Κατά τη λειτουργία των ασύγχρονων ηλεκτροκινητήρων, όπως και κάθε άλλου ηλεκτρικού εξοπλισμού, μπορεί να εμφανιστούν δυσλειτουργίες - δυσλειτουργίες που συχνά οδηγούν σε λειτουργία έκτακτης ανάγκης, ζημιά στον κινητήρα. την πρόωρη αποτυχία του.
Πριν προχωρήσετε στις μεθόδους προστασίας των ηλεκτρικών κινητήρων, αξίζει να εξετάσετε τα κύρια και τα περισσότερα κοινές αιτίεςεμφάνιση έκτακτης λειτουργίας ασύγχρονων ηλεκτροκινητήρων:
- Μονοφασικά και διαφασικά βραχυκυκλώματα - στο καλώδιο, στο κουτί ακροδεκτών του ηλεκτροκινητήρα, στην περιέλιξη του στάτη (στο περίβλημα, βραχυκυκλώματα διακοπής).
Τα βραχυκυκλώματα είναι ο πιο επικίνδυνος τύπος δυσλειτουργίας στον ηλεκτροκινητήρα, γιατί συνοδεύεται από την εμφάνιση πολύ υψηλών ρευμάτων, που οδηγούν σε υπερθέρμανση και καύση των περιελίξεων του στάτη.
Μια κοινή αιτία θερμικής υπερφόρτωσης ενός ηλεκτροκινητήρα, που οδηγεί σε μη φυσιολογική λειτουργία, είναι η απώλεια μιας από τις φάσεις τροφοδοσίας. Αυτό οδηγεί σε σημαντική αύξηση του ρεύματος (διπλάσιο του ονομαστικού ρεύματος) στις περιελίξεις του στάτη των άλλων δύο φάσεων.
Αποτέλεσμα της θερμικής υπερφόρτωσης του ηλεκτροκινητήρα είναι η υπερθέρμανση και η καταστροφή της μόνωσης των περιελίξεων του στάτορα, οδηγώντας σε βραχυκύκλωμα των περιελίξεων και αστοχία του ηλεκτροκινητήρα.
Η προστασία των ηλεκτροκινητήρων από υπερφόρτωση ρεύματος συνίσταται στην έγκαιρη απενεργοποίηση του ηλεκτροκινητήρα όταν εμφανίζονται υψηλά ρεύματα στο κύκλωμα ισχύος ή στο κύκλωμα ελέγχου του, δηλαδή σε περίπτωση βραχυκυκλώματος.
Για την προστασία των ηλεκτροκινητήρων από βραχυκύκλωμα, χρησιμοποιούνται σύνδεσμοι ασφαλειών, ηλεκτρομαγνητικά ρελέ, αυτόματοι διακόπτες με ηλεκτρομαγνητική απελευθέρωση, επιλεγμένοι με τέτοιο τρόπο ώστε να αντέχουν σε μεγάλα υπερρεύματα εκκίνησης, αλλά να λειτουργούν αμέσως όταν συμβαίνουν ρεύματα βραχυκυκλώματος.
Για την προστασία των ηλεκτροκινητήρων από θερμικές υπερφορτώσεις, περιλαμβάνεται ένα θερμικό ρελέ στο κύκλωμα σύνδεσης του ηλεκτροκινητήρα, το οποίο έχει επαφές κυκλώματος ελέγχου - μέσω αυτών εφαρμόζεται τάση στο μαγνητικό πηνίο εκκίνησης.
Σε περίπτωση θερμικής υπερφόρτωσης, αυτές οι επαφές ανοίγουν, διακόπτοντας την παροχή ρεύματος στο πηνίο, γεγονός που οδηγεί στην επιστροφή της ομάδας επαφών ισχύος στην αρχική της κατάσταση - ο ηλεκτροκινητήρας απενεργοποιείται.
Απλό και με αξιόπιστο τρόποΗ προστασία του ηλεκτροκινητήρα από αστοχία φάσης θα είναι η προσθήκη ενός επιπλέον μαγνητικού εκκινητή στο κύκλωμα για τη σύνδεσή του:
Η ενεργοποίηση του διακόπτη κυκλώματος 1 κλείνει το κύκλωμα τροφοδοσίας του πηνίου του μαγνητικού εκκινητή 2 (η τάση λειτουργίας αυτού του πηνίου πρέπει να είναι ~ 380 V) και κλείνει τις επαφές ισχύος 3 αυτού του εκκινητή, μέσω των οποίων (χρησιμοποιείται μόνο μία επαφή ) παρέχεται ρεύμα στο πηνίο του μαγνητικού εκκινητή 4.
Ενεργοποιώντας το κουμπί "Έναρξη" 6 μέσω του κουμπιού "Διακοπή" 8, το κύκλωμα ισχύος του πηνίου 4 του δεύτερου μαγνητικού εκκινητή κλείνει (η τάση λειτουργίας του μπορεί να είναι είτε 380 είτε 220 V), οι επαφές ισχύος 5 είναι κλειστές και εφαρμόζεται τάση στον κινητήρα.
Όταν απελευθερωθεί το κουμπί "Έναρξη" 6, η τάση από τις επαφές ισχύος 3 θα περάσει από την κανονικά ανοιχτή επαφή μπλοκ 7, διασφαλίζοντας τη συνέχεια του κυκλώματος τροφοδοσίας του μαγνητικού πηνίου εκκίνησης.
Όπως φαίνεται από αυτό το κύκλωμα προστασίας κινητήρα, εάν για κάποιο λόγο λείπει μία από τις φάσεις, η τάση δεν θα τροφοδοτηθεί στον κινητήρα, γεγονός που θα τον αποτρέψει από θερμικές υπερφορτώσεις και πρόωρη αστοχία.
Ομαλή εκκίνηση ηλεκτροκινητήρων
Η ζωή ενός ηλεκτρολόγου. Τριφασική προστασία κινητήρα.
Προστασία υπερφόρτωσης κινητήρα
Προστασία ηλεκτροκινητήρων.
Τύποι βλαβών και μη φυσιολογικοί τρόποι λειτουργίας του ED.
Βλάβη σε ηλεκτροκινητήρες.Στις περιελίξεις ηλεκτρικών κινητήρων, μπορεί να συμβούν σφάλματα γείωσης μιας φάσης στάτη, βραχυκυκλώματα μεταξύ στροφών και πολυφασικά βραχυκυκλώματα. Βλάβες γείωσης και πολυφασικές βλάβες μπορούν επίσης να συμβούν σε ακροδέκτες κινητήρα, καλώδια, συνδέσμους και χοάνες. Τα βραχυκυκλώματα στους ηλεκτροκινητήρες συνοδεύονται από τη διέλευση υψηλών ρευμάτων που καταστρέφουν τη μόνωση και τον χαλκό των περιελίξεων, τον χάλυβα του ρότορα και του στάτορα. Για την προστασία των ηλεκτροκινητήρων από πολυφασικά βραχυκυκλώματα, χρησιμοποιείται διακοπή ρεύματος ή διαμήκης διαφορική προστασία, που ενεργεί κατά τη διακοπή λειτουργίας.
