Motoriskā termiskā pārmērīga slodzes aizsardzība
Lai saprastu dzinēja termisko pārmērīgās slodzes aizsardzību indukcijas dzinējā, mēs varam apspriest trīs fāžu indukcijas dzinēja darbības principu. Šeit ir viens cilindra formas stators un simetriski izkliedēts trīs fāžu virviņš statora iekšējā periferijā. Tādā simetriskā izkliedes dēļ, kad trīs fāžu piegāde tiek pieslēgta statora virvī, rodas rotējošais magnētiskais lauks. Šis lauks rotē ar sinhrono ātrumu. Rotoru indukcijas dzinējā galvenokārt veido daudzi solidāki vaļas šķiedras stiprinājumi, kas abos galiem ir saistīti tā, ka veido cilindra formas kājūdu struktūru. Tāpēc šo dzinēju bieži sauc arī par lielmeža dzīvnieka indukcijas dzinēju. Tomēr atgriezīsimies pie pamatpunkta trīs fāžu indukcijas dzinējam - kas mums palīdzēs skaidri saprast dzinēja termisko pārmērīgās slodzes aizsardzību.
Kad rotējošais magnētiskais plūsma caur katru rotorā esošo vaļa stiprinājumu, rodas inducēts cirkulējošs strāvas plūsma, kas plūst caur vaļa stiprinājumiem. Sākotnēji rotoru ir nomierināts, un statora lauks rotē ar sinhrono ātrumu, relatīvais kustības starp rotējošo lauku un rotoru ir maksimāls. Tāpēc plūsmas sadalījuma ātrums ar rotorā esošajiem vaļiem ir maksimāls, inducētais strāvas plūsma ir maksimāls šajā stāvoklī. Taču, jo inducētā strāvas plūsma ir izraisīta šo relatīvo ātrumu, rotoram cenšosies samazināt šo relatīvo ātrumu un tāpēc sāks rotēt rotējošā magnētiskā lauka virzienā, lai sasniedztu sinhrono ātrumu. Kad tikko rotoru sasniedz sinhrono ātrumu, šis relatīvais ātrums starp rotoru un rotējošo magnētisko lauku kļūst nulle, tāpēc nebūs nekādas tālākas plūsmas sadalījuma un sekos nekāds inducēts strāvas plūsma rotorā esošajos vaļos. Kad inducētais strāvas plūsma kļūst nulle, nebūs nekādas tālākas nepieciešamības uzturēt nulli relatīvo ātrumu starp rotoru un rotējošo magnētisko lauku, tāpēc rotoru ātrums samazinās.
Tikko rotoru ātrums samazinās, relatīvais ātrums starp rotoru un rotējošo magnētisko lauku atkal pieņem nenullējas vērtību, kas atkal izraisa inducēto strāvas plūsmu rotorā esošajos vaļos, un rotoru atkal cenšosies sasniegt sinhrono ātrumu, un tas turpināsies līdz brīdim, kamēr dzinējs ir ieslēgts. Šī parādība nozīmē, ka rotoru nekad neatteiks sinhrono ātrumu, tāpat kā tam nekad neseksēs darbību normālas darbības laikā. Atšķirība starp sinhrono ātrumu un rotoru ātrumu attiecībā uz sinhrono ātrumu tiek saukta par indukcijas dzinēja slīpumu.
Normāli strādājošā indukcijas dzinējā slīpums parasti mainās no 1% līdz 3%, atkarībā no dzinēja slodzes stāvokļa. Tagad mēģināsim izveidot dzinēja ātruma un strāvas plūsma raksturojumu - pieņemsim piemēru par lielu kotla ventilatoru.
Raksturojumā Y ass ir ņemta kā laiks sekundēs, X ass ir ņemta kā % no statora strāvas plūsma. Kad rotoru ir nomierināts, t.i., uzsākšanas stāvoklī, slīpums ir maksimāls, tāpēc inducētais strāvas plūsma rotorā ir maksimāls, un tāpēc transformācijas darbības dēļ stators arī pievelkos lielu strāvas plūsma no piegādes, un tas būs aptuveni 600 % no pilnas slodzes statora strāvas plūsma. Kad rotoru paātrinās, slīpums samazinās, tāpēc rotoru strāvas plūsma, tāpēc statora strāvas plūsma samazināsies līdz aptuveni 500 % no pilnas slodzes statora strāvas plūsma 12 sekunžu laikā, kad rotoru ātrums sasniedz 80 % no sinhronā ātruma. Pēc tam statora strāvas plūsma strauji samazināsies līdz normālajai vērtībai, kad rotoru sasniedz savu normālo ātrumu.
Tagad apspriedīsim elektrodzinēja termisko pārmērīgo slodzi vai elektrodzinēja pārsildīšanās problēmu un nepieciešamību dzinēja termiskā pārmērīgās slodzes aizsardzība.
Kad domājam par dzinēja pārsildīšanos, pirmā lieta, kas mums prātā nonāk, ir pārmērīga slodze. Dzinējs, kura mehāniski tiek pārmērīgi apslodināts, pievelkos lielāku strāvas plūsmu no piegādes, kas ved pie pārmērīgas dzinēja pārsildīšanās. Dzinējs var tikt pārmērīgi pārsildīts arī tad, ja rotoru tiek mehāniski bloķēts, t.i., kļūst nomierināts kāda ārēja mehāniska spēka dēļ. Šajā situācijā dzinējs pievelkos ļoti lielu strāvas plūsmu no piegādes, kas arī ved pie elektrodzinēja termiskā pārmērīgās slodzes vai pārmērīgas pārsildīšanās problēmas. Cita pārsildīšanās iemesla ir zema piegādes spriegums. Kā dzinējs no piegādes iegūst enerģiju atkarībā no dzinēja slodzes stāvokļa, zemākam piegādes spriegumam dzinējs pievelkos lielāku strāvas plūsmu no piegādes, lai nodrošinātu nepieciešamo momentu. Viena fāze, kas ir izslēgta, arī izraisa dzinēja termisko pārmērīgo slodzi. Ja viena piegādes fāze ir izslēgta, atlikusīs divas fāzes pievelkos lielāku strāvas plūsmu, lai nodrošinātu nepieciešamo slodzes momentu, un tas ved pie dzinēja pārsildīšanās. Trīs fāžu piegādes nelīdzsvarots stāvoklis arī izraisa dzinēja virviņu pārsildīšanos, jo nelīdzsvarota sistēma rezultē negatīvu sekvences strāvas plūsmu statora virvī. Arī nejauša piegādes sprieguma zudums un atjaunošana var izraisīt dzinēja pārmērīgu pārsildīšanos. Tā kā nejauša piegādes sprieguma zudums, dzinējs samazina savu ātrumu, un tā nejauša atjaunošana dzinējs paātrina, lai sasniegtu savu normālo ātrumu, un tāpēc dzinējs pievelkos lielāku strāvas plūsmu no piegādes.
