ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΡΑΚΤΙΚΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ

Παρουσίαση με θέμα: "ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΡΑΚΤΙΚΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΡΑΚΤΙΚΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ
ΤΩΝ ΑΣΚΟΥΜΕΝΩΝ ΦΟΙΤΗΤΩΝ ΛΑΜΠΡΑΚΟΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΛΑΜΠΡΗΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΑΡΒΑΝΙΤΗΣ ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΑΘΗΝΩΝ

2 ΠΡΩΤΗ ΕΝΟΤΗΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΚΙΝΗΤΗΡΕΣ - ΕΚΚΙΝΗΣΗ 3-ΦΑΣΙΚΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΜΕ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟ ΡΕΛΕ ή PLC

3 Ο ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΣ ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΣ ΚΙΝΗΤΗΡΑΣ.
Οι Ασύγχρονοι Τριφασικοί Κινητήρες (ΑΤΚ) είναι πολύ συνηθισμένοι στην βιομηχανική και εξυπηρετούν ένα μεγάλο φάσμα Βιομηχανικών και παραγωγικών διαδικασιών. Θα μπορούσαμε να διακρίνουμε δύο κατηγορίες Ασύγχρονων Τριφασικών Κινητήρων

4 Τον Ασύγχρονο Τριφασικό Κινητήρα με βραχυκυκλωμένο δρομέα
Τον Ασύγχρονο Τριφασικό Κινητήρα με δακτυλιοφόρο δρομέα Η μελέτη μας εδώ εστιάζεται στο πρώτο είδος Κινητήρα, και ιδιαίτερα στον αυτοματισμό εκκίνησης του.

5 Κατασκευαστικά στοιχεία
Ο στάτης του κινητήρα είναι κατασκευασμένος έτσι ώστε να έχει 3 διακριτά τυλίγματα (πηνία) που θα τροφοδοτηθούν από τις 3 φάσεις του τριφασικού δικτύου της ΔΕΗ (L1, L2, L3) μέσω κατάλληλου κιβώτιου ακροδεκτών του. Πρέπει να σημειώσουμε εδώ ότι η ονομασία των φάσεων του Κινητήρα, είναι αντικείμενο διαφόρων κανονισμών. Μια εποπτεία κανονισμών και ονομασιών εμφανίζεται στο πιο κάτω Πίνακα1. Σ΄ αυτόν, η εικόνα της Σχηματικής Διάταξης τυλιγμάτων δείχνει τα πηνία του στάτη και της απολήξεις της και οι διπλανές στήλες την ΑΚΡΙΒΩΣ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΗ ονομασία κατά περίπτωση.

6 Πίνακας 1 Τυποποίηση συμβολισμών κιβωτίου ακροδεκτών ΑΤΚ με κανονισμούς… Σχηματική Διάταξη τυλιγμάτων Παλιός κανονισμός V D Ε Της κανονισμός VDE – IEC Μ. Βρετανίας Β S Αμερικής (USA) ANSI U V W Ζ Χ Υ U1 V1 W1 W2 U2 V2 Α2 Β2 C2 C1 Α1 Β1 Τ1 Τ2 Τ3 Τ6 Τ4 Τ5

7 Ο δρομέας του κινητήρα είναι κατασκευασμένος «απλά»
Ο δρομέας του κινητήρα είναι κατασκευασμένος «απλά». Αποτελείται από ένα (μεταλλικό) πυρήνα από μαγνητικά ελάσματα με εγκοπές που σχηματίζουν οδοντώσεις μέσα της οποίες τοποθετούνται ράβδοι, που της άκρες της βραχυκυκλώνονται με μεταλλικά στεφάνια και αποτελούν το τύλιγμα κλωβού. Έτσι της ο δρομέας χαρακτηρίζεται ως βραχυκυκλωμένος δρομέας ή δρομέας τύπου κλωβού