Οι μονοφασικές βλάβες γείωσης στις περιελίξεις του στάτη ηλεκτρικών κινητήρων με τάση 3-10 kV είναι λιγότερο επικίνδυνες σε σύγκριση με τα βραχυκυκλώματα, καθώς συνοδεύονται από τη διέλευση ρευμάτων 5-20 A, που καθορίζεται από το χωρητικό ρεύμα του δίκτυο. Λαμβάνοντας υπόψη το σχετικά χαμηλό κόστος των ηλεκτρικών κινητήρων με ισχύ μικρότερη από 2000 kW, η προστασία από σφάλματα γείωσης εγκαθίσταται σε αυτούς με ρεύμα σφάλματος γείωσης άνω των 10 A και σε ηλεκτρικούς κινητήρες με ισχύ μεγαλύτερη από 2000 kW - με Ρεύμα σφάλματος γείωσης μεγαλύτερο από 5 A, η προστασία ενεργεί για να απενεργοποιηθεί.
Δεν έχει εγκατασταθεί προστασία έναντι κυκλωμάτων περιέλιξης σε ηλεκτρικούς κινητήρες. Η εξάλειψη αυτού του τύπου ζημιάς πραγματοποιείται από άλλα συστήματα προστασίας κινητήρα, καθώς τα σφάλματα πηνίου στις περισσότερες περιπτώσεις συνοδεύονται από σφάλμα γείωσης ή μετατρέπονται σε πολυφασικό βραχυκύκλωμα.
Οι ηλεκτρικοί κινητήρες με τάση έως 600 V προστατεύονται από βραχυκυκλώματα όλων των τύπων (συμπεριλαμβανομένων των μονοφασικών) χρησιμοποιώντας ασφάλειες ή ηλεκτρομαγνητικές απελευθερώσεις υψηλής ταχύτητας αυτόματων διακοπτών.
μη φυσιολογικοί τρόποι λειτουργίας.Ο κύριος τύπος μη φυσιολογικής λειτουργίας των ηλεκτροκινητήρων είναι η υπερφόρτωσή τους με ρεύματα μεγαλύτερα από το ονομαστικό. Επιτρεπόμενος χρόνος υπερφόρτωσης ηλεκτροκινητήρων, Με, καθορίζεται από την ακόλουθη έκφραση:
Ρύζι. 6.1. Η εξάρτηση του ρεύματος του ηλεκτροκινητήρα από την ταχύτητα του ρότορα.
που κ - η πολλαπλότητα του ρεύματος του ηλεκτροκινητήρα σε σχέση με το ονομαστικό. ΕΝΑ -συντελεστής ανάλογα με τον τύπο και την έκδοση του ηλεκτροκινητήρα: ΕΝΑ == 250 - για κλειστούς ηλεκτροκινητήρες με μεγάλη μάζα και διαστάσεις, Α = 150 - για ανοιχτούς ηλεκτροκινητήρες.
Η υπερφόρτωση των ηλεκτροκινητήρων μπορεί να συμβεί λόγω υπερφόρτωσης του μηχανισμού (για παράδειγμα, απόφραξη μύλου ή θραυστήρα με άνθρακα, απόφραξη του ανεμιστήρα με σκόνη ή κομμάτια σκωρίας από την αντλία απομάκρυνσης τέφρας κ.λπ.) και δυσλειτουργία του (για παράδειγμα, ζημιά σε ρουλεμάν κ.λπ.). Ρεύματα που υπερβαίνουν σημαντικά τα ονομαστικά διέρχονται κατά την εκκίνηση και την αυτοεκκίνηση των ηλεκτροκινητήρων. Αυτό οφείλεται σε μείωση της αντίστασης του ηλεκτροκινητήρα με μείωση της ταχύτητάς του. Εξάρτηση από το ρεύμα κινητήρα Εγώ από την ταχύτητα περιστροφής Π σε σταθερή τάση στους ακροδέκτες του φαίνεται στο σχ. 6.1. Το ρεύμα είναι στο μέγιστο όταν ο ρότορας του κινητήρα είναι σταματημένος. αυτό το ρεύμα, που ονομάζεται ρεύμα εκκίνησης, είναι αρκετές φορές υψηλότερο από το ονομαστικό ρεύμα του ηλεκτροκινητήρα. Η προστασία υπερφόρτωσης μπορεί να δράσει σε ένα σήμα, να ξεφορτώσει το μηχάνημα ή να κόψει τον κινητήρα. Μετά την απενεργοποίηση του βραχυκυκλώματος, η τάση στους ακροδέκτες του ηλεκτροκινητήρα αποκαθίσταται και η συχνότητα περιστροφής του αρχίζει να αυξάνεται. Σε αυτή την περίπτωση, μεγάλα ρεύματα διέρχονται από τις περιελίξεις του ηλεκτροκινητήρα, οι τιμές των οποίων καθορίζονται από τη συχνότητα περιστροφής του ηλεκτροκινητήρα και την τάση στους ακροδέκτες του. Η μείωση της ταχύτητας περιστροφής μόνο κατά 10-25% οδηγεί σε μείωση της αντίστασης του ηλεκτροκινητήρα σε μια ελάχιστη τιμή που αντιστοιχεί στο ρεύμα εκκίνησης. Η αποκατάσταση της κανονικής λειτουργίας του ηλεκτροκινητήρα μετά την απενεργοποίηση ενός βραχυκυκλώματος ονομάζεται αυτοεκκίνηση και τα ρεύματα που διέρχονται σε αυτήν την περίπτωση ονομάζονται ρεύματα αυτοεκκίνησης.
Όλοι οι ασύγχρονοι κινητήρες μπορούν να αυτοεκκινηθούν χωρίς κίνδυνο ζημιάς και επομένως πρέπει να προστατεύονται από την αυτόματη εκκίνηση. Η αδιάλειπτη λειτουργία των θερμοηλεκτρικών σταθμών εξαρτάται από τη δυνατότητα και τη διάρκεια αυτοεκκίνησης των ασύγχρονων ηλεκτροκινητήρων των κύριων μηχανισμών των δικών τους αναγκών. Εάν, λόγω μεγάλης πτώσης τάσης, είναι αδύνατο να διασφαλιστεί η αυτόματη εκκίνηση όλων των ηλεκτροκινητήρων που λειτουργούν, ορισμένοι από αυτούς πρέπει να απενεργοποιηθούν. Για αυτό χρησιμοποιείται ειδική προστασία υπότασης, η οποία σβήνει τους ανεύθυνους ηλεκτροκινητήρες όταν η τάση στους ακροδέκτες τους πέσει στο 60-70% της ονομαστικής. Σε περίπτωση διακοπής σε μία από τις φάσεις της περιέλιξης του στάτη, ο ηλεκτροκινητήρας συνεχίζει να λειτουργεί. Σε αυτή την περίπτωση, η ταχύτητα του ρότορα μειώνεται κάπως και οι περιελίξεις δύο φάσεων που δεν έχουν υποστεί ζημιά υπερφορτώνονται με ρεύμα 1,5-2 φορές υψηλότερο από το ονομαστικό. Η προστασία κινητήρα από διφασική λειτουργία χρησιμοποιείται μόνο σε κινητήρες που προστατεύονται με ασφάλειες, εάν η διφασική λειτουργία μπορεί να οδηγήσει σε ζημιά στον κινητήρα.
