ΤΣΟΛΑΚΟΣ ΣΩΤΗΡΗΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 14/04/2013
ΤΜΗΜΑ: ΔΗ2
ΘΕΜΑ: ΜΗΧΑΝΕΣ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ
Ασύγχρονοι τριφασικοί κινητήρες
Οι ασύγχρονος τριφασικός κινητήρας αποτελείται κατασκευαστικά από τον στάτη και το δρομέα.
Τα μέρη από τα οποία αποτελείται ο στάτης είναι το ζύγωμα, ο πυρήνας, το τριφασικό τύλιγμα και το κιβώτιο ακροδεκτών.
Το ζύγωμα είναι το τμήμα του στάτη πάνω στο οποίο συγκρατούνται τα μαγνητικά ελάσματα του πυρήνα.
Ο πυρήνας κατασκευάζεται από πολλά μαγνητικά ελάσματα, από πυριτιούχο χάλυβα, τα οποία είναι περασμένα με ειδικό βερνίκι, για την μεταξύ τους μόνωση. Πάνω στα αυλάκια που φέρει ο πυρήνας, τοποθετούνται τα τρία τυλίγματα των φάσεωνσχηματίζοντας μεταξύ τους γωνίες 120 μοιρών.
Στο κιβώτιο των ακροδεκτών καταλήγουν τα τρία άκρα των τυλιγμάτων Χ.Τ και τα τρία άκρα των τυλιγμάτων Υ.Τ. Πάνω στο ακροκιβώτιο πραγματοποιείται η σύνδεση του τριφασικού τυλίγματος σε αστέρα ή τρίγωνο.
Σκοπός του στάτηείναι να δημιουργεί τη διέγερση του κινητήρα, δηλαδή το στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Όταν εφαρμόζεται εναλλασσόμενη τάση στο στάτη, έχουμε ροή ρεύματος μέσα από τα πηνία. Σε κάθε διαφορετική χρονική στιγμή (t), δημιουργείται μαγνητικό πεδίο, από διαφορετικά ζεύγη τυλιγμάτων κάθε φόρα, με αποτέλεσμα να μεταβάλλεται συνεχώς η διεύθυνση των μαγνητικών γραμμών. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το μαγνητικό πεδίο να περιστρέφεται κατά 360 μοίρες.
Τα μέρη από τα οποία αποτελείται ο δρομέας είναι: ο πυρήνας με το επαγωγικό τύλιγμα, ο άξονας περιστροφής , τα έδρανα κύλισης του άξονα καθώς και ο ανεμιστήρας ψύξης του κινητήρα.
Στους ασύγχρονους κινητήρες , ο δρομέας είναι ηλεκτρικά ανεξάρτητος από το στάτη και δεν τροφοδοτείται με ρεύμα από το δίκτυο. Το επαγωγικό τύλιγμα του τυμπάνου του δρομέα είναι τοποθετημένο κατά τέτοιον τρόπο, ώστε το στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο του στάτη , να τέμνει κάθετα τις σπείρες του επαγωγικού τυλίγματος. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να αναπτύσσεται τάση εξ επαγωγής πάνω στο επαγωγικό τύλιγμα. Η τάση στη συνέχεια μετατρέπεται σε ρεύμα εντός του τυλίγματος, γεγονός που συνεπάγεται τη δημιουργία δύναμης Laplace.Στη πράξη ασκείται ένα ζεύγος δυνάμεων, λόγω του ότι το επαγωγικό τύλιγμα αναπτύσσει γύρω του μαγνητικό πεδίο, που έρχεται σε σύγκρουση με το στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο του στάτη. H ταχύτητα περιστροφής του επαγωγικού τυμπάνου του δρομέα είναι πάντοτε μικρότερη, από τη ταχύτητα περιστροφής του στρεφόμενου μαγνητικού πεδίου. Εάν για κάποιον λόγο αυτές οι δύο ταχύτητες γίνονταν ίσες, τότε το στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο δεν θα προλάβαινε να ??κόβει?? κάθετα τους αγωγούς του επαγωγικού τυλίγματος, γεγονός που συνεπάγεται μηδενική μεταβολή της μαγνητικής ροής του μαγνητικού πεδίου, άρα και μηδενική επαγόμενη τάση (ΗΕΔ) επάνω στο επαγωγικό τύλιγμα. Η απουσία της επαγόμενης τάσης συνεπάγεται απουσία της δύναμης Laplace. Άρα, ο κινητήρας θα σταματούσε.
Η ταχύτητα του στρεφόμενου μαγνητικού πεδίου ονομάζεται σύγχρονη ταχύτητα και δίνεται από τη σχέση: ns =60f/p . Διαπιστώνουμε ότι η ταχύτητα του πεδίου εξαρτάται άμεσα από τη συχνότητα του δικτύου, αλλά και από τον αριθμό των ζευγών των μαγνητικών πόλων.
