12.5.2024 - Ing. Aleš Smeták
Standardní směr otáčení motoru je pravotočivý a ten směr také nazýváme jako "smysl otáčení" nebo jako "sled fází". Pravotočivý směr otáčení motoru zajistíme správným sledem fází, kdy první fáze předchází druhou a druhá třetí.
To koneckonců vyplývá z obrázků z přechozího článku o magnetickém točivém poli. Pokud totiž největší magnetické pole nejprve vznikne na prvním vinutí, poté na druhém vinutí a konec až na třetím vinutí, bude se rotor otáčet směrem doprava.
Co když ale potřebujeme tento směr otočit a potřebujeme, aby se motor točil doleva? No samozřejmě by to šlo změnou otáčením rotoru v generátoru v elektrárně, ale to je poněkud nepraktické řešení.
Dalším a mnohem praktičtějším způsobem je prohození první a třetí fáze, čili že na vinutí 1 zapojíme fázi L3 a na vinutí 3 zapojíme fázi L1.
Zkusme si to více rozvést...
Proud z generátoru jde standardně v pravotočivém směru. První jde fáze L1, pak L2 a nakonec L3. Jenže my jsme fáze do motoru přehodili a proto se první vytvoří magnetické pole cívka 3, do které přichází fáze L1. Potom se zmagnetizuje cívka 2 a nakonec cívka 1, do které jde fáze L3. Pořadí zmagnetizování vinutí v motoru tedy bude 3, 2, 1... rotor se proto začne točit doleva.
O tom, že třífázový motor lze zapojit do hvězdy a do trojúhelníku, pojednává článek o výkonu v třífázové soustavě a také článek o přepíná hvězda / trojúhelník. Nyní se na zapojení motoru podíváme trochu více prakticky.
Cívky motoru bývají označeny písmeny U, V a W a protože má každá dva vývody, přidává se k písmenům ještě číslo 1 nebo 2. Ve svorkovnici motoru tedy nalezneme svorky U1, U2, V1, V2, W1 a W2.
Je důležité připomenout, že zdaleka ne všechny motory lze připojit oběma způsoby! V ČR se běžně vyskytuje fázové napětí Uf = 230V a sdružené napětí Us = 400V. Při zapojení motoru s označením Δ/Y 230/400V do trojúhelníku by mohlo dojde ke zničení vinutí.
Při zapojení do hvězdy (Y) jsou cívky vystaveny fázovému napětí, a proto cívkami prochází elektrický proud o velikosti I = Uf/Zy.
Pokud svorkovnici motoru zapojíme ve sledu fází, bude se otáčet doprava.
Pokud na naopak svorkovnici motoru zapojíme s prohozením první a třetí fáze, bude se otáčet doleva.
Při zapojení do trojúhelníku (Δ) jsou cívky vystaveny sdruženému napětí, a proto cívkami prochází elektrický proud o velikosti I = U/Zy.
Při zapojení motoru se štítkem Δ/Y 400/690V do trojúhelníku (Δ) na běžnou síť v ČR, bude mít motor jeho nominální výkon, ale při zapojení motoru do hvězdy (Y) bude mít díky podpětí třetinový výkon. Toho se využívá při potřebě pomalého rozběhu.
Pokud svorkovnici motoru zapojíme ve sledu fází, bude se otáčet doprava.
Pokud na naopak svorkovnici motoru zapojíme s prohozením první a třetí fáze, bude se otáčet doleva.
Bylo by extrémně nepraktické, pokud bychom při změně otáčení motoru měli přehazovat vodiče a proto máme reverzní přepínače, které umožňují změnu směru otáčení motoru pouhým otočením přepínače.
Alternativou k přepínači je stykačová kombinace s tlačítky, viz níže.
Při brouzdání na xichtbůku jsem v jedné skupině narazil na žádost s pomocí s následujícím zadáním. Patrně se jednalo o nějaký domácí úkol a místo pomoci se žadateli dostalo jen urážek a výsměchu. To už ale není důležité.
Důležité je, že je to snad ukázkové schéma, jehož vyřešení by nemělo být pro zkušeného elektrotechnika problém i když ho ve tři ráno vzbudí...
Pojďme si tedy společně příklad po částech projít a ty si vysvětlit. Nejlepší bude začít vysvětlením jednotlivých značek a zkratek.
Z přechozí části článku víme, že změna otáčení motoru, takzvaná reverzace motoru, se zajistí změnou směru točivého magnetického pole a také víme, že změna směru točivého magnetického pole se dá zrealizovat prohozením první a třetí fáze, čili prohozením vodičů L1 a L3.