Σε ισχυρούς θερμοηλεκτρικούς σταθμούς, ασύγχρονοι ηλεκτρικοί κινητήρες δύο ταχυτήτων με τάση 6 kV χρησιμοποιούνται ευρέως ως κινητήρια δύναμη για απαγωγείς καπνού, ανεμιστήρες ρεύματος και αντλίες κυκλοφορίας. Αυτοί οι ηλεκτροκινητήρες είναι κατασκευασμένοι με δύο ανεξάρτητες περιελίξεις στάτορα, καθεμία από τις οποίες συνδέεται μέσω ξεχωριστού διακόπτη και δεν μπορούν να ενεργοποιηθούν ταυτόχρονα και οι δύο περιελίξεις στάτορα, για τις οποίες παρέχεται ειδικό κλείδωμα στα κυκλώματα ελέγχου. Η χρήση τέτοιων ηλεκτροκινητήρων σάς επιτρέπει να εξοικονομείτε ηλεκτρική ενέργεια αλλάζοντας την ταχύτητά τους ανάλογα με το φορτίο της μονάδας. Σε τέτοιους ηλεκτρικούς κινητήρες, εγκαθίστανται δύο σετ προστασίας ρελέ.
Κατά τη λειτουργία, χρησιμοποιούνται επίσης ηλεκτρικά κυκλώματα μετάδοσης κίνησης, τα οποία προβλέπουν την περιστροφή ενός μηχανισμού (για παράδειγμα, ενός μύλου με σφαιρίδια) από δύο ζευγαρωμένους ηλεκτρικούς κινητήρες που συνδέονται σε έναν διακόπτη. Σε αυτή την περίπτωση, όλες οι προστασίες είναι κοινές και για τους δύο κινητήρες, με εξαίρεση την προστασία ρεύματος μηδενικής ακολουθίας, η οποία παρέχεται για κάθε ηλεκτροκινητήρα και πραγματοποιείται με χρήση ρελέ ρεύματος που είναι συνδεδεμένα με το CT μηδενικής ακολουθίας που είναι εγκατεστημένο σε κάθε καλώδιο.
Προστασία ασύγχρονων κινητήρων από βραχυκυκλώματα φάσης-φάσης, υπερφορτίσεις και σφάλματα γείωσης.
Για προστασία από πολυφασικά βραχυκυκλώματα ηλεκτρικών κινητήρων έως 5000 kW, χρησιμοποιείται συνήθως μέγιστη διακοπή ρεύματος. Η πιο απλή διακοπή ρεύματος μπορεί να πραγματοποιηθεί με ρελέ άμεσης δράσης που είναι ενσωματωμένα στη μονάδα διακόπτη κυκλώματος. Με ένα έμμεσο ρελέ, χρησιμοποιείται ένα από τα δύο σχήματα για τη σύνδεση του CT και του ρελέ, που φαίνεται στο σχ. 6.2 και 6.3. Η αποκοπή πραγματοποιείται με ανεξάρτητα ρελέ ρεύματος. Η χρήση ρελέ ρεύματος με εξαρτώμενο χαρακτηριστικό (Εικ. 6 3) καθιστά δυνατή την παροχή προστασίας από βραχυκύκλωμα και υπερφόρτωση χρησιμοποιώντας τα ίδια ρελέ. Το ρεύμα λειτουργίας αποκοπής επιλέγεται - σύμφωνα με την ακόλουθη έκφραση:
που κ cx - συντελεστής κυκλώματος ίσος με 1 για το κύκλωμα στο σχ. 6.3 και v3 για το κύκλωμα στο σχ. 6.2; Εγώ εκκίνηση - το ρεύμα εκκίνησης του ηλεκτροκινητήρα.
Εάν το ρεύμα λειτουργίας του ρελέ αποσυντονίζεται από το ρεύμα εισόδου, η αποκοπή συνήθως αποσυντονίζεται αξιόπιστα και από.ρεύμα που στέλνει ο ηλεκτροκινητήρας στο τμήμα κατά τη διάρκεια ενός εξωτερικού βραχυκυκλώματος.
Γνωρίζοντας το ονομαστικό ρεύμα του κινητήρα Εγώ ονομασία και πολλαπλότητα ρεύματος εκκίνησης κ n που καθορίζεται στους καταλόγους, μπορείτε να υπολογίσετε το ρεύμα εκκίνησης χρησιμοποιώντας την ακόλουθη έκφραση:
Ρύζι. 6.2 Σχέδιο προστασίας ηλεκτροκινητήρα με διακοπή ρεύματος με ένα ρελέ στιγμιαίου ρεύματος: ένα- κυκλώματα ρεύματος, σι- κυκλώματα συνεχούς ρεύματος λειτουργίας
Όπως φαίνεται από το παλμογράφο που φαίνεται στο Σχ. 6.4, που δείχνει το ρεύμα εκκίνησης του κινητήρα της αντλίας τροφοδοσίας, την πρώτη στιγμή της εκκίνησης εμφανίζεται μια βραχυπρόθεσμη κορυφή του ρεύματος μαγνήτισης, η οποία υπερβαίνει το ρεύμα εκκίνησης του ηλεκτροκινητήρα. Για απόκλιση από αυτήν την κορυφή, το ρεύμα διακοπής λειτουργίας επιλέγεται λαμβάνοντας υπόψη τον παράγοντα αξιοπιστίας: κ n =1,8 για ρελέ τύπου RT-40 που λειτουργούν μέσω ενός ενδιάμεσου ρελέ. κ n = 2 για τύπους ρελέ IT-82, IT-84 (RT-82, RT-84), καθώς και για ρελέ άμεσης δράσης.
Ρύζι. 6.3. Κύκλωμα προστασίας ηλεκτροκινητήρα έναντι βραχυκυκλωμάτων και υπερφόρτωσης με δύο ρελέ τύπου RT-84: ένα- κυκλώματα ρεύματος, σι- κυκλώματα συνεχούς ρεύματος λειτουργίας.
Τ
Ρύζι. 6 4. Ταλαντόγραμμα του ρεύματος εκκίνησης του ηλεκτροκινητήρα.
η διακοπή ρεύματος ηλεκτρικών κινητήρων με ισχύ έως 2000 kW θα πρέπει να πραγματοποιείται, κατά κανόνα, σύμφωνα με το απλούστερο και φθηνότερο κύκλωμα ενός ρελέ (βλ. Εικ. 6.2). Ωστόσο, το μειονέκτημα αυτού του κυκλώματος είναι η χαμηλότερη ευαισθησία σε σύγκριση με την αποκοπή που γίνεται σύμφωνα με το κύκλωμα στο Σχ. 6.3, σε διφασικά βραχυκυκλώματα μεταξύ μιας από τις φάσεις στις οποίες έχει εγκατασταθεί CT και μιας φάσης χωρίς CT. Αυτό συμβαίνει, καθώς το ρεύμα ενεργοποίησης αποκοπής που γίνεται σύμφωνα με ένα κύκλωμα μονού ρελέ, σύμφωνα με το (6.1), είναι v3 φορές μεγαλύτερο από ό,τι σε ένα κύκλωμα δύο ρελέ. Επομένως, σε ηλεκτροκινητήρες ισχύος 2000-5000 kW, η διακοπή ρεύματος εκτελείται από δύο ρελέ για αύξηση της ευαισθησίας. Ένα κύκλωμα αποκοπής δύο ρελέ θα πρέπει επίσης να χρησιμοποιείται σε ηλεκτρικούς κινητήρες έως 2000 kW, εάν ο συντελεστής ευαισθησίας ενός κυκλώματος μονού ρελέ για βραχυκύκλωμα δύο φάσεων στις εξόδους του κινητήρα είναι μικρότερος από δύο.