H ταχύτητα του επαγωγικού τυμπάνου δίνεται από τη σχέση: n = T άξονα x P άξονα/ 9, 55
Ο λόγος της διαφοράς μεταξύ της σύγχρονης ταχύτητας (ns) και της ταχύτητας του επαγωγικού τυμπάνου (n), προς τη σύγχρονη ταχύτητα, ονομάζεται ολίσθηση s .
H ροπή σε έναν κινητήρα, είναι ένα από τα βασικότερα μεγέθη που εξετάζουμε, κάθε φορά που επρόκειτο να κινήσουμε ένα φορτίο και δίνεται από τη σχέση: T =9.55 x P / n
Tην στιγμή της εκκίνησης, όπου οι στροφές του κινητήρα είναι μηδέν, η ροπή του κινητήρα ονομάζεται ροπή εκκίνησης (Tεκ). Καθώς οι στροφές αυξάνονται, η ροπή αυξάνεται μέχρις ότου γίνει μέγιστη. Όταν όμως οι στροφές του κινητήρα αυξηθούν τόσο πολύ ώστε να φτάσει τη σύγχρονη ταχύτητα του πεδίου, τότε η ροπή μειώνεται απότομα όπου και μηδενίζεται.
Επίσης, η ροπή εκκίνησης του κινητήρα πρέπει να παραμένει πάντοτε μεγαλύτερη από τη ροπή εκκίνησης του φορτίου, κατά το χρονικό διάστημα που ο κινητήρας επιταχύνει έως ότου φτάσει στην ονομαστική ταχύτητα λειτουργίας του. Με βάση το διάγραμμα που μας δείχνει τη διακύμανση της ροπής σε σχέση με τη ταχύτητα του κινητήρα, διακρίνουμε δύο βασικές περιοχές λειτουργίας, τη περιοχή ασταθούς λειτουργίας και τη περιοχή της ευσταθούς λειτουργίας του κινητήρα.
Η περιοχή ασταθούς λειτουργίας του κινητήρα, είναι η περιοχή λειτουργίας πριν το σημείο της μέγιστης ροπής. Εάν ο κινητήρας εργαζόταν σε αυτή τη περιοχή ,σε περίπτωση αύξησης του φορτίου, θα είχαμε μείωση της ταχύτητας του κινητήρα και μείωση της ροπής. Έπειτα όμως, η ροπή δεν θα μπορούσε να αυξηθεί, με αποτέλεσμα ο κινητήρας να αδυνατεί να σηκώσει το φορτίο.
Η περιοχή ευσταθούς λειτουργίας του κινητήρα, είναι η περιοχή λειτουργίας μετά το σημείο της μέγιστης ροπής. Όταν ο κινητήρας εργάζεται σε αυτή τη περιοχή, σε περίπτωση αύξησης του φορτίου, έχουμε μείωση της ταχύτητας του κινητήρα αρχικά, αλλά μετέπειτα, αύξηση της ροπής του, με αποτέλεσμα ο κινητήρας να σηκώνει το φορτίο.
Οι ασύγχρονοι κινητήρες διακρίνονται σε μονοφασικούς και τριφασικούς.
Οι ασύγχρονοι τριφασικοί κινητήρες διακρίνονται στους εξής δύο τύπους:
1)Κινητήρες με βραχυκυκλωμένο δρομέα
2)Κινητήρες με δακτυλιοφόρο δρομέα
Στους κινητήρες με βραχυκυκλωμένο δρομέα, εάν τα αυλάκια που φέρει το επαγωγικό τύμπανο είναι απλά, τότε το επαγωγικό τύλιγμα λέγεται τύλιγμα απλού κλωβού. Εάν τα αυλάκια αυτά είναι διπλά λέγεται τύλιγμα διπλού κλωβού, ενώ εάν είναι βαθειά λέγεται τύλιγμα με βαθειά αυλάκια.
Σε κινητήρες μεγάλης ισχύος χρησιμοποιούμε τύλιγμα διπλού κλωβού ή τύλιγμα με βαθειά αυλάκια, διότι έτσι κατορθώνουμε και μειώνουμε το μεγάλο ρεύμα εκκίνησης, ενώ παράλληλα αυξάνουμε τη ροπή εκκίνησης. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα, την ομαλή εκκίνηση του κινητήρα αλλά και τη μικρή πτώση τάσης στο δίκτυο.
Οι κινητήρες με βραχυκυκλωμένο δρομέα χωρίζονται σε τέσσερις κλάσεις ανάλογα με τη συμπεριφορά τους κατά την εκκίνηση αλλά και κατά την κανονική τους λειτουργία.
