Beton-52.ru

Домашнему мастеру
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Онлайн помощник домашнего мастера

  • Электродвигатели

Наверно все знают, что различные устройства работают на основе электрических двигателей. Но для чего нужна защита электродвигателей осознает лишь малая часть пользователей. Оказывается они могут сломаться в результате различных непредвиденных ситуаций.

Чтобы избежать проблем с высокими затратами на ремонт, неприятных простоев и дополнительных материальных потерь используются качественные защитные устройства. Далее разберемся в их устройстве и возможностях.

Краткое содержимое статьи:

Задачи устройств для защиты электродвигателей

Бытовую электротехнику от пусковых токов большой величины в сетях обычно защищают с помощью трехфазных автоматических выключателей, срабатывающих через некоторое время после того, как величина тока превысит номинальную. Таким образом, вал мотора успевает раскрутиться до нужной скорости вращения, после чего сила потока электронов снижается. Но защитные устройства, используемые в быту, не имеют точной настройки. Поэтому выбор автоматического выключателя, позволяющего защитить асинхронный двигатель от перегрузок и сверхтоков короткого замыкания, более сложен.

Современные автоматы для защиты двигателя нередко устанавливаются в общем корпусе с пускателями (так называются коммутационные устройства запуска мотора). Они предназначены для выполнения следующих задач:

  • Защита устройства от сверхтока, возникшего внутри мотора или в цепи подачи электропитания.
  • Предохранение силового агрегата от обрыва фазного проводника, а также дисбаланса фаз.
  • Обеспечение временной выдержки, которая необходима для того, чтобы мотор, вынужденно остановившийся в результате перегрева, успел охладиться.

Управляющая и защитная автоматика для двигателя на видео:

  • Отключение установки, если нагрузка перестала подаваться на вал.
  • Защита силового агрегата от долгих перегрузок.
  • Защита электромотора от перегрева (для выполнения этой функции внутри установки или на ее корпусе монтируются дополнительные температурные датчики).
  • Индикация рабочих режимов, а также оповещение об аварийных состояниях.

Необходимо также учитывать, что автомат для защиты электродвигателя должен быть совместим с контрольными и управляющими механизмами.

Защита от короткого замыкания

Короткое замыкание (КЗ) может произойти не только в обмотке двигателя, но также в коробке с клеммами, в питающем кабеле или пусковой схеме. По этой причине целесообразно устанавливать защиту от КЗ на вводе питания пускателя. Обычно применяют предохранители и защитные автоматы, причем трехполюсные автоматы предпочтительнее, поскольку в случае аварии они полностью отключают питание от электродвигателя — при коротком замыкании срабатывает электромагнитный расцепитель.

Предохранители от КЗ

Существует разновидность плавкого предохранителя, которая предназначена для защиты агрегата от короткого замыкания (КЗ). Однако, здесь стоит отметить, что плавкий предохранитель быстрого срабатывания может выйти из строя, если при запуске аппарата будет происходить кратковременная перегрузка, то есть увеличение пускового тока. По этой причине такие приборы обычно используются в тех сетях, где такой скачок невозможен. Что касается самого средства защиты электродвигателя от перегрузки, то предохранитель быстрого срабатывания может выдержать ток, который будет превышать его номинальный на 500%, если перепад длится не более четверти секунды.

ЗАЩИТА ОТ НЕПОЛНОФАЗНОГО РЕЖИМА

Этот вид автоматического защитного устройства не предписан ПУЭ как обязательный, хотя является весьма желательным. При работе трёхфазного электродвигателя на двух фазах происходит постепенный перегрев обмоток, приводящий к разрушению изоляции обмоточного провода.

Читать еще:  Коэффициент схемы релейной защиты

Самое плохое в этой ситуации то, что потребляемый ток при этом может быть сравним с номинальной величиной, то есть токовые защиты электродвигателя, в том числе расцепители теплового типа, защищающие от перегрузки на этот режим могут не среагировать.

Некоторые модели электрических машин содержат встроенные (температурные) датчики обмотки.

Такие модификации электрических машин можно оснастить специальным устройством защиты электродвигателя, осуществляющие контроль теплового состояния электромашины.

Тепловые защитные устройства способны помочь и в случае перегрева при работе на двух фазах.

Для чего нужна защита

В процессе работы двигателя могут возникнуть различные ситуации, связанные с его перегрузкой, что может привести к аварии, это:

  • пониженное напряжение питания;
  • обрыв фазы;
  • перегрузка приводимых в действие механизмов;
  • слишком долгий процесс запуска или самозапуска.

При возникновении таких нештатных ситуаций возрастает ток в обмотках. Например, при обрыве фазы питания ток статора может увеличиться от 1,6 до 2,5 раз относительно номинального тока. Это приводит к перегреву двигателя, нарушению изоляции обмоток, короткому замыканию (КЗ) и в некоторых случаях к пожару.