Σε ηλεκτρικούς κινητήρες ισχύος 5000 kW και άνω, εγκαθίσταται διαμήκης διαφορική προστασία, η οποία παρέχει μεγαλύτερη ευαισθησία σε βραχυκυκλώματα στους ακροδέκτες και στις περιελίξεις των ηλεκτροκινητήρων. Αυτή η προστασία πραγματοποιείται σε διφασική ή τριφασική έκδοση με ρελέ τύπου RNT-565 (παρόμοια με την προστασία των γεννητριών). Συνιστάται το ρεύμα ενεργοποίησης για 2 Εγώ ονομ.
Δεδομένου ότι η προστασία δύο φάσεων δεν ανταποκρίνεται σε σφάλματα διπλής γείωσης, ένα από τα οποία συμβαίνει στην περιέλιξη του κινητήρα στη φάση V , στο οποίο δεν υπάρχει CT, τοποθετείται επιπλέον ειδική προστασία από διπλά κυκλώματα χωρίς χρονική καθυστέρηση.
ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΥΠΕΡΦΟΡΤΩΣΗΣ
Η προστασία υπερφόρτωσης εγκαθίσταται μόνο σε ηλεκτρικούς κινητήρες που υπόκεινται σε τεχνολογικές υπερφορτίσεις (ανεμιστήρες μύλου, απαγωγείς καπνού, μύλοι, θραυστήρες, αντλίες μεταφοράς κ.λπ.), συνήθως με επίδραση σε ένα σήμα ή μηχανισμό εκφόρτωσης. Έτσι, για παράδειγμα, στους ηλεκτρικούς κινητήρες των μύλων άξονα, η προστασία μπορεί να δράσει για να απενεργοποιήσει τον ηλεκτροκινητήρα του μηχανισμού παροχής άνθρακα, αποτρέποντας έτσι το μπλοκάρισμα του μύλου με άνθρακα.
Η προστασία υπερφόρτωσης πρέπει να απενεργοποιεί τον κινητήρα στον οποίο είναι εγκατεστημένο μόνο εάν η αιτία της υπερφόρτισης δεν μπορεί να εξαλειφθεί χωρίς να σταματήσει ο κινητήρας. Η χρήση προστασίας από υπερφόρτωση με ενέργεια απενεργοποίησης είναι επίσης χρήσιμη σε μη επανδρωμένες εγκαταστάσεις.
Το ρεύμα διακοπής προστασίας από υπερφόρτωση θεωρείται ότι είναι:
που κ n = 1,1-1,2.
Σε αυτήν την περίπτωση, το ρελέ προστασίας υπερφόρτωσης θα μπορεί να λειτουργεί από το ρεύμα εισόδου, επομένως η χρονική καθυστέρηση προστασίας θεωρείται ότι είναι 10-20 s σύμφωνα με την κατάσταση αποσυντονισμού από τον χρόνο εκκίνησης του κινητήρα. Η προστασία υπερφόρτωσης εκτελείται χρησιμοποιώντας ένα επαγωγικό στοιχείο του ρελέ τύπου IT-80 (RT-80) (βλ. Εικόνα 6.3). Εάν ο ηλεκτροκινητήρας πρέπει να απενεργοποιηθεί κατά τη διάρκεια υπερφόρτωσης, χρησιμοποιούνται ρελέ τύπου IT-82 (RT-82) στο κύκλωμα προστασίας. Σε ηλεκτρικούς κινητήρες, των οποίων η προστασία υπερφόρτωσης δεν πρέπει να ενεργοποιεί, συνιστάται η χρήση ρελέ με δύο ζεύγη επαφών τύπου IT-84 (RT-84), που παρέχουν ξεχωριστό στοιχείο αποκοπής και επαγωγής.
Για έναν αριθμό ηλεκτρικών κινητήρων (εξατμίσεις καπνού, ανεμιστήρες ρεύματος, μύλοι), ο χρόνος περιστροφής των οποίων είναι 30-35 s, το κύκλωμα προστασίας υπερφόρτωσης με το ρελέ RT-84 συμπληρώνεται από το ρελέ χρόνου EV-144, το οποίο μπαίνει σε ενέργεια μετά το κλείσιμο της επαφής του τρέχοντος ρελέ. Σε αυτήν την περίπτωση, η χρονική καθυστέρηση προστασίας μπορεί να αυξηθεί έως και 36 δευτερόλεπτα. V Πρόσφαταγια προστασία από υπερφόρτωση βοηθητικών ηλεκτροκινητήρων, χρησιμοποιείται ένα κύκλωμα προστασίας με ένα ρελέ ρεύματος τύπου RT-40 και ένα ρελέ χρόνου του τύπου EV-144 και για ηλεκτρικούς κινητήρες με χρόνο εκκίνησης μεγαλύτερο από 20 δευτερόλεπτα - τη φορά ρελέ τύπου VL-34 (με κλίμακα 1-100 s ).
Προστασία υπότασης.
Μετά την αποσύνδεση του βραχυκυκλώματος, οι ηλεκτρικοί κινητήρες που συνδέονται με το σύστημα διατομής ή ζυγού, στο οποίο σημειώθηκε μείωση τάσης κατά τη διάρκεια του βραχυκυκλώματος, αυτοεκκινούνται. Ρεύματα αυτοεκκίνησης, αρκετές φορές υψηλότερα από τα ονομαστικά, διέρχονται από τις γραμμές τροφοδοσίας (ή τους μετασχηματιστές) των δικών τους αναγκών. Ως αποτέλεσμα, η τάση στους βοηθητικούς διαύλους και, κατά συνέπεια, στους ηλεκτρικούς κινητήρες, μειώνεται τόσο πολύ που η ροπή στον άξονα του κινητήρα μπορεί να μην είναι επαρκής για να τον γυρίσει. Η αυτόματη εκκίνηση των ηλεκτρικών κινητήρων μπορεί να μην συμβεί εάν η τάση του ζυγού είναι κάτω από 55-65% Εγώ ονομ. Προκειμένου να εξασφαλιστεί η αυτόματη εκκίνηση των πιο κρίσιμων ηλεκτροκινητήρων, εγκαθίσταται προστασία υπότασης, η οποία απενεργοποιεί μη βασικούς ηλεκτρικούς κινητήρες, η απουσία των οποίων δεν θα επηρεάσει τη διαδικασία παραγωγής για κάποιο χρονικό διάστημα. Αυτό μειώνει το συνολικό ρεύμα αυτοεκκίνησης και αυξάνει την τάση στους βοηθητικούς διαύλους, γεγονός που εξασφαλίζει την αυτοεκκίνηση των κρίσιμων ηλεκτροκινητήρων.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, κατά τη διάρκεια μακράς απουσίας τάσης, η προστασία υπότασης απενεργοποιεί επίσης κρίσιμους ηλεκτρικούς κινητήρες. Αυτό είναι απαραίτητο, ειδικότερα, για την εκκίνηση του κυκλώματος AVR των ηλεκτροκινητήρων, καθώς και σύμφωνα με την τεχνολογία παραγωγής. Έτσι, για παράδειγμα, σε περίπτωση διακοπής όλων των εξατμίσεων καπνού, είναι απαραίτητο να απενεργοποιήσετε τους ανεμιστήρες μύλου και εκτόξευσης και τους τροφοδότες σκόνης. σε περίπτωση διακοπής ανεμιστήρες - ανεμιστήρες μύλων και τροφοδότες σκόνης. Η απενεργοποίηση κρίσιμων ηλεκτροκινητήρων με προστασία υπό τάση πραγματοποιείται επίσης σε περιπτώσεις όπου η αυτοεκκίνηση τους είναι απαράδεκτη λόγω συνθηκών ασφαλείας ή λόγω κινδύνου ζημιάς στους κινούμενους μηχανισμούς.