Στη πρώτη κλάση, οι κινητήρες παρουσιάζουν κανονικό ρεύμα εκκίνησης και κανονική ροπή εκκίνησης. Το ρεύμα εκκίνησης είναι 5-8 φορές μεγαλύτερο του ονομαστικού, ενώ η μέγιστη ροπή είναι 2,5 φορές μεγαλύτερη της ονομαστικής και σε ταχύτητα μεγαλύτερη κατά 0,8 φορές της σύγχρονης ταχύτητας ns(στρεφόμενου μαγνητικού πεδίου). Η ολίσθηση κυμαίνεται περίπου στο 0,2.
Στη δεύτερη κλάση, οι κινητήρες παρουσιάζουν ρεύμα εκκίνησης μειωμένο κατά 25% του ρεύματος εκκίνησης της πρώτης κλάσης. Η ροπή εκκίνησης είναι ίδια με αυτήν της πρώτης κλάσης. Η ολίσθηση είναι μικρή.
Στη τρίτη κλάση, οι κινητήρες παρουσιάζουν ακόμη πιο μικρό ρεύμα εκκίνησης και ακόμη πιο μεγάλη ροπή εκκίνησης. Η ολίσθηση είναι μεγάλη. Λόγω της μεγάλης τους ροπής, χρησιμοποιούνται για την οδήγηση φορτίων με ισχύ που κυμαίνεται από 10PS έως 300PS.
Στη τέταρτη κλάση, οι κινητήρες παρουσιάζουν αρκετά χαμηλό ρεύμα εκκίνησης και πολύ μεγάλη ροπή εκκίνησης. Η ροπή είναι πάνω από τρείς φορές μεγαλύτερη της ονομαστικής και αποδίδεται σε χαμηλές ταχύτητες. Η ολίσθηση κυμαίνεται από 0,5 έως 0,11.
Όσον αφορά τις μεθόδους εκκίνησης ασύγχρονων τριφασικών κινητήρων βραχυκυκλωμένου δρομέα, διακρίνουμε τις εξής:
1)Με απευθείας εκκίνηση σε κινητήρες μικρής ισχύος μέχρι 1,5PS. To ρεύμα εκκίνησης είναι έξι φορές μεγαλύτερο του ονομαστικού με αποτέλεσμα να έχω πτώση τάσης στο δίκτυο. Η ροπή εκκίνησης είναι μιάμιση φορά μεγαλύτερη της ονομαστικής. Η εκκίνηση του κινητήρα μπορεί να γίνει και με φορτίο.
2)Εκκίνηση με διακόπτη αστέρα ? τριγώνου, χειροκίνητο ή αυτόματο. Κατά την εκκίνηση, τα τυλίγματα των τριών φάσεων στο στάτη συνδέονται σε διάταξη αστέρα. Το κάθε τύλιγμα τροφοδοτείται με τη φασική τάση 220V του δικτύου, πετυχαίνοντας έτσι μικρότερο ρεύμα εκκίνησης. Όταν ο κινητήρας φτάσει σε κάποιο οριακό αριθμό στροφών, αρχίζει και τροφοδοτείται με τη πολική τάση 380V του δικτύου, λόγω της αλλαγής της σύνδεσης των τυλιγμάτων των φάσεων από διάταξη αστέρα σε διάταξη τριγώνου. Αποδεικνύεται ότι το ρεύμα εκκίνησης στη διάταξη αστέρα είναι τρεις φορές μικρότερο από αυτό στη διάταξη τριγώνου.
3)Εκκίνηση με τη χρήση αντιστάσεων στη γραμμή τροφοδοσίας των τυλιγμάτων των τριών φάσεων στο στάτη. Η εκκίνηση του κινητήρα γίνεται με μειωμένη τάση άρα και μειωμένη ένταση του ρεύματος. Καθώς αυξάνεται η ταχύτητα του κινητήρα, αρχίζουμε και μειώνουμε την ωμική τιμή των αντιστάσεων και μόλις ο κινητήρας φτάσει στην ονομαστική του ταχύτητα, οι αντιστάσεις τίθενται εκτός δικτύου. Το ρεύμα εκκίνησης είναι 4,5 φορές μεγαλύτερο του ονομαστικού, ενώ η ροπή εκκίνησης είναι 0,75 φορές μεγαλύτερη της ονομαστικής.
4)Εκκίνηση με τη χρήση ενός αυτομετασχηματιστή. Ο κινητήρας τροφοδοτείται αρχικά με μειωμένη τάση. Όταν ο κινητήρας φτάσει στο 80% της ονομαστικής του ταχύτητας, ο αυτομετασχηματιστής τίθεται εκτός τάσης δικτύου και η τροφοδοσία του κινητήρα γίνεται απευθείας από το δίκτυο. Το ρεύμα εκκίνησης είναι 3,5 φορές μεγαλύτερο του ονομαστικού, ενώ η ροπή εκκίνησης είναι 0,8 φορές μεγαλύτερη της ονομαστικής.
