na aplikacije. Enofazni motorji se pogosto uporabljajo v gospodinjskih aparatih, lahkih strojih, igračah, vrtalnih strojih in kompresorjih. 

 

Aplikacije trifaznega motorja: 

Trifazni motorji imajo širok spekter uporabe v visokokakovostnih in nizkoprostornih industrijske aplikacije. Nekatere običajne uporabe 3-faznih motorjev so naslednje; 

  • kemična industrija 
  • Avtomobilska industrija
  • Stroji za rezanje, brušenje in stružnice
  • Izdelava obdelovalnih orodij
  • Dvižna industrija (tekoče stopnice in žerjavi)
  • Industrija valjanja in stiskanja 
  • Puhala, ventilatorji in kompresorji

 

Kako zagnati trifazni motor na enofazno napajanje?

Trifazni motorji imajo običajno več kot 150 % večjo moč kot njihovi enofazni primerki. Zaženejo se sami, saj ustvarjajo rotacijsko magnetno polje. Ti motorji ne povzročajo tresljajev in so manj hrupni kot enofazni motorji. Na žalost je večina struktur ožičenih na enofazno napajanje.

Čeprav stavbo pogosto oskrbuje več kot ena faza, se lahko hkrati uporablja samo ena faza. To povzroča težave, ko aplikacija zahteva trifazni motor ali ko je na voljo samo trifazni motor. Na srečo obstajajo načini, na katere je mogoče trifazni motor "naravnati", da deluje na enofazno napajanje.

Pogonski frekvenčni pogon

Najlažji način je uporaba pretvornika s spremenljivo frekvenco (VFD). VFD je električna naprava, ki krmili motorje, ki delujejo z nastavljivo hitrostjo. Sestavljen je iz usmernika, kondenzatorja vmesnega toka in pretvornika. VFD izvede pretvorbo moči trifaznega motorja v enofazno tako, da popravi vsak par faz v enosmerni tok, nato pa obrne enosmerni tok v trifazno izhodno moč. To ne le odpravlja hiter tok med zagonom motorja, ampak omogoča tudi nemoteno delovanje motorja od ničelne hitrosti do največje hitrosti.

VFD-ji so na voljo v različnih nazivnih zmogljivostih za različne motorje. Vse kar morate storiti je, da priključite napajalnik na vhod VFD in priključite trifazni motor na njegov izhod.

Rotacijski fazni pretvornik

Druga metoda delovanja trifaznega motorja na enofazno napajanje je uporaba rotacijskega faznega pretvornika (RPC). Rotacijski fazni pretvornik je električni stroj, ki pretvarja moč iz enega večfaznega sistema v drugega.

Ti pretvorniki ustvarjajo čiste trifazne signale iz enofaznega napajanja z rotacijskim gibanjem. RPC-ji so veliko dražji od VFD-jev, zato jih je le redko praktično uporabiti za pretvorbo faze motorja.

Previjanje motorja

Končni način, s katerim lahko trifazni motor deluje na enofazno napajanje, je previjanje motorja. Ta metoda je znana tudi kot enofazno. Vključuje previjanje elektromotorja s pomočjo kondenzatorjev. Trifazna moč vstopa skozi tri sinusne valove, ki so simetrični. Ti valovi med seboj niso v fazi za 120 električnih stopinj.

Za pretvorbo trifaznega motorja sta dve njegovi fazi priključeni na napajalno enofazno napajanje. Fantomska noga je ustvarjena za tretjo fazo s pomočjo kondenzatorjev. Kondenzatorji povzročijo zamik 90 električnih stopinj med pomožnim in glavnim navitjem. Da bi bil tok uravnotežen, morajo biti uporabljeni kondenzatorji ustrezne kapacitete za obremenitev. Spodnja slika prikazuje shemo vezja za pretvorbo iz trifaznega v dvofazno z uporabo enofazne metode.

Kako preveriti trifazni motor z multimetrom?

Trifazni motor pretvarja električno energijo v mehansko energijo prek izmeničnega toka, ki ga zagotavljajo tri vodilne napajalne žice. Elektrika se dovaja v notranjost motorja, kjer ustvarja magnetno polje, ki potiska strator in ga vrti ter vrti gred motorja. Trifazni motorji zahtevajo testiranje z multimetrom med namestitvijo in pregledi. Multimeter zazna pretok električne energije in ugotovi, ali je pravilen, saj lahko napačen vzorec izmeničnega toka povzroči, da se strator motorja premakne v napačno smer in okvaro.