Η απλούστερη προστασία υπότασης μπορεί να πραγματοποιηθεί με ένα ρελέ τάσης συνδεδεμένο σε τάση φάσης-φάσης. Ωστόσο, αυτή η εφαρμογή προστασίας είναι αναξιόπιστη, καθώς σε περίπτωση διακοπής των κυκλωμάτων τάσης, είναι δυνατή η ψευδής διακοπή λειτουργίας των ηλεκτροκινητήρων. Επομένως, ένα κύκλωμα προστασίας ενός ρελέ χρησιμοποιείται μόνο όταν χρησιμοποιείται ρελέ άμεσης δράσης Για την αποφυγή λειτουργίας εσφαλμένης προστασίας σε περίπτωση βλάβης του κυκλώματος τάσης, χρησιμοποιούνται ειδικά κυκλώματα για την ενεργοποίηση ενός ρελέ τάσης. Ένα από αυτά τα σχήματα για τέσσερις ηλεκτρικούς κινητήρες, που αναπτύχθηκε στο Tyazhpromelectroproekt, φαίνεται στο Σχ. 6.5. Ρελέ υπότασης απευθείας λειτουργίας KVT1-KVT4συνδέεται με τάσεις φάσης-φάσης αβκαι προ ΧΡΙΣΤΟΥ.Για να αυξηθεί η αξιοπιστία της προστασίας, αυτά τα ρελέ τροφοδοτούνται χωριστά από συσκευές και μετρητές που συνδέονται με κυκλώματα τάσης μέσω τριφασικού διακόπτη κυκλώματος SF3με στιγμιαία ηλεκτρομαγνητική απελευθέρωση (χρησιμοποιούνται δύο φάσεις του διακόπτη κυκλώματος).
Φάση VΤα κυκλώματα τάσης δεν γειώνονται βουβά, αλλά μέσω ασφάλειας βλάβης fv,Εξαλείφει την πιθανότητα μονοφασικών βραχυκυκλωμάτων σε κυκλώματα τάσης και επίσης αυξάνει την αξιοπιστία της προστασίας. Σε φάση ΕΝΑεγκατεστημένος μονοφασικός διακόπτης προστασίας SFIμε ηλεκτρομαγνητική στιγμιαία απελευθέρωση, και σε φάση ΜΕ -διακόπτης κυκλώματος με καθυστερημένη θερμική απελευθέρωση. Μεταξύ των φάσεων ΕΝΑκαι ΜΕπεριλαμβάνεται ένας πυκνωτής C με χωρητικότητα περίπου 30 uF, ο σκοπός του οποίου αναφέρεται παρακάτω.
Ρύζι. 6 5. Κύκλωμα προστασίας υπότασης με ρελέ άμεσης δράσης τύπου RNV
Σε περίπτωση βλάβης στα κυκλώματα τάσης, η εν λόγω προστασία θα συμπεριφέρεται ως εξής. Το βραχυκύκλωμα μιας από τις φάσεις στη γείωση, όπως σημειώθηκε παραπάνω, δεν οδηγεί σε ενεργοποίηση των αυτόματων διακοπτών, αφού τα κυκλώματα τάσης δεν έχουν νεκρή γείωση. Με διφασικό βραχυκύκλωμα των φάσεων Vκαι ΜΕμόνο ο διακόπτης θα σβήσει SF2φάσεις ΜΕ. Ρελέ τάσης KVT1και KVT2παραμείνετε συνδεδεμένοι στην κανονική τάση και επομένως μην ξεκινήσετε. Αναμετάδοση KVT3και KVT4,που προκαλείται από βραχυκύκλωμα στα κυκλώματα τάσης, μετά την απενεργοποίηση του διακόπτη κυκλώματος SF2τραβήξτε ξανά, καθώς θα ενεργοποιηθούν από τη φάση ΕΝΑμέσω ενός πυκνωτή ΜΕ.Με φάσεις βραχυκυκλώματος ΑΒή ΜΕΤΑ ΧΡΙΣΤΟΝο διακόπτης κυκλώματος θα σβήσει SF1,εγκατεστημένος σε φάση ΕΝΑ.Μετά την απενεργοποίηση του ρελέ βραχυκυκλώματος KVT1και KVT2τραβήξτε ξανά προς τα πάνω κάτω από τη δράση της τάσης από τη φάση ΜΕ,που έρχεται μέσω του πυκνωτή C. Ρελέ KVT3και KVT4δεν θα ξεκινήσει. Τα ρελέ θα συμπεριφέρονται παρόμοια σε περίπτωση αστοχίας φάσης. ΕΝΑκαι ΜΕ. Έτσι, το υπό εξέταση σχέδιο προστασίας δεν λειτουργεί λανθασμένα με την πιο πιθανή ζημιά στα κυκλώματα τάσης. Η εσφαλμένη λειτουργία της προστασίας είναι δυνατή μόνο σε περίπτωση απίθανης ζημιάς στα κυκλώματα τάσης - τριφασικό βραχυκύκλωμα ή όταν οι διακόπτες κυκλώματος είναι απενεργοποιημένοι SF1και SF2.Η σηματοδότηση αστοχίας του κυκλώματος τάσης πραγματοποιείται με επαφές ρελέ KV1.1, KV2.1, KV3.1και επαφές διακοπτών κυκλώματος SF1.1, SF2.1, SF3.1.
Σε εγκαταστάσεις με συνεχές ρεύμα λειτουργίας εκτελείται προστασία υπότασης για κάθε τμήμα των βοηθητικών ζυγών σύμφωνα με το διάγραμμα που φαίνεται στο σχ. 6.6. Στο κύκλωμα του ρελέ χρονισμού CT1,ενεργώντας για την απενεργοποίηση μη υπεύθυνων ηλεκτροκινητήρων, οι επαφές τριών ρελέ ελάχιστης τάσης συνδέονται σε σειρά KV1.Χάρη σε αυτή την ενεργοποίηση του ρελέ, αποτρέπεται η εσφαλμένη λειτουργία της προστασίας όταν καεί οποιαδήποτε ασφάλεια στα κυκλώματα του μετασχηματιστή τάσης. Τάση ενεργοποίησης ρελέ KV1περίπου το 70% δέχτηκε U ονομ.
Ρύζι. 6.6. Κύκλωμα προστασίας από υπόταση σε συνεχές ρεύμα λειτουργίας: ένα- κυκλώματα εναλλασσόμενης τάσης. σι- λειτουργικά κυκλώματα ΕΓΩ-να σβήνουν ανεύθυνους κινητήρες? II- για να απενεργοποιήσετε κρίσιμους κινητήρες.
