Řízení chodu motorů

Řízení chodu motorů - Spouštění

 a) Všeobecně
Při spouštění je třeba respektovat omezující faktory, dané velikostí zkratového výkonu sítě (tj. její impedance) v místě připojení (při spouštění vznikají napěťové úbytky, omezující záběrový moment), způsobem jištění sítě v místě připojení, dynamickými možnostmi poháněného zařízení a vlastnostmi spouštěného motoru.

b) Přímé připojení na síť
U přímého připojení na síť jde o nejjednodušší a nejlevnější způsob spouštění. Záběrový proud je omezen pouze impedancí nakrátko motoru a sítě (bývá asi 5 až 8násobkem jmenovitého proudu při obvyklé poměrné impedanci nakrátko přibližně 20 až 12,5%). Poměrný pokles napětí na statoru motoru je dán poměrem absolutní hodnoty impedance nakrátko motoru k absolutní hodnotě součtu této impedance a vnitřní impedance sítě. Jelikož záběrový moment klesá s druhou mocninou napětí na svorkách statoru, je třeba možnost rozběhu kontrolovat.

Přímým připojením na síť nízkého napětí se obvykle spouštějí menší motory do výkonu asi 5kW. V případě příznivých poměrů lze takto spouštět v sítích vysokého napětí i velké motory s výkonem řádu až několika MW. Ke zlepšení rozběhových vlastností i velkých motorů s klecovým rotorem přispívají též vírové a dvojité (Boucherotovy) klece.

c) Zmenšení statorového napětí
Lze-li připustit nebo vyžadují-li vlastnosti poháněného zařízení zmenšení záběrového momentu, je možno záběrový proud motoru omezit spuštěním při zmenšeném napětí (záběrový proud se s ním zmenšuje lineárně). Spouštěcí napětí se zmenšuje:

  ▪ sériově zapojenou symetrickou impedancí ve statoru - rezistory nebo lépe reaktory, které mají zanedbatelné ztráty,

  ▪ autotransformátorem - záběrový proud i moment se zmenší s druhou mocninou převrácené hodnoty převodu autotransformátoru (číslo větší než 1); u velkých motorů lze tento způsob kombinovat s předchozím

Pro větší náhled kliknout.
Kombinované spouštění velkého indukčního motoru 1 spínači Q a autotransformátorem 2 v čase t

 ▪ přepínačem hvězda/trojúhelník ve statoru - u menších motorů v sítích nízkého napětí, majících statorové vinutí v trvalém provozu zapojeno do trojúhelníku; rozběh se zahajuje s vinutím přepojeným do hvězdy, čímž se záběrový proud i moment zmenší 3x,

 ▪ střídavým statickým měničem.

d) Impedance v rotorovém obvodě
Impedance v rotorovém obvodě přichází v úvahu u motorů s kroužkovým rotorem, jejichž záběrový proud se má zmenšit a záběrový moment zvětšit. Realizuje se:

  ▪ zařazením postupně zmenšovaného symetrického sériového činného odporu - při zachování momentu zvratu motoru se s růstem činného odporu posouvá skluz zvratu k větším hodnotám a záběrový proud se zmenšuje; bude-li skluz zvratu roven 1, bude se motor rozbíhat s maximálním možným záběrovým momentem,

  ▪ připojením symetrické paralelní kombinace činného odporu a indukčnosti - s poklesem rotorového kmitočtu po čas rozběhu se zmenšuje reaktance, k ní paralelně řazený činný odpor se stále více blíží stavu přemostění spojením nakrátko a tudíž vyřazení; při vhodné kombinaci hodnot činného odporu a indukčnosti je možno přiblížit se momentovým charakteristikám klecí vírové nebo dvojité (Boucherotovy).

e) Softstart (měkký start)
Softstart lze uplatnit u motorů s klecovým rotorem. Stator motoru se napájí přes jednoduchý statický střídavý měnič napětí. Okamžik zapnutí jeho antiparalelních skupin řízených ventilů (např. tyristorů) se řídí tak, aby docházelo k požadovanému zmenšení efektivního svorkového napětí motoru 1 a tím i síťového proudu a točivého momentu při rozběhu

Schéma zapojení pro softstart (s tyristory)

Kompletní uspořádání pro softstart umožňuje po dobu celého rozběhu automatickou regulaci rozběhového proudu na žádanou hodnotu, nastavenou při uvádění do provozu tak, aby se motor spolehlivě rozběhnul. Lze zavést také podmínku pro tzv. kick-start, tj. pro start s krátkodobě velkým záběrovým momentem pro utržení z klidu, následovaný zmenšeným točivým momentem pro standardní rozběh.

Zapojení dle předchozího obrázku navíc může přispět ke zhospodárnění provozu motorů, pracujících delší dobu v nezatíženém nebo málo zatíženém stavu se statorovým proudem asi do 30% jmenovité hodnoty. Potom je možno nalézt takové nastavení měniče, při kterém zmenšením statorového napětí klesnou ztráty ve feromagnetiku magnetického obvodu motoru a jalová složka proudu (přispívá ke ztrátám ve vinutí) tak, že celkové ztráty budou minimální. Zmenšením jalové složky proudu se docílí i žádoucího zlepšení síťového účiníku. Na druhé straně však dochází ke zmenšení přetížitelnosti a ke zvětšení podílu vyšších harmonických proudů.

f) Rozběhové spojky
Rozběhové spojky se používají hlavně u motorů s klecovým rotorem. Motor se rozbíhá nezatížený a teprve při dosažení nastavené rychlosti otáčení je samočinně působící spojkou pozvolna spojován s poháněným zařízením. Výhodou je rychlé dosažení provozní rychlosti otáčení motoru a omezení doby trvání záběrového proudu.

Ing. Ota Roubíček

TIP na na knihu o problematice motorů zde!