Svorkovnice motorů díl 1.

Zapojení svorkovnice
Typické zapojení motoru s normálním rozběhem bez reverzace
Požadavky norem, poznámky
Jištění pomocí motorového spouštěče
Reverzace
Reverzace s dlouhým doběhem
Zapojení s těžkým rozběhem

Asynchronní motory s kotvou nakrátko jsou bezpochyby nejrozšířenější v oboru pracovních strojů. Jejich výhodou je vysoká účinnost, nízká cena a jednoduchost zapojení. Nevýhodou je obtížné řízení otáček a polohy rotoru - pouze pomocí frekvenčního měniče. Pro ty, kteří nejsou přímo profesionálové, je určena tato "příručka".

Cívky motoru lze zapojit buď do hvězdy (Y) nebo do trojůhelníka (D). Pozor! Ne každý motor je schopen obou zapojení - je nutno dobře prostudovat štítek motoru, kde je uvedeno zapojení a napětí na cívkách motoru. Některé motory lze takto zapojit pouze do Y; při zapojení D bychom potřebovali sdružené napětí 3x230V a to lze většinou dosáhnout pouze pomocí frekvenčního měniče. Na štítku také přečteme jmenovitý proud při daném zapojení. Ten je důležitý pro nastavení ochrany proti přetížení. Pro hrubou orientaci lze použít i vzorec:

I = P/(U₀ x 1,73 x cosj x h)

kde P je výkon ve W, U₀ sdružené napětí, cosj je účiník okolo 0,85 a h je účinnost motoru mezi 0,8-0,9.

Zapojení musí odpovídat především ČSN EN 60204-1 část 1: Elektrická zařízení pracovních strojů, všeobecné požadavky a normám, které kladou další požadavky na stroje v různých speciálních případech (nebezpečí výbuchu a pod.). Zvláštní kapitolou je jištění - základním předpisem pro jištění vodičů a kabelů je ČSN 33 2000-5-523 Dovolené proudy.

Příklad zapojení svorkovnice (přívodní kabel je na svorkách U1, V1 a W1):

Zapojení Y	Zapojení D

Toto zapojení se může lišit případ od případu. Většinou je nakresleno na víčku svorkovnice motoru. Pokud není, je třeba zapojení cívek ověřit následujícím způsobem: odpojte všechny klemy na svorkovnici. Pomocí vhodného měřícího přístroje (ohmmetr, ale postačí i "baterka") najděte jednotlivé konce cívek. Odpor cívky je vzhledem k izolačnímu stavu motoru zanedbatelný, bude se tedy tvářit jako zkrat (je-li motor ovšem v pořádku). Jednotlivé konce cívek označte shodnými písmeny. Pozor na vícerychlostní motory. Ty mají ve svorkovnici více svorek (9, 12 ...) a je nutné znát zapojení takovéhoto motoru. Také je vhodné pro účely měření odpojit případnou brzdu.

Typické zapojení motoru s normálním rozběhem bez reverzace je:

Při realizaci tohoto zapojení je třeba dbát těchto požadavků norem:

Toto schéma označuje pouze jeden vývod stroje. Pro bezpečnou funkci stroje je třeba, aby byl vybaven dalšími prvky, jako hlavním vypínačem, zařízením nouzového zastavení a pod. dle ČSN EN 60204-1, které pro jednoduchost v těchto schématech nejsou zakresleny.

Motor s výkonem nad 0,5kW musí být jištěn proti přetížení. Nadproudová ochrana (FR) je nastavena na jmenovitý proud motoru, přitom je třeba dbát na to, aby jištění proti zkratu vydrželo nadproud v okamžiku startu (FU).

Dimenze přívodního kabelu odpovídá jmenovitému proudu motoru a jištění proti zkratu (FU) tento kabel a vodiče jistí dle ČSN 33 2000-5-523

Stykač (KM) je nadimenzován na jmenovitý proud motoru, nebo nejbližší vyšší, kategorie AC3. Nižší hodnoty pro zatížení tohoto stykače lze použít pouze v případě, že motor poběží ve zvláštním režimu, například bude jeho chod dlouhodobě přerušován. Tento režim popisuje většinou výrobce stykače.

Oddělovací transformátor (T) v ovládacích obvodech je povinný pro všechny stroje, s vyjímkou strojů, jejichž jmenovitý výkon je menší než 3 kW a mají jediný motorový spouštěč a nejvýše dva ovládané řídící přístroje (např. blokovací zařízení, tlačítko nouzového zastavení) nebo stroje pro domácnost, v nichž je el. zařízení uzavřeno v krytu stroje)

Primární vinutí transformátoru je výhodné připojit na sdružené napětí, je tak zachován izolační stav mezi oběma vinutími. Použití transformátoru s primárním vinutím 3x400V zamezí výpadku ovládacích obvodů při přerušení jedné fáze (například při napájení z trolejí).

Všechny cívky přístrojů se spojí s jednou stranou ukostřeného sekundáru zdroje. Kromě kontaktů tepelných ochran nesmí být mezi těmito cívkami a ukostřenou stranou zdroje žádné další ovládací obvody.

Při zapojování motoru je výhodné o něco zkrátit fázové vodiče tak, aby při náhodném vytržení kabelu ze svorkovnice došlo k vytržení ochranného vodiče až úplně naposled.

Pro zlepšení ochrany motoru před přetížením, se do vinytí vkládají termické ochranné prvky, jako termistory nebo bimetalové termostaty. Ty zajišťují vynikající ochranu motoru před průrazem vinutí vinou přehřátí.

Střed cívek u zapojení Y se nepřipojuje.

Jiný způsob jištění pomocí motorového spouštěče:

Zapojení ovládacích obvodů je shodné. Pro vypnutí ovládacího obvodu je vhodné použít pomocný kontakt spouštěče jako opatření k zamezení nežádoucího rozběhu motoru po nahození spouštěče. Silový obvod již není nutno dále chránit proti zkratu.

Reverzace asynchronního motoru spočívá v prohození dvou libovolných fází. Jedno takové zapojení:

Aby nedošlo ke zkratu při náhodném stisku obou tlačítek, je třeba zapojit do obvodu pomocné rozpínací kontakty stykačů. Toto je možno doplnit i mechanickým blokováním současného sepnutí stykačů, které se většinou vkládá mezi oba stykače. To zajistí, že nedojde ke zkratu i v případě slepení silových kontaktů stykače nebo většího spoždění pomocných kontaktů vůči silovým.

Pokud by měl motor delší doběh, například vlivem velké setrvačnosti na hřídeli, je vhodné vybavit obvod časovým relé (KT). To zajistí, že nedojde k reverzaci ještě v době, kdy má motor vysoké otáčky. To by mohlo způsobit nadměrně vysoký záběrový proud a vybavení nadproudové nebo dokonce zkratové ochrany. Příklad zapojení v ovládacích obvodech:

Časové relé musí mít funkci spoždění při návratu. Jiný způsob je použít speciální přístroje pro kontrolu nulových otáček. Toto řešení je závislé na použitém přístroji a je vzhledem k cenové náročnosti vhodné pouze ve speciálních aplikacích.

Jiný případ nastane v okamžiku, kdy má motor tak těžký rozběh, že dochází k nežádoucímu vybavení ochrany proti přetížení. V tom případě lze na dobu rozběhu ochranu překlenout pomocí stykače a časového relé:

Oproti předchozímu případu je časové relé typu se zpožděným rozběhem. Čas nastavený na relé odpovídá času rozběhu motoru. Toto zapojení se většinou používá společně s řízeným rozběhem, například hvězda/trojúhelník.

Autor textů: Švejda