Η χρονική καθυστέρηση προστασίας για την απενεργοποίηση μη υπεύθυνων ηλεκτροκινητήρων ρυθμίζεται από τις αποκοπές των ηλεκτροκινητήρων και ορίζεται ίση με 0,5-1,5 s. Η χρονική καθυστέρηση για την απενεργοποίηση των κρίσιμων ηλεκτροκινητήρων θεωρείται ότι είναι 10-15 s, έτσι ώστε η προστασία να μην ενεργεί για να τους απενεργοποιήσει κατά τη διάρκεια πτώσεων τάσης που προκαλούνται από βραχυκυκλώματα και αυτοεκκίνηση ηλεκτροκινητήρων. Όπως δείχνει η εμπειρία λειτουργίας, σε ορισμένες περιπτώσεις, η αυτοεκκίνηση των ηλεκτροκινητήρων διαρκεί 20-25 δευτερόλεπτα με μείωση της τάσης στους βοηθητικούς διαύλους στο 60-70% U ονομ . Ταυτόχρονα, εάν δεν ληφθούν πρόσθετα μέτρα, η προστασία υπότασης (ρελέ KV1),με ρύθμιση ταξιδιού (0,6-0,7) U ονομ , θα μπορούσε να τροποποιήσει και να απενεργοποιήσει κρίσιμους ηλεκτρικούς κινητήρες. Για να αποφευχθεί αυτό στο κύκλωμα περιέλιξης του ρελέ χρόνου CT2,ενεργώντας κατά τη διακοπή λειτουργίας κρίσιμων ηλεκτροκινητήρων, η επαφή είναι ενεργοποιημένη KV2.1τέταρτο ρελέ τάσης KV2.Αυτό το ρελέ ελάχιστης τάσης έχει ρύθμιση διακοπής της τάξης του (0,4-0,5) U nom και επιστρέφει αξιόπιστα κατά την αυτοεκκίνηση. Αναμετάδοση KV2θα κρατήσει την επαφή του κλειστή για μεγάλο χρονικό διάστημα μόνο όταν αφαιρεθεί τελείως η τάση από τους βοηθητικούς διαύλους. Σε περιπτώσεις που η διάρκεια της αυτοεκκίνησης είναι μικρότερη από τη χρονική καθυστέρηση του ρελέ CT2,αναμετάδοση KV2μη εγκατεστημενο.
Πρόσφατα, οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής χρησιμοποίησαν ένα διαφορετικό σχήμα προστασίας, που φαίνεται στο Σχ. 6.7. Σε αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιούνται τρία ρελέ εκκίνησης: ρελέ τάσης αρνητικής ακολουθίας KV1τύπου RNF-1M και ρελέ υπότασης KV2και KV3τύπου RN-54/160.
Ρύζι. 6.7. Κύκλωμα προστασίας υπότασης με ρελέ τάσης θετικής ακολουθίας: ένα- κυκλώματα τάσης. σι- λειτουργικά κυκλώματα
Στην κανονική λειτουργία, όταν οι τάσεις φάσης προς φάση είναι συμμετρικές, η επαφή NC KV1.1στο κύκλωμα περιέλιξης του ρελέ χρόνου προστασίας CT1και CT2έκλεισε και κλείνει KV1.2στο κύκλωμα συναγερμού είναι ανοιχτό. Οι επαφές διακοπής ρελέ K.V2.1και KV3.1ενώ είναι ανοιχτό. Όταν πέφτει η τάση σε όλες τις φάσεις, η επαφή KV1.1θα παραμείνει κλειστό και θα ενεργήσει με τη σειρά του: το πρώτο στάδιο προστασίας από υπόταση, το οποίο πραγματοποιείται με χρήση ρελέ KV2(ρύθμιση λειτουργίας 0.7 U ονομ.) και CT1;το δεύτερο - χρησιμοποιώντας ένα ρελέ KV3(ρύθμιση λειτουργίας 0,5 U ονομ.) και CT2.Σε περίπτωση παραβίασης μιας ή δύο φάσεων των κυκλωμάτων τάσης, το ρελέ ενεργοποιείται KV1,του οποίου η κλειστή επαφή KV1.2δίνεται ένα σήμα για δυσλειτουργία των κυκλωμάτων τάσης. Όταν ενεργοποιείται κάθε στάδιο προστασίας, παρέχεται ένα συν στα ελαστικά SHMN1και SHMN2αντίστοιχα, από όπου πρόκειται για τα κυκλώματα διακοπής λειτουργίας ηλεκτροκινητήρων. Η δράση προστασίας σηματοδοτείται με ενδεικτικά ρελέ KN1και KH2,με παράλληλες περιελίξεις.
Πιθανώς όλοι γνωρίζουν ότι διάφορες συσκευές λειτουργούν με βάση ηλεκτρικούς κινητήρες. Αλλά για το ποια προστασία των ηλεκτροκινητήρων χρειάζεται, μόνο ένα μικρό μέρος των χρηστών γνωρίζει. Αποδεικνύεται ότι μπορούν να σπάσουν ως αποτέλεσμα διαφόρων απρόβλεπτων καταστάσεων.
Χρησιμοποιούνται προστατευτικές συσκευές υψηλής ποιότητας για την αποφυγή προβλημάτων με υψηλό κόστος επισκευής, δυσάρεστες διακοπές λειτουργίας και πρόσθετες απώλειες υλικού. Στη συνέχεια, θα κατανοήσουμε τη συσκευή και τις δυνατότητές τους.
Πώς δημιουργείται η προστασία κινητήρα;
Θα εξετάσουμε σταδιακά τις κύριες συσκευές προστασίας κινητήρα και τα χαρακτηριστικά της λειτουργίας τους. Αλλά τώρα ας μιλήσουμε για τρία επίπεδα προστασίας:
- Έκδοση εξωτερικής προστασίας για προστασία από βραχυκύκλωμα. Συνήθως αναφέρεται σε διαφορετικούς τύπους ή παρουσιάζεται με τη μορφή ρελέ. Έχουν επίσημο καθεστώς και απαιτείται να εγκατασταθούν σύμφωνα με τα πρότυπα ασφαλείας στο έδαφος της Ρωσικής Ομοσπονδίας.
- Η εξωτερική έκδοση προστασίας υπερφόρτωσης κινητήρα βοηθά στην αποφυγή επικίνδυνων ζημιών ή κρίσιμων αστοχιών στη διαδικασία.
- Ο ενσωματωμένος τύπος προστασίας θα εξοικονομήσει σε περίπτωση αισθητής υπερθέρμανσης. Και αυτό θα προστατεύσει από κρίσιμες ζημιές ή αστοχίες κατά τη λειτουργία. Σε αυτήν την περίπτωση, απαιτούνται διακόπτες εξωτερικού τύπου· μερικές φορές χρησιμοποιείται ρελέ για επαναφορά.
Τι προκαλεί την αστοχία ενός ηλεκτροκινητήρα;
Κατά τη λειτουργία, μερικές φορές εμφανίζονται απρόβλεπτες καταστάσεις που σταματούν τη λειτουργία του κινητήρα. Εξαιτίας αυτού, συνιστάται να παρέχεται αξιόπιστη προστασία κινητήρα εκ των προτέρων.
