Εκκίνηση και ρύθμιση στροφών κινητήρων
|
του Νικόλαου. Μ. Κιμουλάκη
Διπλ. Ηλεκτρολόγου Μηχανικού Ε.Μ.Π. |
Η εξάπλωση και χρήση των ασύγχρονων κινητήρων εναλλασσόμενου ρεύματος είναι καθολική σε όλες σχεδόν τις εφαρμογές, ανεξάρτητα με τις ιδιαίτερες απαιτήσεις που αυτές μπορεί να παρουσιάζουν.
Η απλή σχετικά κατασκευή των ασύγχρονων μηχανών και ιδιαίτερα των κινητήρων βραχυκυκλωμένου δρομέα, καθώς επίσης και η συμπεριφορά τους κατά την λειτουργία σε εφαρμογές και περιβάλλοντα με ιδιαίτερες απαιτήσεις, αποτελούν τους βασικούς λόγους για τους οποίους ο ασύγχρονος κινητήρας εναλλασσόμενου ρεύματος κέρδισε έδαφος έναντι των υπολοίπων.
Μερικές από τις εφαρμογές στις οποίες χρησιμοποιείται κατά κύριο λόγο ο ασύγχρονος κινητήρας είναι οι ακόλουθες: μεταφορικές ταινίες, κοχλίες, πιεστικά συστήματα, μίξερ, γκαραζόπορτες, βιομηχανικοί ανεμιστήρες και εξαεριστήρες, κυκλοφορητές, ανυψωτικά μηχανήματα. εργαλειομηχανές (CNC) και πλήθος άλλων εφαρμογών που είναι δύσκολο κανείς να απαριθμήσει.
|
Η τεχνολογική πρόοδος στον τομέα των ηλεκτρονικών ισχύος διαδραμάτισε ιδιαίτερο ρόλο στην εξέλιξη και την βελτίωση των ρυθμιστών στροφών.
|
Μεταξύ των πλεονεκτημάτων που παρουσιάζει ένας ασύγχρονος κινητήρας, είναι ο μικρός συγκριτικά όγκος του (ο οποίος διαρκώς μειώνεται με την πρόοδο της τεχνολογίας στον τομέα των μαγνητικών υλικών), η αντοχή του σε σκληρές συνθήκες εργασίας, η μεγάλη διάρκεια ζωής του και το χαμηλό σχετικά κόστος συντήρησης και επισκευής του.
Ένας κινητήρας βραχυκυκλωμένου δρομέα εμφανίζει χαμηλό συντελεστή ισχύος και μεγάλο ρεύμα εκκίνησης. Για την εκκίνηση των κινητήρων απαιτούνται διατάξεις ή κυκλώματα αυτοματισμού, μέσω των οποίων αφενός θα εξασφαλίζεται η ομαλή εκκίνηση του κινητήρα ακόμη και όταν στον άξονα του εφαρμόζεται μηχανικό φορτίο και αφετέρου θα περιορίζονται τα αναπτυσσόμενα ρεύματα κατά το στάδιο της εκκίνησης, ώστε να μην κινδυνεύσει να καταστραφεί ο κινητήρας.
Ειδικότερα στο θέμα της ρύθμισης της ταχύτητας του κινητήρα, οι σύγχρονες εφαρμογές απαιτούν ακριβή αριθμό στροφών, γεγονός που σημαίνει ότι θα πρέπει, αφενός να υπάρχει η δυνατότητα συνεχούς μικρομεταβολής της ταχύτητας και αφετέρου οι αποκλίσεις σε σχέση με την επιθυμητή ταχύτητα να είναι ελάχιστες.
Η θεωρία των ηλεκτρικών μηχανών αποδεικνύει ότι οι στροφές ενός ασύγχρονου επαγωγικού κινητήρα, μεταβάλλονται ανάλογα με την συχνότητα της τάσης με την οποία τροφοδοτείται η μηχανή. Πάνω σε αυτό το χαρακτηριστικό στηρίζεται η αρχή λειτουργίας των διατάξεων ρύθμισης στροφών που χρησιμοποιούνται σήμερα στις εφαρμογές όπου απαιτείται έλεγχος της ταχύτητας των ασύγχρονων κινητήρων εναλλασσόμενου ρεύματος.
Με την χρήση των ρυθμιστών στροφών επιτυγχάνεται ακρίβεια στην ταχύτητα, στοιχείο που είναι απόλυτα απαραίτητο σε εφαρμογές που σχετίζονται με γραμμές παραγωγής, οδήγηση μηχανημάτων κοπής και επεξεργασίας, συστημάτων μεταφοράς και ανύψωσης κ.λ.π.
Ιδιαίτερο ρόλο στην εξέλιξη και την βελτίωση των ρυθμιστών στροφών έπαιξε τεχνολογική πρόοδος στον τομέα των ηλεκτρονικών ισχύος και ιδιαίτερα η ανάπτυξη των IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors).
|