8 Εκκίνηση Ασύγχρονων Τριφασικών Κινητήρων βραχυκυκλωμένου δρομέα.
οι κινητήρες βραχυκυκλωμένου δρομέα μπορούν να συνδεθούν απευθείας στο δί­κτυο. Κατά την εκκίνηση όμως απορροφούν ρεύμα τετραπλάσιο μέχρι οκταπλάσιο του ονομαστικού, που προκαλεί στιγμιαία πτώση τάσης του δικτύου και η οποία έχει επιπτώσεις στους άλλους καταναλωτές. Η πτώση τάσης, που λέγεται και βύθιση τά­σης δημιουργεί ιδιαίτερα προβλήματα σε κινητήρες, ηλεκτρονικά μηχανήματα κ.α

9 μέθοδοι εκκίνησης Ασύγχρονων Τριφασικών Κινητήρων
Απευθείας εκκίνηση Ο κινητήρας συνδέεται στο δίκτυο μέσω τριπολικού διακόπτη που συνήθως είναι Ασφαλειοδιακόπτης. Στην Εικόνα1 φαίνεται ένας τέτοιος διακόπτης συνδεδεμένος στα άκρα U1 V1 W1 του κιβωτίου ακροδεκτών ενός κινητήρα. Τα άλλα άκρα W2 U2 V2 συνδέονται με μικρά λαμάκια. Έτσι η όλη συνδεσμολογία των τυλιγμάτων του στάτη είναι συνδεσμολογία ΤΡΙΓΩΝΟΥ

10 Συνδεσμολογία κατά τρίγωνο
Σε μια συμμετρική πηγή σε τρίγωνο ισχύει : VA+VB+VC=0 Επίσης, οι φασικές τάσεις συμπίπτουν με τις φασικές Στη σύνδεση κατά τρίγωνο ΔΕΝ υπάρχει ουδέτερος κόμβος.

11 Η μέθο­δος αυτή εφαρμόζεται σε κινητήρες μικρής ισχύος μέχρι 1,5PS
Ρεύμα εκκίνησης: Ι.εκκ= 6*Ι.ον και άρα μεγάλο ρεύμα εκκίνησης και δημιουργία πτώσης τάσης

12 Ροπή εκκίνησης: Ι. εκκ=1,5. Ι
Ροπή εκκίνησης: Ι.εκκ=1,5*Ι.ον και άρα μεγάλη ροπή εκκίνησης και συνεπώς δυνατότητα εκκίνησης με φορτίο. Απαιτείται απλός εξοπλισμός (Ασφαλειοδιακόπτης, καλώδιο και ένα κατσαβίδι!). Αδυναμία ρύθμισης στροφών

13 Εκκίνηση με διακόπτη Αστέρα-Τριγώνου (Υ-Δ)
Η εκκίνηση γίνεται με ειδικό χειροκίνητο ή με αυτόματο διακόπτη ΑΣΤΕΡΑ-ΤΡΙΓΩΝΟΥ (Υ-Δ) που μπορεί να υλοποιημένος με κλασσικό αυτοματισμό (ρελέ, χρονικά, κ.α.) ή με μονάδα PLC.

14 Κατά την εκκίνηση ο διακόπτης στρέφεται στη θέση ΑΣΤΕΡΑΣ (Υ) και οι επαφές του ενώνουν τους ακροδέκτες W2, U2, V2 όπως φαίνεται και στην Εικόνα5. Τότε ο στάτης συνδέεται σε συνδεσμολογία ΑΣΤΕΡΑ και η κάθε φάση του κινητήρα τροφοδοτείται με την φασική τάση δικτύου. Για δίκτυο Χαμηλής Τάσης της ΔΕΗ η φασική αυτή τάση δικτύου είναι