Μπορείτε να δείτε τη φωτογραφία διαφόρων τύπων προστασίας κινητήρα για να πάρετε μια ιδέα για το πώς φαίνεται.
Εξετάστε περιπτώσεις αστοχίας ηλεκτρικών κινητήρων στις οποίες μπορούν να αποφευχθούν σοβαρές ζημιές με τη βοήθεια προστασίας:
- Ανεπαρκές επίπεδο παροχής ηλεκτρικού ρεύματος.
- Υψηλό επίπεδο παροχής τάσης.
- Ταχεία αλλαγή στη συχνότητα της τρέχουσας παροχής.
- Λανθασμένη εγκατάσταση του ηλεκτροκινητήρα ή αποθήκευση των κύριων στοιχείων του.
- Αύξηση της θερμοκρασίας και υπέρβαση της επιτρεπόμενης τιμής.
- Ανεπαρκής παροχή ψύξης.
- Αυξημένο επίπεδο θερμοκρασίας περιβάλλον;
- Μειωμένη βαρομετρική πίεση εάν ο κινητήρας λειτουργεί σε υψηλό υψόμετρο με βάση το επίπεδο της θάλασσας.
- Αυξημένη θερμοκρασία του ρευστού εργασίας.
- Απαράδεκτο ιξώδες του ρευστού εργασίας.
- Ο κινητήρας συχνά σβήνει και ανάβει.
- Μπλοκάρισμα ρότορα;
- Απροσδόκητη διακοπή φάσης.
Προκειμένου η προστασία υπερφόρτωσης των ηλεκτροκινητήρων να αντιμετωπίσει τα αναφερόμενα προβλήματα και να μπορέσει να προστατεύσει τα κύρια στοιχεία της συσκευής, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε την επιλογή που βασίζεται στην αυτόματη απενεργοποίηση.
Για αυτό χρησιμοποιείται συχνά μια εύτηκτη έκδοση της ασφάλειας, καθώς είναι απλή και ικανή για πολλές λειτουργίες:
Η έκδοση διακόπτη ασφαλειών αντιπροσωπεύεται από έναν διακόπτη έκτακτης ανάγκης και μια ασφάλεια συνδεδεμένη με βάση ένα κοινό περίβλημα. Ο διακόπτης σάς επιτρέπει να ανοίγετε ή να κλείνετε το δίκτυο χρησιμοποιώντας μια μηχανική μέθοδο και η ασφάλεια δημιουργεί υψηλής ποιότητας προστασία κινητήρα με βάση τις επιπτώσεις του ηλεκτρικού ρεύματος. Ωστόσο, ο διακόπτης χρησιμοποιείται κυρίως για τη διαδικασία εξυπηρέτηση μετά την πώλησηόταν είναι απαραίτητο να σταματήσει η μεταφορά ρεύματος.
Οι εύτηκτες εκδόσεις ασφαλειών που βασίζονται σε γρήγορη δράση θεωρούνται εξαιρετικά προστατευτικά βραχυκυκλώματος. Αλλά οι σύντομες υπερφορτώσεις μπορεί να οδηγήσουν σε σπάσιμο των ασφαλειών αυτού του τύπου. Εξαιτίας αυτού, συνιστάται η χρήση τους με βάση την επίδραση μιας ελαφράς μεταβατικής τάσης.
Οι ασφάλειες που βασίζονται στο ταξίδι καθυστέρησης είναι σε θέση να προστατεύουν από υπερφόρτωση ή διάφορα βραχυκυκλώματα. Συνήθως, είναι σε θέση να αντέξουν μια 5πλάσια αύξηση της τάσης για 10-15 δευτερόλεπτα.
Σημαντικό: Οι αυτόματες εκδόσεις των αυτόματων διακοπτών διαφέρουν ως προς το επίπεδο ρεύματος για λειτουργία. Εξαιτίας αυτού, είναι καλύτερο να χρησιμοποιείτε διακόπτη κυκλώματος ικανό να αντέξει το μέγιστο ρεύμα σε περίπτωση που εμφανιστεί βραχυκύκλωμα με βάση αυτό το σύστημα.
Θερμικό ρελέ
V διάφορες συσκευέςχρησιμοποιείται ένα θερμικό ρελέ για την προστασία του κινητήρα από υπερφορτίσεις υπό την επίδραση ρεύματος ή υπερθέρμανσης των στοιχείων εργασίας. Δημιουργείται χρησιμοποιώντας μεταλλικές πλάκες που έχουν διαφορετικούς συντελεστές διαστολής υπό την επίδραση της θερμότητας. Συνήθως προσφέρεται σε συνδυασμό με μαγνητικές μίζες και αυτόματη προστασία.
Αυτόματη προστασία κινητήρα
Οι διακόπτες προστασίας κινητήρα βοηθούν στην προστασία της περιέλιξης από την εμφάνιση βραχυκυκλώματος, την προστασία από φορτίο ή θραύση οποιασδήποτε από τις φάσεις. Χρησιμοποιούνται πάντα ως η πρώτη γραμμή άμυνας στο δίκτυο τροφοδοσίας κινητήρα. Στη συνέχεια χρησιμοποιείται μαγνητικός εκκινητής, εάν είναι απαραίτητο, συμπληρώνεται με θερμικό ρελέ.
Ποια είναι τα κριτήρια για την επιλογή ενός κατάλληλου μηχανήματος:
- Είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη το μέγεθος του ρεύματος λειτουργίας του ηλεκτροκινητήρα.
- Ο αριθμός των περιελίξεων που χρησιμοποιούνται.
- Η ικανότητα του μηχανήματος να αντιμετωπίζει το ρεύμα ως αποτέλεσμα βραχυκυκλώματος. Οι κανονικές εκδόσεις λειτουργούν έως 6 kA και οι καλύτερες έως 50 kA. Αξίζει να λάβετε υπόψη την ταχύτητα απόκρισης για επιλεκτικά λιγότερο από 1 δευτερόλεπτο, για κανονικά λιγότερο από 0,1 δευτερόλεπτα, για υψηλής ταχύτητας περίπου 0,005 δευτερόλεπτα.
- Διαστάσεις, αφού τα περισσότερα μηχανήματα μπορούν να συνδεθούν με δίαυλο με βάση σταθερού τύπου.
- Τύπος απελευθέρωσης κυκλώματος - συνήθως χρησιμοποιείται θερμική ή ηλεκτρομαγνητική μέθοδος.
Μπλοκ προστασίας γενικής χρήσης
Διάφορες μονάδες γενικής προστασίας κινητήρα βοηθούν στην προστασία του κινητήρα κόβοντας την τάση ή εμποδίζοντας την ικανότητα εκκίνησης.
Λειτουργούν σε τέτοιες περιπτώσεις:
- Προβλήματα τάσης, που χαρακτηρίζονται από υπερτάσεις στο δίκτυο, διακοπές φάσης, παραβίαση περιστροφής φάσης ή κόλληση, ανισορροπία φάσης ή γραμμικής τάσης.
- μηχανική συμφόρηση?
- Έλλειψη ροπής για τον άξονα ED.
- επικίνδυνος λειτουργικά χαρακτηριστικάμόνωση σώματος?
- Εάν παρουσιαστεί σφάλμα γείωσης.