5)Εκκίνηση με τη χρήση ενός ηλεκτρονικού εκκινητή. Ανάλογα με τη ροπή του φορτίου, ρυθμίζουμε τη τάση τροφοδοσίας του κινητήρα, πετυχαίνοντας ικανοποιητικό ρεύμα εκκίνησης και ικανοποιητική ροπή εκκίνησης. Το ρεύμα εκκίνησης μπορεί να κυμανθεί από δύο έως πέντε φορές μεγαλύτερο του ονομαστικού, ενώ η ροπή εκκίνησης μπορεί να κυμανθεί έως και μία φορά μεγαλύτερη της ονομαστικής. Ο εκκινητής διαθέτει έναν μικροεπεξεργαστή, ο οποίος ελέγχει και βελτιώνει διαρκώς κάποιες βασικές παραμέτρους του εκκινητή και του κινητήρα όπως είναι η ρύθμιση του χρόνου εκκίνησης και σταματήματος του κινητήρα, η επιτήρηση της τάσης του δικτύου, η υπερθέρμανση του κινητήρα, το ρεύμα του κινητήρα, ο έλεγχος των σφαλμάτων.
Όσον αφορά τη ρύθμιση των στροφών του ασύγχρονου τριφασικού κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα, αυτή μπορεί να επιτευχθεί με δύο βασικούς τρόπους:
1)Με την αλλαγή των αριθμού των ζευγών των μαγνητικών πόλων. Αυτή μπορεί να επιτευχθεί με τρεις τρόπους:
α)Με την μέθοδο των διαδοχικών πόλων κατά την οποία ο αριθμός των μαγνητικών πόλων διπλασιάζεται, εάν αλλάξουμε τη συνδεσμολογία στα τυλίγματα διέγερσης. Εδώ πετυχαίνουμε το πολύ δύο ταχύτητες λειτουργίας του κινητήρα.
β)Με τη χρήση πολλαπλών τυλιγμάτων στο στάτη. Με τη αυτή τη μέθοδο πετυχαίνουμε ενδιάμεσες ταχύτητες. Ο συνδυασμός αυτής της μεθόδου και της προηγούμενης μπορεί να μας δώσει μέχρι και τέσσερις ταχύτητες λειτουργίας σε έναν κινητήρα.
γ)Με την μέθοδο της διαμόρφωσης πλάτους του μαγνητικού πόλου κατά την οποία η αλλαγή του αριθμού των μαγνητικών πόλων, επιτυγχάνεται με τη μεταβολή των συνδέσεων στα έξι άκρα του στάτη και με λόγο διαφορετικό από 2 προς 1.
Για τη συνεχή μεταβολή της συχνότητας χρησιμοποιείται ο ηλεκτρονικός ρυθμιστής στροφών. Τα μέρη από τα ποία αποτελείται είναι η μονάδα ελέγχου, η ανορθωτική διάταξη, το φίλτρο εξομάλυνσης και ο αντιστροφέας (inverter). H ανορθωτική διάταξη μετατρέπει το AC σε DC, ενώ ο αντιστροφέας το DC σε AC μεταβλητής συχνότητας και πλάτους.
Όσον αφορά τη πέδηση του ασύγχρονου τριφασικού κινητήρα βραχυκυκλωμένου δρομέα, αυτή μπορεί να επιτευχθεί με τους εξής τρόπους:
1)Με μηχανική πέδηση, που πραγματοποιείται με τη χρήση ειδικών σιαγόνων. Εδώ απαιτείται μεγάλος χρόνος πέδησης και ο φθορές του συστήματος είναι συχνές.
2)Με ελεύθερη πέδηση, κατά την οποία διακόπτεται η τάση τροφοδοσίας του κινητήρα, επιτρέποντάς του να σταματήσει από μόνος του μετά από αρκετό χρονικό διάστημα, δίχως όμως να υφίσταται καταπονήσεις.
3)Με ομαλή πέδηση, κατά την οποία διακόπτεται η τάση τροφοδοσίας του κινητήρα βαθμιαία και όχι απότομα. Εδώ η χρήση ράμπας επιβράδυνσης είναι απαραίτητη για τη προοδευτική μείωση της τάσης, την ελεγχόμενη πέδηση με μείωση των μηχανικών κτυπημάτων αλλά και την ομαλή επιβράδυνση με βάση το προκαθορισμένο χρόνο.
4)Με δυναμική πέδηση, κατά την οποία όταν διακόπτεται η τροφοδοσία του κινητήρα από το τριφασικό δίκτυο, τροφοδοτείται στη συνέχεια από άλλη πηγή με DC ρεύμα. Στη πράξη, ο ασύγχρονος κινητήρας μετατρέπεται σε σύγχρονη γεννήτρια (εναλλακτήρας), με αποτέλεσμα όλη η ενέργεια της πέδησης να απορροφάται από το δρομέα του κινητήρα.