15 Όταν ο κινητήρας φθάσει σε κάποιο οριακό αριθμό στροφών (που συνήθως φτάνει σε πολύ μικρό χρόνο, π.χ. 10 δευτ/πτα), στρέφουμε το διακό­πτη στη θέση ΤΡΙΓΩΝΟ (Δ). Οι επαφές του ενώνουν τους ακροδέκτες U1-W2, V1-U2, W1-V2, όπως φαίνεται και στην Εικόνα6, συν­δέοντας τα τυλίγματα του στάτη σε ΤΡΙΓΩΝΙΚΗ συνδεσμολογία, τροφοδοτώντας κάθε φάση του κινητήρα με πολι­κή τάση δικτύου. Για δίκτυο Χαμηλής Τάσης της ΔΕΗ η πολική αυτή τάση δικτύου είναι . Με συνδεσμολογία ΑΣΤΕΡΑ ο κινητήρας μειώνει τρεις φορές το ρεύμα εκκίνησης σε σχέση με τη συνδεσμολογία ΤΡΙΓΩΝΟΥ

16 Συνδεσμολογία κατ’ αστέρα
Στη σύνδεση πηγών κατ’ αστέρα υπάρχει ο ουδέτερος κόμβος, που είναι κοινός ακροδέκτης των πηγών. Βασιζόμενοι στις φασικές τάσεις των πηγών μπορούμε να υπολογίσουμε τις πολικές τάσεις ως εξής: VAB=VA-VB=√3*V <30° VBC=VB-VC=√3*V <-90° VCA=VC-VA=√3*V <-210°

17 Σε μια συμμετρική πηγή σε αστέρα ισχύει :
VA+VB+VC=0 VAB+VBC+VCA=0

18 Αριστερά σύνδεση κατά αστέρα Δεξιά σύνδεση κατά τρίγωνο
Αριστερά σύνδεση κατά αστέρα Δεξιά σύνδεση κατά τρίγωνο

19 Αλλαγή φοράς περιστροφής Ασύγχρονων Τριφασικών Κινητήρων
Χωρίς ιδιαίτερη ανάλυση εδώ, θα αναφέρουμε ότι από την θεωρία λειτουργίας των κινητήρων αποδεικνύεται ότι αλλάζει η φορά περιστροφής σ' ένα τριφασικό κινητήρα, αρκεί να εναλλαχθούν δύο οποιεσδήποτε φά­σεις της τροφο-δοσίας μεταξύ τους

20 Αυτοματισμός εκκίνησης Ασύγχρονων Τριφασικών Κινητήρων με Ηλεκτρονόμους (ρελέ)
Το πλήρες διάγραμμα εκκίνησης και λειτουργίας με επιλογή της περιστροφής του ΑΤΚ της Άσκησης με ηλεκτρονόμους (ρελέ),

21 Για να επιτύχουμε κατά πρώτον την λειτουργία του τριφασικού κινητήρα με εκκίνηση ΑΣΤΕΡΑ-ΤΡΙΓΩΝΟΥ (Υ-Δ) χρησιμοποι­ούμε τα τρία ρελαί C1 ,C3 ,C4. Κατά δεύτερον για να έχουμε την δυνατότητα αναστροφής της φοράς περιστροφής, χρησιμοποι­ούμε και ένα επί πλέον ρελαί, τo C2 , που όταν οπλίσει αναστρέφει τις δύο φάσεις, την L1(R) με την L3 (Τ) κατά την δεξιόστρο­φη λειτουργία συνεργάζονται τα ρελαί C1 ,C3 ,C4 . κατά την αριστερόστροφη λειτουργία συνεργάζονται τα ρελαί C2 ,C3 ,C4 τα ρελαί C1 ,C2 δουλεύουν ανάλογα με ποια φορά περιστρο­φής έχουμε επιλέξει. τα ρελαί C3 ,C4 και στις δύο περιπτώσεις περιστροφής, υλοποιούν ΠΑΝΤΑ το (Υ-Δ)

