Grundlagen des 3-Phasen-Induktionsmotors (Teil 1)

Wie funktioniert ein Induktionsmotor? (November 2018).

Anonim

Einführung in 3-ph-Motor

Dieser Artikel befasst sich mit diesen Konzepten des 3-Phasen-Induktionsmotors, die eine wesentliche Voraussetzung für die richtige Auswahl, Beschaffung, Installation und Wartung derselben sind.

Grundlagen des 3-Phasen-Induktionsmotors (Teil 1)

Bevor eine tatsächliche Diskussion über den Motor gestartet wird, ist es besser, einen Vergleich des Startverhaltens von Induktionsmotor und Transformator zu haben, da gemäß der Ersatzschaltungsdarstellung ein 3-Phasen-Induktionsmotor ein verallgemeinerter Transformator ist.

Es wird angenommen, dass die Leser bereits mit dem elementaren Konzept des Funktionsprinzips und der Konstruktion des Dreiphaseninduktionsmotors vertraut sind.

Was ist der grundlegende Unterschied im Arbeitsprinzip von Induktionsmotor und Transformator ? Das ist, obwohl die Ersatzschaltung von Motor und Transformator der gleiche ist, dreht der Rotor des Motors, wo nicht als Sekundärseite des Transformators.

Induktionsmotor ist ein verallgemeinerter Transformator. Der Unterschied besteht darin, dass der Transformator eine Wechselflussmaschine ist, während der Induktionsmotor eine Rotationsflussmaschine ist. Ein rotierender Fluss ist nur möglich, wenn eine dreiphasige Spannung (oder eine Polyphase), die 120 Grad auseinander liegt, an eine dreiphasige Wicklung (oder eine mehrphasige Wicklung) im Abstand von 120 Grad angelegt wird, dann wird ein dreiphasiger rotierender Magnetfluss erzeugt ist konstant, aber die Richtung ändert sich ständig. Im Transformator ist die erzeugte Zeit abwechselnd und nicht rotierend.

Es gibt keinen Luftspalt zwischen der Primär- und Sekundärseite des Transformators, wo es einen deutlichen Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotor des Motors gibt, der dem Motor mechanische Beweglichkeit verleiht. Wegen der höheren Reluktanz (oder geringen Permeabilität) des Luftspalts beträgt der im Motor benötigte Magnetisierungsstrom 25-40% des Nennstroms des Motors, wo er wie im Transformator nur 2 -5% des Nennprimärstroms beträgt.

In einer Wechselstrommaschine ist die Frequenz der induzierten EMF auf der Primär- und Sekundärseite die gleiche, wo die Frequenz der Rotor-EMK vom Schlupf abhängt. Während des Startens, wenn S = 1 ist, ist die Frequenz der induzierten EMF in Rotor und Stator gleich, aber nach dem Laden ist dies nicht der Fall.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die Sekundärwicklung und der Kern auf einer Welle gelagert sind, die in Lagern frei drehbar ist und daher den Namen Rotor hat.

Wenn überhaupt ein Transformator sekundär auf einer Welle montiert ist, die auf Lagern angeordnet ist, würde sich die Rate des Durchschneidens des magnetischen Flusses mit dem Sekundärkreis von der Primärwicklung unterscheiden und ihre Frequenz wäre unterschiedlich. Die induzierte EMF wäre nicht proportional zum Verhältnis der Windungszahl, sondern zum Produkt des Windungsverhältnisses und der Frequenz. Das Verhältnis von Primärfrequenz zu Sekundärfrequenz wird als Schlupf bezeichnet.

Jeder stromführende Leiter erfährt, wenn er in ein magnetisches Feld gelegt wird, eine Kraft, so dass der Rotorleiter ein Drehmoment erfährt und die Bewegungsrichtung gemäß dem Lenzschen Gesetz so ist, dass er versucht, der verursachten Änderung entgegenzuwirken, so dass er das Feld jagt.

Leistungsflussdiagramm des Induktionsmotors

Statoreingangsleistung = A
Statorverluste = B
Rotorverluste = C
Mechanischer Ausgang = P
A - (B + C) = P
Ungefähr B = 0, 03 A, C = 0, 04 A
A - 0, 07 A = P
0.93A = P, also Effizienz = (P / A) x 100 = 93%

Leistungsflussdiagramm des Induktionsmotors

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Warum LT-Motoren sind Dreieck geschaltet und HT-Motoren sind Stern verbunden?

Grund ist Techno-Werbung.

  1. Im Stern ist der Phasenstrom derselbe wie der Linienstrom. Aber Phasenspannung ist 1 / 1.732 mal Leitungsspannung. Daher ist die Isolierung, die bei einem HT-Motor erforderlich ist, geringer.
  2. Der Anlaufstrom für Motoren beträgt 6 bis 7 mal Volllaststrom. Die Startleistung ist also groß, wenn die HT-Motoren im Dreieck geschaltet sind. Dies kann Instabilität (Spannungseinbruch) im Falle eines kleinen Energiesystems verursachen. Bei Starting HT wird der Anlaufstrom des Motors im Vergleich zum Delta-Motor geringer sein. So wird die Startleistung reduziert. Das Startdrehmoment wird ebenfalls reduziert. (Es wird kein Problem sein, da Motoren eine hohe Kapazität haben.)
  3. Auch als Strom ist weniger Kupfer (Cu) benötigt für die Wicklung weniger.
  4. LT-Motoren sind im Dreieck geschaltet.
    1. Die Isolierung wird kein Problem sein, da die Spannung niedriger ist.
    2. Der Anlaufstrom wird kein Problem sein, da die Startleistung insgesamt geringer ist. Also kein Problem mit Spannungseinbrüchen.
    3. Das Startdrehmoment sollte groß sein, da die Motoren eine geringe Kapazität haben.

Vergleich von Star- und Delta-Motorstart

LT-Motoren haben Wicklungs-Dreieckschaltung.

1. Wenn es einen Stern-Dreieck-Starter hat, werden sie als Stern-Motor gestartet.
2. Nachdem es 80% der Synchronisationsgeschwindigkeit erreicht hat, erfolgt die Umschaltung von Stern zu Originalkonfiguration Delta.
3. Im Stern sind die Spannungen an den Wicklungen kleiner als 1 / 1.732 mal so groß wie im Delta, so dass der Strom begrenzt ist.
4. Wenn es wieder zu Delta geht, ist die Spannung die volle Leitungsspannung, so daß der Strom zunimmt, obwohl er kleiner als der Leitungsstrom ist, bleibt er höher als der Leitungsstrom, der in der Sternschaltung bei reduzierter Spannung gezogen wird. So sind die Kabel für den Motor für diesen Strom dimensioniert, den er in Dreieckschaltung zieht.

Verweise:

1. NEMA MG-1.
2. Industrielles Power Engineering und Application Handbook von KC Agarwaal.
3. Industrial Power System Handbuch von Shoaib Khan.
4. Theorie und Berechnung von Wechselstromphänomenen von Charles Proteus Steinmetz
5. Handbuch zum Motorschutzrelais (MM30) von L & T

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