5)Με αντιστροφή της φοράς του μαγνητικού πεδίου. Εδώ, εάν αντιμεταθέσουμε τις δύο από τις τρείς φάσεις που τροφοδοτούνε τα τυλίγματα του στάτη, τότε το στρεφόμενο μαγνητικό πεδίο αρχίζει και περιστρέφεται με αντίθετη φορά, αναγκάζοντας το δρομέα να περιστραφεί και αυτός με αντίθετη φορά, λειτουργώντας κατά αυτόν τον τρόπο ως ηλεκτρομαγνητικό φρένο.
Όσον αφορά τη συντήρηση του κινητήρα, αυτή περιλαμβάνει τα ακόλουθα:
1)Έλεγχος στα έδρανα για τυχόν εμφάνιση σκουριάς , έλλειψης γράσου ή ακόμη και φθοράς αυτών.
2)Έλεγχος για τυχόν εμφάνιση σκουριάς πάνω στον ίδιο τον κινητήρα, από τον οποίο θα πρέπει να αφαιρείται άμεσα.
3)Έλεγχος στη γείωση του κινητήρα.
4)Έλεγχος για τυχόν υγρασία πάνω στα τυλίγματα του στάτη. Στη περίπτωση της μη αποδεκτής υγρασίας, πρέπει να ακολουθείται η διαδικασία στεγνώματος του κινητήρα.
5)Έλεγχος στη σωστή ευθυγράμμιση μεταξύ του άξονα του κινητήρα και του άξονα της οδηγούμενης μηχανής. Μειώνουμε κατά αυτόν τον τρόπο τους κραδασμούς ή τις πιέσεις στον άξονα, κατά τη διάρκεια της εκκίνησης ή της κανονικής λειτουργίας του κινητήρα.
6)Έλεγχος στη ζυγοστάθμιση της τροχαλίας που είναι εφαρμοσμένη πάνω στον άξονα του κινητήρα. Στη περίπτωση που έχουμε κίνηση με ιμάντα ελέγχουμε το τέντωμα του ιμάντα.
7)Έλεγχος για πιθανή ύπαρξη σκόνης ή ξένων σωμάτων εντός του κινητήρα.
8)Έλεγχος στην αντίσταση της μόνωσης των τυλιγμάτων του στάτη με τη χρήση του οργάνου Μέγγερ, αλλά και στην αντίσταση που θα πρέπει να υπάρχει μεταξύ τυλιγμάτων και γης.
9)Έλεγχος στη σύσφιξη των ακροδεκτών των αγωγών πάνω στο ακροκιβώτιο, όπου καταλήγουν τα έξι άκρα των τυλιγμάτων του στάτη.
10)Έλεγχος στα καλύμματα (καπάκια) του κινητήρα αλλά και στον εξαερισμό του χώρου στον οποίο είναι εγκατεστημένος ο κινητήρας.
11)Έλεγχος στη ταχύτητα κραδασμών του κινητήρα. Η ταχύτητα κραδασμών στη σύγχρονη ταχύτητα του στρεφόμενου μαγνητικού πεδίου δεν πρέπει να ξεπερνάει τα 4,5mm / sec .
12) Έλεγχος στη θερμοκρασία των διαφόρων τμημάτων του κινητήρα, όπως είναι τα τυλίγματα και τα έδρανα, κατά τη διάρκεια της εκκίνησης αλλά και της κανονικής λειτουργίας του κινητήρα.
13)Καθαρισμός των καναλιών αερισμού του κινητήρα, αλλά και του πλέγματος του καλύμματος του ανεμιστήρα ψύξης.
Όσον αφορά τις πιθανές βλάβες που μπορούν να εμφανιστούν σε έναν ασύγχρονο τριφασικό κινητήρα, αυτές είναι οι ακόλουθες:
1)Ο κινητήρας δεν ξεκινάει ούτε εν κενώ, ούτε με φορτίο. Σε αυτήν τη περίπτωση ελέγχουμε:
α)Εάν οι ακροδέκτες τροφοδοτούνται με τη τάση του δικτύου.
β)Εάν η τάση τροφοδοσίας του δικτύου είναι μικρότερη από την ονομαστική.
γ)Εάν μία από τις φάσεις του τριφασικού τυλίγματος του στάτη είναι κομμένη.
δ)Εάν η ροπή του φορτίου είναι μεγαλύτερη από τη ροπή εκκίνησης του κινητήρα.
Στη πρώτη περίπτωση, προβαίνουμε σε έλεγχο του αυτόματου διακόπτη αλλά και των αγωγών τροφοδοσίας και αποκαθιστούμε το πρόβλημα.
Στη δεύτερη περίπτωση, θα πρέπει να επαναφέρουμε τη τάση στην ονομαστική της τιμή.
Στη τρίτη περίπτωση, θα πρέπει πρώτα να βεβαιωθούμε, κάνοντας χρήση του οργάνου Μέγγερ και έπειτα να αντικαταστήσουμε τη κομμένη φάση.
Στη τέταρτη περίπτωση, θα πρέπει να ελέγξουμε και να διορθώσουμε το φορτίο.