Чтобы избежать неожиданных сбоев, дорогостоящего ремонта и последующих потерь из-за простоя двигателя, важно, чтобы двигатель был оснащен каким-то защитным устройством .

Основы встроенной защиты двигателя для начинающих (на фото: вид установленного термостата внутри двигателя, кредит: johndearmond.com)

В этой статье мы рассмотрим встроенную защиту двигателя с тепловой защитой от перегрузки, чтобы избежать повреждения и разрушения двигателя. Встроенный протектор всегда требует внешнего выключателя, в то время как некоторые встроенные типы защиты двигателя даже требуют реле перегрузки.

Внутренняя защита // Встроенная в двигатель

Зачем нужна встроенная защита двигателя, когда двигатель уже оснащен реле перегрузки и предохранителями? Иногда реле перегрузки не регистрирует перегрузку двигателя.

Вот несколько примеров этого //

  1. Если двигатель закрыт и медленно нагревается до высокой температуры повреждения.
  2. В общем, высокая температура окружающей среды.
  3. Если внешняя защита двигателя установлена ​​с слишком высоким током отключения или установлена ​​неправильным образом.
  4. Если двигатель в течение короткого периода времени перезапускается несколько раз, ток заблокированного ротора нагревает двигатель и в конечном итоге повреждает его.

Степень защиты, обеспечиваемая устройством внутренней защиты, классифицируется в стандарте IEC 60034-11.

Обозначение TP

TP является аббревиатурой для термической защиты. Существуют различные типы термической защиты и идентифицируются TP-кодом (TPxxx), который указывает:

  • Тип тепловой перегрузки, для которой разработана тепловая защита (1 цифра)
  • Количество уровней и тип действия (2 цифры)
  • Категория встроенной тепловой защиты (3 цифры)

Когда речь заходит о двигателях насоса, наиболее распространенными обозначениями TP являются:

  • TP 111 — Защита от медленной перегрузки
  • TP 211 — защита от быстрой и медленной перегрузки.

Внутренняя защита, встроенная в обмотки

Индикация допустимого уровня температуры, когда двигатель подвергается тепловой перегрузке. Категория 2 допускает более высокие температуры, чем в категории 1.

Символ
(ТР)
Техническая перегрузка с вариацией
(1 разряд)
Количество уровней и области функций (2 цифры)категория
(3 цифры)
TP 111Только медленная (т.е. постоянная перегрузка)1 уровень при отсечке1
TP 1122
TP 1212 уровня при аварийном сигнале и обрезании1
TP 1222
TP 211Медленный и быстрый (т.е. постоянная перегрузка и блокировка)1 уровень при отсечке1
TP 2122
TP 2212 уровня при аварийном сигнале и обрезании1
TP 2222
TP 311Только быстрое (т.е. заблокированное условие)1 уровень при отсечке1
TP 3122
Читать еще:  Защитное заземление его назначение и устройство

Информация о том, какой тип защиты была применена к двигателю, может быть найдена на паспортной табличке с использованием обозначения TP (тепловая защита) в соответствии с IEC 60034-11 .

В общем, внутренняя защита может быть реализована с использованием двух типов защитных устройств:

  1. Термозащитные или
  2. Термисторы.

Тепловые защитные устройства — встроенные в клеммную коробку

Термальные защитные устройства или термостаты используют сменный, биметаллический, дисковый переключатель для открытия или закрытия контура, когда он достигает определенной температуры. Термические защитные устройства также называются Klixons (торговое название от Texas Instruments).

Когда биметаллический диск достигает заданной температуры, он открывает или закрывает набор контактов в цепи управления с напряжением . Термостаты доступны с контактами для нормально разомкнутого или нормально замкнутого режима, но одно и то же устройство не может использоваться для обоих.

Термостаты предварительно откалиброваны изготовителем и не могут быть отрегулированы. Диски герметично закрыты и размещены на клеммной колодке.

Верхняя табличка: TP 211 в двигателе MG 3.0 kW, оборудованная PTC; Нижняя табличка: TP 111 в двигателе Grundfos MMG 18, 5 кВт, оборудованный PTC.

Символы термического выключателя двигателя

Символы (слева направо):

  1. Термовыключатель без обогревателя
  2. Термовыключатель с нагревателем
  3. Термовыключатель без подогревателя для трехфазных двигателей (звёздная защита)

Термостат может либо активировать цепь аварийного сигнала, если он нормально разомкнут, либо отключить контактор двигателя, если он нормально замкнут и последовательно подключен к контактору.

Поскольку термостаты расположены на внешней поверхности концов катушек, они воспринимают температуру в этом месте. В связи с трехфазными двигателями термостаты считаются нестабильной защитой от стойла или других быстро меняющихся температурных условий.