22 Κλασσικός Αυτοματισμός εκκίνησης Ασύγχρονου Τριφασικού Κινητήρα

23 Αυτοματισμός εκκίνησης Ασύγχρονων Τριφασικών Κινητήρων με αυτοματισμό PLC
Τα μπουτόν STOP, ΔΕΞΙΑ, ΑΡΙΣΤΕΡΑ θα αποτελούν τις ΕΙΣΟΔΟΥΣ του PLC, ενώ τα (ίδια) πηνία διέγερσης των ρελέ C1,C2,C3,C4 θα αποτελούν τις ΕΞΟΔΟΥΣ του PLC. Για την υλοποίηση του αυτοματισμού εκκίνησης του Ασύγχρονου Τριφασικού Κινητήρα με την χρήση PLC θα πρέπει να ακολουθηθεί η διαδικασία και η πρακτική που περιγράφεται στην Άσκηση «ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ ΜΕ PLC» προσαρμοσμένη για αυτόν τον αυτοματισμό εκκίνησης του Ασύγχρονου Τριφασικού Κινητήρα.

24 ΜΑΝΔΑΛΩΣΗ 3-ΦΑΣΙΚΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ΜΕ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟ ΡΕΛΕ
ΔΕΥΤΕΡΗ ΕΝΟΤΗΤΑ ΜΑΝΔΑΛΩΣΗ 3-ΦΑΣΙΚΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ ΜΕ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟ ΡΕΛΕ

25 Μανδάλωση Όταν ένα μηχάνημα ή συγκρότημα έχει περισσότερους από ένα κινητήρες, απαιτείται αφ' ενός για την λειτουργικότητα του μηχανήματος και αφ' ετέ­ρου για την ασφάλεια των ανθρώπων, που τα χειρίζονται, να μπαίνει σε λειτουργία ο πρώτος κινητήρας και εφ' όσον λειτουργεί αυτός, στην συνέχεια, να μπαίνει σε λειτουργία και ο δεύτερος κινητήρας. Στην πράξη πολλές φορές, απαιτείται η συνδυασμένη λειτουργία δύο ή περισσότερων Ασύγχρονων Τριφασικών Κινητήρων .

26 Αν για οποιοδήποτε λόγο ο πρώτος κινητήρας δεν δουλεύει (ή στα­ματήσει) δεν μπορεί να μπει σε λειτουργία ο δεύτερος (ή να διακοπεί η λειτουργία του αν­τίστοιχα). Αυτό μπορεί να επιτευχθεί μέσω της ηλεκτρι­κής μανδάλωσης των αυτοματισμών των ΑΤΚ.

27 Συνδυασμένη λειτουργία ATK μέσω Hλεκτρι­κής μανδάλωσης των Αυτοματισμών με 4 μπουτόν
Κύκλωμα Ισχύος ΔΥΟ ΑΤΚ

28 Όπως φαίνεται στην πάνω Εικόνα, δύο ΑΤΚ Μ1, Μ2, οι οποίοι αυτοδύναμα τροφοδοτούνται με ισχύ μέσω των φάσεων R(L1), S(L2), T(L3) από το τριφασικό δίκτυο της ΔΕΗ. Επιπρόσθετα αυτοί μπορούν να εκκινούν μέσω της διέγερσης ενός ρελέ C1 και C2 αντίστοιχα και προστατεύονται από ΘΕΡΜΙΚΟ ρελέ e1,e2 αντίστοιχα.Ττα πηνία του στάτη των ΑΤΚ είναι συνδεδεμένα σταθερά σε συνδεσμολογία ΤΡΙΓΩΝΟΥ.

29 Ο βασικός «απλός» αυτοματισμός που θα εκτελεστεί φαίνεται στη Εικόνα
Ο βασικός «απλός» αυτοματισμός που θα εκτελεστεί φαίνεται στη Εικόνα. Στον αυτοματισμό αυτό χρησιμοποιούνται 2 μπουτόν για τον Κινητήρα Μ1 (START/b2-STOP/b1) και 2 μπουτόν για τον Κινητήρα Μ2 (START/b4-STOP/b3), βεβαίως σαφώς ανεξάρτητα αλλά «μανδαλωμένα». Δηλ. απαι-τούνται συνολικά 4 μπουτόν. Τα μπουτόν αυτά ανά ζεύγη STOP-START σε «μπουτονιέρα», μπορεί να είναι τοποθετημένα σε διαφορετικά σημεία, έστω κοντά στους αντίστοιχους κινη­τήρες Απλή Ηλ. Μανδάλωση με 4 μπουτόν

