Εκκίνηση Ασύγχρονου Τριφασικού Κινητήρα Με Χρήση Αυτοματισμού Plc

Abstract

Οι ηλεκτρικοί κινητήρες αποτελούν σημαντικά ηλεκτρικά συστήματα για τη μετατροπή της ηλεκτρικής σε μηχανική ενέργεια, με στόχο την εκτέλεση έργου. Σημαντική υποδιαίρεση αυτών, αποτελούν οι ασύγχρονοι τριφασικοί κινητήρες, οι οποίοι εκμεταλλέυονται τη σημαντική προσφορά ισχύος από το σύστημα των 3 φάσεων τροφοδοσίας. Οι τριφασικοί ασύγχρονοι κινητήρες, εκτός των πλεονεκτηmάτων που προσφέρουν, δημιουργούν σημαντικά θέματα για τη λειτουργία τους, δεδομένου ότι χρειάζονται ειδικό χειρισμό κατά τη φάση εκκίνησης τους, καθώς και κατά τη φάση αποκατάστασης της επιθυμητής γωνικής ταχύτητας περιστορφής, για την εξωτερικά επιβληθείσα ροπή φορτίου. Για τον επιτυχή χειρισμό των φάσεων εκίνησης και μόνιμης λειτουργίας, χρησιμοποιούνται ειδικές διατάξεις, οι οποίες μεταβάλλουν τη συνδεσμολογία διασύνδεσης των τυλιγμάτων του κινητήρα, γνωστές ως μετατροπές τυλιγμάτων αστέρα - τριγώνου.Στόχος της παρούσας διπλωμαικής εργασίας είναι, η ανάπτυξη αυτοματοποιημένης διάταξης με χρήση ψηφιακού ελεγκτή (PLC - Programmable Logic Controller), ο οποίος επιτρέπει την αυτοματοποιημένη μεταγωγή των τυλιγμάτων πηνίου από αστέρα, στις αρχικές φάσεις εκίνησης του κινητήρα, σε τρίγωνο, όταν εγκατασταθεί το επιθυμητό σημείο λειτουργίας του κινητήρα. Η ανίχνευση της διαδικασίας αποκατάστασης, αφορά στα επίπεδα μεταβολής του ρεύματος που απαιτείται από την τροφοδοσία του κινητήρα ανά φάση.Με την χρησιμοποίηση, κατάλληλης συνδεσμολογίας και κάνοντας χρήση ηλεκτρονικών ισχύος, μικροεπεξεργαστών, αλλά και αμιγώς ηλεκτρολογικών εξαρτημάτων, επιτυγχάνεται η ομαλή εκκίνηση ενός ηλεκτροκινητήρα, πραγματοποιώντας τη μετάβαση των τυλιγμάτων πηνίου (πρωτεύον - δευτερεύον κύκλωμα) σε βέλτιστο χρόνο. Κριτήριο για την αντίδραση και μεταγωγή των κυκλωμάτων πηνίου από αστέρα σε τρίγωνο είναι, ο έλεγχος για εγκατάσταση ρεύματος ανά φάση τροφοδοσίας, το οποίο είναι διπλάσιο του ονομαστικού, και βαίνει μειούμενο προς αποκατάσταση της λειτουργίας, σε διάταξη τριγώνου για την ομαλή ανάληψη του φορτίου - ροπής, επί του άξονα του κινητήρα. Η μετάβαση θα γίνει αυτοματοποιημένα, με χρήση διάταξης PLC, η οποία βασίζει την απόφαση μετάβασης, στα επίπεδα συγκεκριμένων σημάτων, που προέρχονται από τα κυκλώματα του ασύγχρονου τριφασικού κινητηρα.Η διάταξη ελέγχου, επιπλέον των φάσεων εκκίνησης και αποκατάστασης ομαλής λειτουργίας, μπορεί να παραμείνει σε διασυνεχή λειτουργία και κατά τον υπόλοιπο χρόνο, ανιχνεύοντας μεταβολές επί της ροπής φορτίου και ενεργοποιώντας αυτοματοποιημένα μεταβάσεις στα τυλίγματα για την αποκτάσταση σταθερής γωνιακής ταχύτητας περιστροφής. Έτσι, το εν λόγω σύστημα εκτός από διάταξη βέλτιστης εκκίνησης, αποτελεί ένα σημαντικό σύστημα ελέγχου διασφάλισης σταθερής γωνιακής περιστροφής του κινητήρα σε χρονικά μεταβαλόμενο φορτίο.