2)Ο κινητήρας παρουσιάζει δύσκολη εκκίνηση, συνοδευόμενη από μεγάλο βύθισμα ταχύτητας. Σε αυτήν τη περίπτωση οι μπάρες του επαγωγικού τυλίγματος του δρομέα έχουν κοπεί ή αποκολληθεί από τα δακτυλίδια βραχυκύκλωσης. Θα πρέπει ασφαλώς να γίνει έλεγχος και διόρθωση του σφάλματος.
3)Ο κινητήρας παρουσιάζει δύσκολη εκκίνηση, συνοδευόμενη από θόρυβο και υπερθέρμανση. Σε αυτήν τη περίπτωση μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι τα έδρανα(ρουλεμάν) πάνω στα οποία στηρίζεται και περιστρέφεται ο άξονας του κινητήρα, είναι φθαρμένα. Θα πρέπει να αντικατασταθούν άμεσα.
4)Ο κινητήρας εκκινεί κανονικά, αλλά στη συνέχεια παρουσιάζει μεγάλη πτώση στον αριθμό των στροφών του. Σε αυτήν τη περίπτωση, μετράω πολύ χαμηλή τη τάση τροφοδοσίας του δικτύου, επάνω στους ακροδέκτες του κινητήρα, λόγω της εμφάνισης μεγάλης πτώσης τάσης επάνω στα καλώδια τροφοδοσίας του κινητήρα. Θα πρέπει να τα αντικαταστήσω άμεσα.
5)Ο κινητήρας υπερθερμαίνεται. Σε αυτήν τη περίπτωση η υπερθέρμανση του κινητήρα μπορεί να οφείλεται είτε στη πολύ υψηλή τάση τροφοδοσίας του κινητήρα, προκαλώντας απώλειες σιδήρου ή χαλκού, είτε στην αύξηση του φορτίου που οδηγεί ο κινητήρας(υπερφόρτωση του κινητήρα). Γι?αυτούς τους λόγους θα πρέπει, είτε να επαναφέρουμε τη τάση τροφοδοσίας στην ονομαστική της τιμή, είτε να ελέγξουμε και να ρυθμίσουμε το φορτίο του κινητήρα.
Όμως, ο βασικότερος λόγος για τον οποίο ο κινητήρας πάντοτε υπερθερμαίνεται, είναι η απουσία της μιας εκ των τριών φάσεων τροφοδοσίας του κινητήρα. Αυτό συνήθως σημαίνει, καμένη ασφάλεια στη γραμμή παροχής αυτής της φάσης. Θα πρέπει να την αντικαταστήσουμε άμεσα.
Τέλος, η υπερθέρμανση του κινητήρα θα μπορούσε να οφείλεται ακόμη και στον ελλειπή αερισμό (ψύξη)του κινητήρα ή στο υπερβολικό τέντωμα του ιμάντα της τροχαλίας (εάν υπάρχει). Σε καμία περίπτωση, βέβαια, δεν δικαιολογείται το να προκαλέσει ο ίδιος ο ηλεκτρολόγος εγκαταστάτης, υπερθέρμανση στον κινητήρα λόγω λανθασμένης συνδεσμολογίας πάνω στο ακροκιβώτιο
6)Ο στάτης υπερθερμαίνεται σε ορισμένα του σημεία και η υπερθέρμανση αυτή συνοδεύεται από υπερφόρτιση σε μία εκ των δύο φάσεων, προκαλώντας δυνατό θόρυβο. Στη περίπτωση αυτή, έχουμε εσωτερικό βραχυκύκλωμα στο τύλιγμα του στάτη. Θα πρέπει να αντικατασταθεί άμεσα.
7)Όταν ο κινητήρας λειτουργεί, ακούγεται θόρυβος και ο κινητήρας υπερθερμαίνεται αρκετά, λόγω της τριβής του δρομέα επάνω στο στάτη. Στη περίπτωση αυτή, το διάκενο μεταξύ στάτη και δρομέα δεν είναι ομοιόμορφο. Παρουσιάζονται ρωγμές είτε στα ρουλεμάν του άξονα του δρομέα, είτε στα καλύμματα του κινητήρα ή ακόμη και κάποια κλίση στον ίδιο τον άξονα. Αυτά, θα πρέπει να αντικατασταθούν και να ρυθμιστούν άμεσα.
8)Ο κινητήρας παρουσιάζει κραδασμούς κατά τη διάρκεια λειτουργίας του.Σε αυτήν τη περίπτωση, συνήθως, υπάρχει εσφαλμένη ευθυγράμμιση του άξονα του δρομέα, λόγω κακής στήριξης ή ανώμαλης επιφάνειας του εδάφους. Θα πρέπει γίνει σωστή στερέωση της βάσης. Επίσης, οι κραδασμοί είναι δυνατόν να προέρχονται από τη μηχανή(φορτίο) που οδηγεί ο κινητήρας. Αυτό αποδεικνύεται έμπρακτα, εάν αποδεσμεύσουμε το φορτίο από τον άξονα του κινητήρα. Εάν παραμένει το πρόβλημα, θα πρέπει να ελέγξουμε το φορτίο.
