Projekt: ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ Téma: ESIII 3.1 Elektronické spouštění motorů Obor: Elektrikář - silnoproud Ročník: 3. Zpracoval(a): Bc. Josef Dulínek Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010
OBSAH 1. Elektronické spouštěče motorů a pohony... 3 1.1. Základy techniky pohonů... 3 1.1.1. Softstartéry (elektronické spouštění motoru)... 3 1.1.2. Vlastnosti softstartérů [t-head3]... 3 1.2. Kompletní program pro motorový vývod... 3 1.3. Blokové schéma spouštění motorů... 4 2. Druhy spouštění 3f motorů... 4 2.1. Přístroje výkonové elektroniky [t-head1-first]... 4 2.2. Polovodičové stykače [t-head3]... 4 2.3. Softstartéry [t-head3]... 4 2.4. Frekvenční měnič [t-head3-col]... 4 2.5. Vektorové frekvenční měniče [t-head3]... 4 3. Schémata zapojení pro spouštění motorů... 5 3.1. Standardní zapojení DS4-340-M(X)... 5 4. Literatura... 6
1. Elektronické spouštěče motorů a pohony 1.1. Základy techniky pohonů 1.1.1. Softstartéry (elektronické spouštění motoru) Jak ukazují charakteristiky u přímého spouštění a spouštění hvězda-trojúhelník, vznikají proudové, resp. momentové skoky, které zejména u středních a vysokých výkonů motoru znamenají negativní vlivy: vysoké mechanické zatížení stroje rychlejší opotřebení vyšší náklady na servis vysoké náklady na zajištění připravenosti stroje z důvodu EVU (výpočet špičkového proudu) vysoké zatížení sítě, resp. generátoru poklesy napětí, které mají nepříznivý vliv na další zátěže. Žádoucí situací je plynulý růst točivého momentu bez nárazů a snížení proudu ve fázi spouštění. A právě to umožňuje elektronický softstartér. Tento přístroj plynule řídí napájecí napětí třífázového motoru ve spouštěcí fázi. Tím je třífázový motor přizpůsobován zátěžovému chování pracovního stroje a zrychlován šetrným způsobem. Výsledkem je prevence mechanických rázů a potlačení proudových špiček. Softstartéry jsou elektronickou alternativou ke klasickým spouštěčům hvězda-trojúhelník 1.1.2. Vlastnosti softstartérů [t-head3] pro třífázové motory malého až vysokého výkonu malé proudové špičky nulová údržba snížený nastavitelný rozběhový moment 1.2. Kompletní program pro motorový vývod Aplikace nejrůznějšího druhu kladou také nejrůznější požadavky na elektrické pohony. V nejjednodušším případě je motor spouštěn pomocí elektromechanického stykače. Kombinace s ochranou motoru a výkonovou ochranou se označuje jako spouštěč motoru. Požadavky na časté anebo nehlučné spínání splňují bezkontaktní polovodičové stykače. Vedle klasické ochrany vedení, ochrany proti zkratu a ochrany proti přetížení se v závislosti na způsobu přiřazení 1 nebo 2 používají také superrychlé polovodičové pojistky. U přímého spouštění (hvězda-trojúhelník, reverzační spouštěč, přepínání pólů) vznikají rušivé proudové špičky a momentové rázy. Pozvolný start šetrný k síti zajišťují v tomto případě softstartéry. Požadavky na plynule nastavitelné otáčky nebo uzpůsobení točivého momentu v závislosti na podmínkách aplikace splňuje v dnešní době frekvenční měnič (měnič U/f, vektorový frekvenční měnič, servo).
1.3. Blokové schéma spouštění motorů 2. Druhy spouštění 3f motorů 2.1. Přístroje výkonové elektroniky [t-head1-first] Přístroje výkonové elektroniky se používají pro nepřetržité přizpůsobení fyzikálních veličin, např. rychlosti nebo točivého momentu, výrobnímu procesu. Energie je odebírána z hlavního vedení, následně zpracovávána v zařízení výkonové elektroniky a přiváděna k zátěži (motoru). 2.2. Polovodičové stykače [t-head3] Polovodičové stykače umožňují rychlé a nehlučné zapnutí třífázových motorů a odporových zátěží. Zapnutí přitom probíhá automaticky v optimálním časovém okamžiku a potlačuje nežádoucí proudové a napěťové špičky. 2.3. Softstartéry [t-head3] Tyto spouštěče ovládají napájecí napětí motoru po nastavitelnou dobu až do 100 % jmenovitého napětí. Motor se spouští prakticky plynule bez škubání. Snížení napětí vede ke kvadratickému snížení točivého momentu ve vztahu k normálnímu spouštěcímu momentu motoru. Softstartéry jsou tedy vhodné zejména ke spouštění zátěží, jejichž křivku rychlosti nebo točivého momentu lze vyjádřit kvadratickou funkcí (například čerpadla nebo ventilátory). 2.4. Frekvenční měnič [t-head3-col] Frekvenční měniče konvertují jednofázový nebo třífázový napájecí zdroj s konstantním napětím a frekvencí na nový třífázový zdroj napětí, jehož napětí a frekvence jsou proměnné. Toto řízení napětí/frekvence umožňuje plynulé řízení rychlosti třífázových motorů. Pohon může být provozován se jmenovitým zatěžovacím momentem i při nízkých rychlostech. 2.5. Vektorové frekvenční měniče [t-head3] Zatímco frekvenční měniče třífázových motorů jsou ovládány prostřednictvím charakteristiky U/f (napětí/frekvence), u vektorových frekvenčních měničů se toto ovládání uskutečňuje pomocí bezsenzorové proudově orientované regulace magnetického pole v motoru.
Regulovanou veličinou zde je proud motoru. Díky tomu je motor optimálně řízen pro náročné aplikace (míchadla, výtlačné lisy, dopravní a dopravníková zařízení). 3. Schémata zapojení pro spouštění motorů 3.1. Standardní zapojení DS4-340-M(X)
4. Literatura Časopis ETM 6/2009 Tkotz, K. a kol.: Příručka pro elektrotechnika, 2008