В однофазных двигателях термостаты защищают от запорных роторов.

Вернуться к индексу ↑

Тепловой выключатель — встроенный в обмотки

Тепловые защитные устройства также могут быть встроены в обмотки, см. Иллюстрацию ниже. Они работают как чувствительный выключатель питания для одно- и трехфазных двигателей. В однофазных электродвигателях до заданного размера двигателя около 1, 1 кВт он может быть установлен непосредственно в основной цепи, чтобы служить в качестве защитного устройства для намотки.

Символ тепловой защиты

Тепловая защита должна быть соединена последовательно с обмоткой или с цепью управления в двигателе.

Тепловая защита, встроенная в обмотки

Klixon и Thermik являются примерами термического переключателя. Эти устройства также называются PTO (Protection Thermique à Ouverture).

Токовые и температурно-чувствительные термические выключатели: Top: Klixons; Нижняя часть: Thermik — PTO

Внутренний монтаж

В однофазных двигателях используется один термический выключатель. В трехфазных электродвигателях между фазами двигателя помещаются два тепловых выключателя, соединенных последовательно. Таким образом, все три фазы контактируют с термическим выключателем.

Термические переключатели могут быть модифицированы на конце катушки, но в результате увеличивается время реакции. Коммутаторы должны быть подключены к внешней системе мониторинга. Таким образом, двигатель защищен от медленной перегрузки. Тепловые выключатели не требуют реле усилителя.

Читать еще:  Релейная защита для чайников

Тепловые выключатели НЕ МОЖЕТЕ защищать от запорных роторов.

Вернуться к индексу ↑

Как работает терморегулятор?

Кривая с правой стороны показывает сопротивление в зависимости от температуры для типичного теплового выключателя. В зависимости от производителя теплового выключателя изменяется кривая.

TN обычно составляет около 150-160 ° С.

Сопротивление в зависимости от температуры для типичного теплового выключателя

Вернуться к индексу ↑

соединение

Подключение трехфазного двигателя со встроенным термореле и реле перегрузки.

Обозначение TP для диаграммы

Защита в соответствии со стандартом IEC 60034-11: TP 111 (медленная перегрузка) . Для работы с запорным ротором двигатель должен быть оснащен реле перегрузки.

Автоматическое повторное включение (слева) и повторное включение вручную (справа)

  • S1 — Включение / выключение
  • S2 — Выключатель
  • K 1 — Контактор
  • t — Термовыключатель в двигателе
  • M — двигатель
  • MV — реле перегрузки

Термические переключатели могут быть загружены следующим образом:

U max = 250 В переменного тока
I N = 1, 5 А

I max = 5, 0 А (ток отсечки и выключения)

Вернуться к индексу ↑

Термисторы — также встроены в обмотки

Второй тип внутренней защиты — термисторы или датчики положительного температурного коэффициента (PTC) . Термисторы встроены в обмотки двигателя и защищают двигатель от запорных роторов, непрерывной перегрузки и высокой температуры окружающей среды.

Затем тепловая защита достигается путем контроля температуры обмоток двигателя с помощью датчиков PTC. Если обмотки превышают номинальную температуру отключения, датчик подвергается быстрому изменению сопротивления относительно изменения температуры.

В результате этого изменения внутренние реле обесточивают управляющую катушку контактора размыкания внешней линии. По мере охлаждения двигателя и приемлемой температуры обмотки двигателя сопротивление датчика уменьшается до уровня сброса.

На этом этапе модуль автоматически сбрасывается автоматически, если только он не настроен для ручного сброса. Когда термисторы устанавливаются на концах катушки, термисторы могут быть классифицированы только как TP 111 . Причина в том, что термисторы не имеют полного контакта с концами катушки и, следовательно, они не могут реагировать так быстро, как если бы они были первоначально установлены в обмотку.

Система измерения температуры термистора состоит из датчиков положительного температурного коэффициента (PTC), встроенных последовательно по три — один между каждой фазой, и согласованного твердотельного электронного переключателя в закрытом модуле управления. Набор датчиков состоит из трех датчиков, по одному на фазу.

Защита PTC, встроенная в обмотки

Только чувствительная к температуре. Термистор должен быть подключен к цепи управления, которая может преобразовывать сигнал сопротивления, который снова должен отключить двигатель. Используется в трехфазных двигателях.

Сопротивление в датчике остается относительно низким и постоянным в широком температурном диапазоне и резко увеличивается при заданной температуре или точке срабатывания.

Когда это происходит, датчик действует как твердотельный тепловой выключатель и отключает контрольное реле .

Реле открывает цепь управления станком, чтобы отключить защищенное оборудование. Когда температура намотки возвращается к безопасному значению, модуль позволяет выполнить ручной сброс.

Вернуться к индексу ↑

Ссылка // Grundfos — Motor Book (Скачать здесь)

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector