Moottorinohjaimia voidaan käyttää manuaalisesti, etänä tai automaattisesti. Ne voivat sisältää vain välineet moottorin käynnistämiseen ja pysäyttämiseen tai niihin voi sisältyä muitakin toimintoja.
Sähkömoottorin ohjain voidaan luokitella sen mukaan, minkä tyyppistä moottoria sillä on tarkoitus ohjata, kuten kestomagneettimoottori, servomoottori, sarjamoottori, erillisjännitteinen moottori ja vaihtovirtamoottori.
Moottorinohjain liitetään virtalähteeseen, kuten akkuun tai virtalähteeseen, ja ohjauspiiriin analogisten tai digitaalisten tulosignaalien muodossa.
MoottorinkäynnistimetEdit
Pieni moottori voidaan käynnistää yksinkertaisesti kytkemällä se virtaan. Suurempi moottori vaatii erikoistuneen kytkinyksikön, jota kutsutaan moottorikäynnistimeksi tai moottorikontaktoriksi. Kun virta kytketään päälle, suorakäynnistin (DOL) kytkee moottorin liittimet välittömästi suoraan virtalähteeseen. Pienemmissä kokoluokissa moottorin käynnistin on käsikäyttöinen kytkin; suuremmissa moottoreissa tai moottoreissa, jotka vaativat kauko- tai automaattiohjausta, käytetään magneettikontaktoreita. Erittäin suurissa moottoreissa, jotka toimivat keskijännitevirtalähteillä (tuhansia voltteja), voidaan kytkinelementteinä käyttää virtakatkaisijoita.
Suorakäynnistin (Direct on line, DOL) tai verkkokäynnistin kytkee täyden verkkojännitteen moottorin liittimiin. Tämä on yksinkertaisin moottorikäynnistintyyppi. DOL-moottorikäynnistin sisältää myös suojalaitteet ja joissakin tapauksissa kunnonvalvonnan. Pienikokoiset suoran verkkokäynnistimet ovat käsikäyttöisiä; suuremmissa kokoluokissa käytetään sähkömekaanista kontaktoria moottorin virtapiirin kytkemiseen. On olemassa myös puolijohdekäynnistimiä.
Suoraa verkkokäynnistintä voidaan käyttää, jos moottorin suuri syöksyvirta ei aiheuta liian suurta jännitehäviötä syöttöpiirissä. Syöttölaitos voi tästä syystä rajoittaa moottorin suurinta sallittua kokoa suorassa verkkokäynnistimessä. Sähkölaitos voi esimerkiksi vaatia maaseutuasiakkaita käyttämään pienjännitekäynnistimiä yli 10 kW:n moottoreille.
DOL-käynnistystä käytetään joskus pienten vesipumppujen, kompressorien, puhaltimien ja kuljetinhihnojen käynnistämiseen. Kun kyseessä on asynkronimoottori, kuten kolmivaiheinen oikosulkumoottori, moottori ottaa suuren käynnistysvirran, kunnes se on saavuttanut täyden nopeuden. Tämä käynnistysvirta on tyypillisesti 6-7 kertaa suurempi kuin täyden kuormituksen virta. Käynnistysvirran pienentämiseksi suuremmissa moottoreissa on pienjännitekäynnistimet tai säädettävänopeuksiset taajuusmuuttajat virtalähteen jännitehäviöiden minimoimiseksi.
Käänteiskäynnistin voi kytkeä moottorin pyörimään kumpaankin suuntaan. Tällaisessa käynnistimessä on kaksi DOL-piiriä – toinen myötäpäivään ja toinen vastapäivään – ja mekaaniset ja sähköiset lukitukset estävät samanaikaisen sulkemisen. Kolmivaiheisten moottoreiden osalta tämä saavutetaan vaihtamalla minkä tahansa kahden vaiheen yhdistävät johdot. Yksivaiheiset vaihtovirtamoottorit ja tasavirtamoottorit vaativat lisälaitteita pyörimissuunnan kääntämiseksi.
Alennetun jännitteen käynnistimet Muokkaa
Alennetun jännitteen, tähti-kolmio- tai pehmokäynnistimet kytkevät moottorin virtalähteeseen jännitteen alentamislaitteen kautta ja lisäävät syötettävää jännitettä asteittain tai portaittain. Moottorin alennetun jännitteen käynnistämiseen voidaan käyttää kahta tai useampaa kontaktoria. Käyttämällä säästömuuntajaa tai sarjainduktanssia moottorin liittimissä on pienempi jännite, mikä vähentää käynnistysmomenttia ja käynnistysvirtaa. Kun moottori on saavuttanut jonkin murto-osan täydestä kuormitusnopeudestaan, käynnistin kytkee täyden jännitteen moottorin liittimiin. Koska säästömuuntaja tai sarjareaktori kantaa moottorin raskasta käynnistysvirtaa vain muutaman sekunnin ajan, laitteet voivat olla paljon pienempiä kuin jatkuvasti mitoitetut laitteet. Siirtyminen alennetun ja täyden jännitteen välillä voi perustua kuluneeseen aikaan tai käynnistyä, kun virta-anturi osoittaa, että moottorin virta on alkanut pienentyä. Automuuntajakäynnistin patentoitiin vuonna 1908.
Säädettävät taajuusmuuttajat Muokkaa
Säädettävänopeuksinen taajuusmuuttaja (ASD, adjustable-speed drive) tai taajuusmuuttaja (VSD, variable-speed drive) on toisiinsa kytketty laiteyhdistelmä, joka tarjoaa keinon mekaanisen kuorman käyttönopeuden ajamiseen ja säätämiseen. Sähköinen säädettävänopeuksinen taajuusmuuttaja koostuu sähkömoottorista ja nopeudensäätimestä tai tehomuuttajasta sekä lisälaitteista ja -laitteista. Yleisessä käytössä termiä ”taajuusmuuttaja” käytetään usein vain säätimestä. Useimmissa nykyaikaisissa taajuusmuuttajissa ja taajuusmuuttajissa voidaan toteuttaa myös moottorin pehmeä käynnistys.
Älykkäät ohjaimet Muokkaa
Älykäs moottorinohjain (IMC, Intelligent Motor Controller) käyttää tehoelektroniikkalaitteita, joita käytetään moottorin ohjauksessa, mikroprosessorin avulla. IMC:t valvovat moottorin kuormitusta ja sovittavat vastaavasti moottorin vääntömomentin moottorin kuormitukseen. Tämä saavutetaan pienentämällä vaihtovirran liittimiin tulevaa jännitettä ja samalla pienentämällä virtaa ja kvar-arvoa. Tämä voi parantaa energiatehokkuutta moottoreissa, jotka toimivat pienellä kuormituksella suuren osan ajasta, jolloin moottorin tuottama lämpö, melu ja tärinä vähenevät.