Izberite nastavitev Phase Rotation na vašem multimetru.

Preglejte trifazni motor in poiščite sponke - kjer so tri žice povezane z motorjem - z oznakami L1, L2 in L3. Povežite priključke merilnika, ki so podobno označeni (L1, L2, L3), na napajalne žice.

Opazujte prikaz na vašem multimetru. Na zaslonu se bo prikazalo "OK", če dovod energije teče v pravilni smeri. Če piše "ER", to pomeni, da je bil dovod moči obrnjen, zaradi česar se motor vrti v napačno smer.

Popravite obrnjeno napajanje tako, da najprej izklopite motor in ga odklopite. Zamenjajte položaj dveh žic - vrstni red ni pomemben - nato znova pritrdite kable multimetra na žice. Vklopite motor. Na multimetru bi moralo biti prikazano »OK«. To pomeni, da se trifazni motor vrti v pravo smer in deluje pravilno.

Kako preizkusiti trifazni motor z meggerjem?

Megger je blagovna znamka merilnika izolacije. Megger je sestavljen iz generatorja enosmernega toka in ohmmetra.

Kakovost izolacije ima zelo pomembno vlogo pri nemotenem delovanju električne opreme. Izolacija se poslabša s spremembami delovne temperature, okoljskih pogojev, staranja itd. Zato je treba redno preverjati kakovost izolacije, da zagotovimo zdravstveno stanje električne opreme.

Preizkus izolacijske upornosti motorja

Zagotovite naslednje varnostne preglede, preden izvedete megger test indukcijskega motorja

  • Najprej moramo preveriti meggar vodi za morebitne telesne poškodbe.
  • Preverite kontinuiteto memetrskega kabla. Kontinuiteto vodnikov lahko preverimo, ko je merilnik vklopljen. Ničelni upor kaže, da vodniki niso odprti.
  • Ožičenje preskusne naprave mora biti v redu.
  • Preverite tesnost vseh povezav.
  • Zabarikadirajte območje kjer se izvaja megger test.

Koraki za izvedbo Meggerjevega testa na motorju

Korak-1

Odklopite motor z vira napajanja in izpraznite stator tako, da vse priključke sklenete z maso.

Korak-2

Priključite vodnike megametra med enim priključkom statorja in ohišjem motorja.

Korak-3

Med eno fazo in ohišjem motorja uporabite dvakratno delovno napetost motorja. Če je nazivna napetost motorja 440 voltov, uporabite napetost 880 voltov. Starejši motor bi morali preizkusiti pri nižji napetosti (približno 80% dvakrat delovna napetost).

Korak-4

Nastavite napetost Meggerja, kot je definirano v koraku št. 3, in pritisnite gumb za testiranje na meggerju. Zabeležite si vrednost izolacijskega upora.

Korak-5

Če merilec meri nič, kaže, da je navitje ozemljeno. Upoštevajte, da če je vrednost Meggerja nič, to pomeni, da je lahko katero koli od treh navitij statorja ozemljeno. Stator motorja je v konfiguraciji zvezda ali trikot. Zato ni potrebe po testiranju Meggerjeve vrednosti (IR vrednosti) na različnih točkah priključnega terminala.

Korak-6

Če je vrednost izolacijskega upora visoka. če ima 440-voltni motor IR vrednost več kot 1 megaohm in več, to pomeni, da je izolacija navitja motorja dobra.

Korak-7

Po preskusu meggerja motorja moramo navitje povezati z zemljo, da se izprazni nabrana napetost navitja.

To je način, na katerega lahko preizkusimo trifazni motor z meggerjem.

Namen merjenja izolacijskega upora

Izolacijska upornost ali megger vrednost navitja trifaznega motorja je odvisna od številnih parametrov. Vemo, da se kakovost izolacije poslabša zaradi umazanije, vlage, korozije in vremenskih razmer. Zato moramo redno izvajati test meggerja.

Periodično merjenje megger vrednosti (IR vrednost) je nujno za podaljšanje življenjske dobe motorja. Vrednost motornega meggerja je mogoče izboljšati, če je znana prej.

Navitje trifaznega motorja je mogoče ponovno lakirati z ustreznim izolacijskim materialom, da se poveča vrednost IR.

Z drugimi besedami, preventivno vzdrževanje motorja in merjenje izolacijskega upora z meggerjem podaljšata življenjsko dobo motorja.