9)Τα ρουλεμάν υπερθερμαίνονται. Σε περίπτωση που υπάρχει αρκετό γράσο, αυτό θα πρέπει να αφαιρείται. Εάν η βαλβίδα λιπαντικού δεν λειτουργεί σωστά και τα έδρανα έχουν υποστεί φθορά, θα πρέπει άμεσα να αντικατασταθούν. Σε περίπτωση που το λιπαντικό είναι βρώμικο ή στα ρουλεμάν έχει εισχωρήσει σκόνη ή ξένο σώμα, θα πρέπει να προβούμε σε καθαρισμό αυτών. Τέλος, εάν ο ιμάντας της τροχαλίας είναι πολύ σφιγμένος ή το φορτίο που ο οδηγεί ο κινητήρας δεν είναι καλά κεντραρισμένο, θα πρέπει να προβούμε σε άμεση ρύθμιση αυτών.
10)Πρόβλημα στον ηλεκτρονικό ρυθμιστή στροφών, λόγω υψηλής αδράνειας ή μεγάλου φορτίου στον άξονα του κινητήρα. Σε αυτήν τη περίπτωση μπορούμε είτε να μειώσουμε το φορτίο είτε να αντικαταστήσουμε τον ρυθμιστή στροφών με έναν μεγαλύτερο. Βέβαια, σε περίπτωση που ενεργοποιείται κατά την επιτάχυνση ή την επιβράδυνση του κινητήρα, το σύστημα προστασίας ,θα πρέπει να γίνει έλεγχος για τυχόν βραχυκύκλωμα στην έξοδο. Αντιθέτως εάν το σύστημα προστασίας ενεργοποιείται κατά την ομαλή λειτουργία του ρυθμιστή, θα πρέπει να μειώσουμε το φορτίο στον άξονα του κινητήρα ή το μήκος των καλωδίων εξόδου. Δεν αποκλείεται, βέβαια, να έχει υποστεί βλάβη και η βαθμίδα ανόρθωσης του ίδιου του ρυθμιστή στροφών.
Η αρχή λειτουργίας τους βασίζεται και εδώ, στη δημιουργία του στρεφόμενου μαγνητικού πεδίου του στάτη, με τη χρήση όμως δύο τυλιγμάτων αντί τριών. Τα τυλίγματα αυτά, είναι κατάλληλα μετατοπισμένα μεταξύ τους ,ώστε τα ρεύματα που τα διαρρέουν να βρίσκονται σε διαφορά φάσης 90 μοιρών. Τα δύο τυλίγματα ονομάζονται κύριο και βοηθητικό αντίστοιχα. Τα βοηθητικό τύλιγμα έχει μικρότερη διατομή, άρα παρουσιάζει μεγαλύτερη ωμική αντίσταση από αυτήν του κυρίως. Η ύπαρξη του βοηθητικού τυλίγματος συντελεί στην εκκίνηση του κινητήρα, συμμετέχοντας ενεργά στη δημιουργία του στρεφόμενου μαγνητικού πεδίου. Στη συνέχεια όμως, μόλις ο κινητήρας φτάσει σε έναν συγκεκριμένο αριθμό στροφών, το στρεφόμενο πεδίο συντηρείται πλέον, μόνον από το κυρίως τύλιγμα, διότι το βοηθητικό τίθεται εκτός κυκλώματος μέσω ενός φυγοκεντρικού διακόπτη ή ενός ηλεκτρονόμου(relay). Όσο η διαφορά φάσης των δύο ρευμάτων πλησιάζει τις 90 μοίρες, τόσο αυξάνεται η ροπή εκκίνησης του κινητήρα.
Για να επιτευχθεί αυτή η διαφορά φάσης, ανάμεσα στα δύο ρεύματα των δύο τυλιγμάτων (κύριου και βοηθητικού), θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε κάποιες συγκεκριμένες μεθόδους:
1)Χρησιμοποιούμε μια αντίσταση η οποία συνδέεται σε σειρά με το βοηθητικό τύλιγμα. Οι κινητήρες με αντίσταση παρουσιάζουν σχετικά μικρή ροπή εκκίνησης, αρκετό θόρυβο αλλά είναι πολύ φθηνοί. Η ισχύς των κινητήρων είναι μικρή.
2)Χρησιμοποιούμε έναν πυκνωτή ο οποίος συνδέεται σε σειρά με το βοηθητικό τύλιγμα. Οι κινητήρες με πυκνωτή παρουσιάζουν μεγάλη ροπή εκκίνησης, μεγάλη ισχύ και είναι ακριβοί.