Aby reverzace motoru byla komfortní, čili aby se nemusely ve svorkách motoru U1 a W1 neustále přehazovat vodiče L1 a L3, tak musí být na svorku U1 i W1 přivedeny oba vodiče L1 i L3 zároveň, jenže...
Ačkoliv potřebujeme na svorky U a W přivést vodiče L1 i L3 - a to jsme nyní splnili - tak při tomto zapojení dojde k mezifázovému zkratu mezi L1 a L3. To rozhodně je rozhodně nežádoucí a musíme tomu zabránit. Nemůžeme připustit, aby na jednu svorku U nebo W šly dvě rozdílné fáze zároveň.
Principem celého funkčního zapojení reverzace je tedy snaha o jistý komfort při přepínání směru otáčení motoru, aniž by při tom došlo ke zkratu mezi L1 a L3. K tomu nám dopomáhej stykačová kombinace (blokace)...
Pojďme se tedy podívat na stykače v našem příkladu.
O funkci stykačů a relátek bude jiný článek a nyní se spokojíme s informací, že pokud elektrický proud
neprochází cívkami KM1 nebo KM2, tak:
A pokud cívkami KM1 nebo KM2 proud prochází, tak:
Tak nyní zhruba víme, jak se chovají stykače KM1 a KM2 pokud jejich cívkami prochází nebo neprochází elektrický proud. K čemu to ale všechno je vlastně dobré? Proč tam ty stykače vlastně vůbec jsou?
Jak již bylo několikrát zmíněno, aby reverzace motoru byla komfortní, čili aby se nemusely ve svorkách motoru U1 a W1 neustále přehazovat vodiče L1 a L3, tak musí být na svorku U1 i W1 přivedeny oba vodiče L1 i L3 zároveň. Proud však může být vždy jen v jednom z nich!
Musíme tedy stykače zapojit tak, aby
Toho snadno dosáhneme pomocí následujícího schématu.
Na začátku není stisknuto žádné tlačítko. Cívkami KM1 ani KM2 neprotéká žádný proud a proto hlavní kontakty obou stykačů jsou rozeplé (vypnuté) a motor je odpojen. Kontakty KM1.1 a KM2.1 jsou v tomto případě rozeplé a kontakty KM2.2 a KM1.2 jsou naopak seplé.
Při stisknutí tlačítka SB2 dojde k probuzení cívky KM1, která sepne hlavní kontakty stykače KM1 a tím pošle proud do motoru.
Zároveň dojde k sepnutí kontaktu KM1.1 a to zajistí průchod proudu cívkou KM1 i když dojde k uvolnění tlačítka SB2. Průchod proudu cívkou KM1 také způsobí rozepnutí kontaktu KM1.2 a tím znemožní průchod proudu do cívky KM2.
Protože cívkou KM2 žádný proud neprochází, jsou rozeplé i její hlavní svorky a sepnutý kontakt KM2.2.
Pokud je stisknuto rozpojovací tlačítko SB1, cívkami KM1 ani KM2 nebude protékat žádný proud a proto hlavní kontakty obou stykačů budou rozeplé (vypnuté) a motor bude odpojen.
Ještě si představme situaci, že by došlo k sepnutí obou tlačítek SB3 i SB2 najednou. Pozorný čtenář už jistě pochopil, že by se nestalo nic. Sepnutí obou tlačítek pošle proud na obě cívky KM1 i KM2 a ty zase rozpojí kontakty KM2.1 a KM2.2 a tím obě cívky odpojí.
Úplně stejně jako poslední schéma funguje i nadproudové relé FA1. V případě, že do motoru poteče více proudu, než kolik je na relé nastaveno, tak dojde k aktivaci FA1 a odstavení obou cívek KM1 i KM2. To opět způsobí rozepnutí hlavních kontaktů na obou stykačích.
Teď už tedy víme jak funguje reverzace motoru přehozením první a třetí fáze a také jak funguje stykačová kombinace, která zajistí, že za žádných okolností nebudou seplé oba dva stykače zároveň a proto nedojde k mezifázovému zkratu.
Pojďme si to konečně celé nakreslit dohromady...
... a nyní je pro vás vyplnění původního zadání úplnou hračkou.
Pokud jste v článku nalezli chybu, dejte nám, prosíme, o ní vědět na eas@eas-elektro.cz
Děkujeme, Eva a Aleš Smetákovi - návrat zpět na přehled článků