30 Έτσι αν πιεστεί το μπουτόν START/b2 του Κινητήρα Μ1, θα οπλίσει το πρώτο ρελαί C1 και θα αυτοσυγκρατηθεί από την επαφή C1 (στο κλάδο2) και ταυτόχρονα θα κλείσει και η επαφή C1 (στο κλάδο4) που είναι και η επαφή ηλεκτρι­κής μανδάλωσης. Έτσι δίδεται η δυνατότητα να λει­τουργήσει και το δεύτερο ρελέ C2, εφ΄ όσον πατηθεί το μπουτόν START/b4 του Κινητήρα Μ2. Αν για οποιοδήποτε λόγο δεν λειτουργεί το πρώτο ρελέ C1, η επαφή C1 (στο κλάδο4) θα παραμείνει ανοιχτή και κατά συνέπεια θα υπάρχει αδυναμία εκκίνησης του δεύ­τερου ρελέ C2 και άρα του Κινητήρα Μ2

31 Αν θελήσουμε να σταματήσουμε τον Κινητήρα Μ2, αρκεί να πατήσουμε το μπουτόν STOP/b3 του Κινητήρα Μ2. Αν βεβαίως πατηθεί το μπουτόν STOP/b1 του Κινητήρα Μ1, θα αποδιεγερθούν και τα δύο ρελέ C1,C2 και θα σταματήσουν ακαριαία ΜΑΖΙ και οι δύο Κινητήρες Στην περίπτωση που κάποιος από τους δύο Κινητήρες Μ1 ή Μ2, «τραβήξει» περισσότερο από το ονομαστικό του ρεύμα (για κάποιο λόγο), ο Θερμικός Διακόπτης του θα ανοίξει και θα διακόψει την ηλεκτρική συνέχεια του αυτοματισμού με συνέπεια να υποχρεώσει τον Κινητήρα να σταματήσει (για λόγους ασφαλείας

32 Αν οι ΑΤΚ είναι μεγαλύτεροι από 1,5Hp, θα πρέπει ο αυτοματισμός ΟΠΩΣΔΗΠΟΤΕ να προβλέπει την λειτουργία κάθε Κινητήρα με εκκίνηση ΑΣΤΕΡΑ-ΤΡΙΓΩΝΟΥ (και με προαιρετική δυνατότητα περιστροφής ΑΡΙΣΤΕΡΑ-ΔΕΞΙΑ), αλλά και με διατήρηση της ηλεκτρι­κής μανδάλωσης

33 Συνδυασμένη λειτουργία ATK μέσω Hλεκτρι­κής μανδάλωσης των Αυτοματισμών με 3 Μπουτόν.
Θα πρέπει να έχουμε ένα χειριστήριο που θα έχει συνολικά 3 μπουτόν (STOP-START1-START2) σε «μπουτονιέρα». Εκτός του μπουτόν STOP/b0, θα έχει το μπουτόν START/b1 για τον Κινητήρα Μ1, και το μπουτόν START/b2 για τον Κινητήρα Μ2, βεβαίως σαφώς ανεξάρτητα αλλά «μανδαλωμένα». Το χει­ριστήριο αυτό πρακτικά μπορεί να είναι τοποθετημένο πάνω στο μηχανισμό με τους δύο κινητήρες ή ακόμη μπορεί να είναι και φορητό

34 Το ρελέ C1 τροφοδοτεί το Κινη­τήρα Μ1 ενώ το ρελέ C2 τροφοδοτεί το κινητήρα Μ2. Όταν πιέσουμε το μπουτόν STOP/b0, σταματούν και οι δύο κινητή­ρες.