3)Βραχυκυκλώνουμε δύο ή τρείς σπείρες στο στάτη, οι οποίες είναι τοποθετημένες στα απέναντι τμήματα των δύο ή τριών μαγνητικών πόλων αντίστοιχα. Οι κινητήρες που χρησιμοποιούν αυτή την μέθοδο, παρουσιάζουν πολύ μικρή ροπή εκκίνησης, πολύ χαμηλό βαθμό απόδοσης αλλά είναι πολύ φθηνοί.
Στη πρώτη περίπτωση, το βοηθητικό τύλιγμα κατασκευάζεται με αγωγό μικρής διατομής και με πολλές σπείρες, όπου σε συνδυασμό με την συνδεδεμένη εν σειρά αντίσταση, εμφανίζει συνολικά μεγάλη ωμική αντίσταση.
Στη δεύτερη περίπτωση, τα δύο τυλίγματα λόγω της αρχικής τους ρύθμισης αλλά και της χρήσης του πυκνωτή, παρουσιάζουν διαφορά φάσης ακριβώς 90 μοιρών. Η ροπή εκκίνησης μπορεί να αυξηθεί περαιτέρω, με τη χρήση ενός δεύτερου πυκνωτή, ο οποίος συνδέεται παράλληλα με τον βασικό.
Όσον αφορά τη αλλαγή στη φορά περιστροφής του ασύγχρονου μονοφασικού κινητήρα, αυτή επιτυγχάνεται, εάν αντιμεταθέσουμε τις συνδέσεις πάνω στα δύο άκρα του βοηθητικού τυλίγματος ως προς το κύριο.
Όσον αφορά τη ρύθμιση των στροφών των ασύγχρονων μονοφασικών κινητήρων, αυτή μπορεί να επιτευχθεί με έναν από τους παρακάτω τρόπους:
1)Με την μεταβολή της συχνότητας στη τάση τροφοδοσίας του κινητήρα.
2)Με την μεταβολή του αριθμού των μαγνητικών πόλων
3)Με την μεταβολή της τάσης τροφοδοσίας του κινητήρα.
Ο πιο συνηθισμένος τρόπος είναι αυτός με τη μεταβολή της τάσης, χρησιμοποιώντας αυτομετασχηματιστή ή μια αντίσταση ή ακόμη και ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα ελέγχου.
Όσον αφορά τη πέδηση των κινητήρων αυτών, χρησιμοποιούμε έναν από τους τρόπους πέδησης των ασύγχρονων τριφασικών κινητήρων, με πιο διαδεδομένο αυτόν της ηλεκτρομαγνητικής πέδης.
Όσον αφορά τους ελέγχους, που πρέπει να πραγματοποιούνται στα πλαίσια της συντήρησης ενός ασύγχρονου μονοφασικού κινητήρα, οφείλουμε να αναφέρουμε τα ακόλουθα:
1)Ελέγχουμε τη καθαριότητα του κινητήρα ανά τακτά χρονικά διαστήματα. Αυτή περιλαμβάνει τον καθαρισμό των ρουλεμάν και των διόδων αερισμού του κινητήρα.
2)Ελέγχουμε και ρυθμίζουμε τη ποσότητα του λαδιού ή του γράσου λίπανσης των ρουλεμάν.
3)Ελέγχουμε την ωμική αντίσταση των τυλιγμάτων του στάτη αλλά και τη μόνωση μεταξύ τυλιγμάτων και γης.
4)Ελέγχουμε τις συσφίξεις στους ακροδέκτες πάνω στο ακροκιβώτιο.
5)Ελέγχουμε τα ρουλεμάν του κινητήρα, όταν αυτός εργάζεται εν κενώ ή με φορτίο στον άξονά του. Ελέγχουμε τη θερμοκρασία που αναπτύσσουν και στις δύο περιπτώσεις, ενώ παράλληλα εξετάζουμε τον άξονα του κινητήρα, για τυχόν πιέσεις που ενδεχομένως να δέχεται ή τυχόν τζόγο που μπορεί να οφείλεται σε φθορά των ρουλεμάν.
6)Έλεγχος του φυγοκεντρικού διακόπτη(διακόπτης απομόνωσης του βοηθητικού τυλίγματος του κινητήρα).
Όσον αφορά τις βλάβες που μπορούν να εμφανιστούν στους ασύγχρονους μονοφασικούς κινητήρες, αξίζει να αναφέρουμε τις παρακάτω περιπτώσεις:
1) Διακοπή του κυκλώματος τροφοδοσίας
2)Διακοπή εσωτερικά στο κυρίως ή στο βοηθητικό τύλιγμα του στάτη
3)Βλάβη στο φυγοκεντρικό διακόπτη
4)Βλάβη στο πυκνωτή
5)Ο κινητήρας υπερφορτίζεται
6)Βραχυκύκλωμα στο κυρίως ή στο βοηθητικό τύλιγμα του στάτη
7)Τριβή του δρομέα πάνω στο στάτη
————————————————————
ΣΤ/14.04.2013