Αν και η προστασία υπότασης μπορεί να οργανωθεί με άλλους τρόπους, έχουμε εξετάσει τους κυριότερους. Τώρα έχετε μια ιδέα για το γιατί είναι απαραίτητο να προστατεύσετε τον ηλεκτροκινητήρα και πώς γίνεται αυτό χρησιμοποιώντας διάφορες μεθόδους.
Φωτογραφία προστασίας κινητήρα
Μια ανάλυση των τρόπων λειτουργίας ενός ασύγχρονου κινητήρα δείχνει ότι υπό συνθήκες παραγωγής μπορεί να υπάρξει μια ποικιλία καταστάσεων έκτακτης ανάγκης που έχουν διαφορετικές συνέπειες για τον κινητήρα. Τα μέσα προστασίας δεν έχουν επαρκή ευελιξία ώστε να σβήνουν τον κινητήρα σε όλες τις περιπτώσεις, ανεξάρτητα από την αιτία και τη φύση της κατάστασης έκτακτης ανάγκης, σε περίπτωση επικίνδυνης κατάστασης για αυτόν. Κάθε λειτουργία έκτακτης ανάγκης έχει τα δικά της χαρακτηριστικά. Οι προστατευτικές συσκευές που χρησιμοποιούνται σήμερα έχουν μειονεκτήματα και πλεονεκτήματα, τα οποία εκδηλώνονται σε ορισμένες συνθήκες. Θα πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη η οικονομική πλευρά του ζητήματος. Η επιλογή των μέσων προστασίας πρέπει να βασίζεται σε έναν τεχνικό και οικονομικό υπολογισμό, στον οποίο είναι απαραίτητο να λαμβάνεται υπόψη το κόστος της ίδιας της προστατευτικής διάταξης, το κόστος λειτουργίας της και το μέγεθος της ζημιάς που προκαλείται από ατύχημα στον κινητήρα. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η αξιοπιστία της προστασίας εξαρτάται επίσης από τα χαρακτηριστικά της μηχανής εργασίας και τον τρόπο λειτουργίας της. Η θερμική προστασία έχει τη μεγαλύτερη ευελιξία. Αλλά είναι πιο ακριβό από άλλα μέσα προστασίας και πιο περίπλοκο στο σχεδιασμό. Επομένως, η χρήση του δικαιολογείται σε περιπτώσεις όπου άλλοι τύποι προστασίας είτε δεν μπορούν να παρέχουν αξιόπιστη λειτουργία είτε η προστατευμένη εγκατάσταση απαιτεί αυξημένες απαιτήσεις για την αξιοπιστία της προστασίας, για παράδειγμα, λόγω μεγάλης ζημιάς σε περίπτωση βλάβης του κινητήρα.
Ο τύπος της προστατευτικής συσκευής πρέπει να επιλέγεται κατά το σχεδιασμό μιας μονάδας διεργασίας, λαμβάνοντας υπόψη όλα τα χαρακτηριστικά της λειτουργίας της. Το προσωπικό χειρισμού πρέπει να λάβει πλήρη απαραίτητο εξοπλισμό. Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις, κατά τον εκ νέου εξοπλισμό ή την ανοικοδόμηση μιας γραμμής παραγωγής
Εναπόκειται στο προσωπικό χειρισμού να αποφασίσει μόνο του ποιος τύπος προστασίας είναι κατάλληλος σε μια συγκεκριμένη περίπτωση. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να αναλυθούν οι πιθανοί τρόποι έκτακτης ανάγκης της εγκατάστασης και να επιλέξετε την απαιτούμενη προστατευτική συσκευή. Σε αυτό το φυλλάδιο, δεν θα συζητήσουμε λεπτομερώς τη μεθοδολογία για την επιλογή προστασίας υπερφόρτωσης κινητήρα. Θα περιοριστούμε μόνο σε ορισμένες γενικές συστάσεις που μπορεί να είναι χρήσιμες για το προσωπικό χειρισμού αγροτικών ηλεκτρικών εγκαταστάσεων.
Πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να καθοριστούν οι τρόποι έκτακτης ανάγκης που χαρακτηρίζουν μια δεδομένη εγκατάσταση. Μερικά από αυτά είναι δυνατά σε όλες τις εγκαταστάσεις και άλλα μόνο σε ορισμένες. Οι υπερφορτώσεις απώλειας φάσης είναι ανεξάρτητες από το κινούμενο μηχάνημα και μπορούν να συμβούν σε όλες τις εγκαταστάσεις. Τα θερμικά ρελέ και η ενσωματωμένη προστασία θερμοκρασίας εκτελούν αρκετά ικανοποιητικά προστατευτικές λειτουργίες σε αυτόν τον τύπο λειτουργίας έκτακτης ανάγκης. Η χρήση ειδικής προστασίας απωλειών φάσης εκτός από την προστασία υπερφόρτωσης πρέπει να αιτιολογείται. Στις περισσότερες περιπτώσεις, δεν απαιτείται. Τα θερμικά ρελέ και η προστασία θερμοκρασίας είναι επαρκή. Είναι απαραίτητος ο συστηματικός έλεγχος της κατάστασής τους και η προσαρμογή τους. Μόνο σε περιπτώσεις που μπορεί να οδηγήσει σε βλάβη του κινητήρα μεγάλη ζημιά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια ειδική προστασία υπερφόρτωσης όταν χάνεται μια φάση.
Τα θερμικά ρελέ δεν είναι αρκετά αποτελεσματικά ως μέσο προστασίας από υπερφορτίσεις κατά την εναλλαγή (με μεγάλες διακυμάνσεις φορτίων), με διαλείποντα και βραχυπρόθεσμα προγράμματα λειτουργίας. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η ενσωματωμένη προστασία θερμοκρασίας είναι πιο αποτελεσματική. Στην περίπτωση μηχανών με έντονη εκκίνηση, θα πρέπει επίσης να προτιμάται η ενσωματωμένη προστασία θερμοκρασίας.
Από τη διαθέσιμη ποικιλία μέσων προστασίας για έναν ασύγχρονο κινητήρα, μόνο δύο συσκευές έχουν βρει ευρεία εφαρμογή: τα θερμικά ρελέ και η ενσωματωμένη προστασία θερμοκρασίας. Αυτές οι δύο συσκευές ανταγωνίζονται στο σχεδιασμό ηλεκτρικών μηχανισμών κίνησης γεωργικών μηχανημάτων. Για την επιλογή του τύπου προστασίας πραγματοποιείται μελέτη σκοπιμότητας με τη μέθοδο του μειωμένου κόστους. Χωρίς να σταθούμε στον ακριβή υπολογισμό με αυτήν τη μέθοδο, θα εξετάσουμε την εφαρμογή των κύριων διατάξεών της για να επιλέξουμε την πιο συμφέρουσα επιλογή προστασίας.
Θα πρέπει να προτιμάται η επιλογή που θα έχει το χαμηλότερο κόστος για την αγορά, εγκατάσταση και λειτουργία των εν λόγω συσκευών. Σε αυτή την περίπτωση πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η ζημιά που υφίσταται η παραγωγή από την ανεπαρκή αξιοπιστία της δράσης προστασίας. Το κόστος για ένα έτος χρήσης καθορίζεται από τον τύπο
όπου K είναι το κόστος του κινητήρα και της προστατευτικής διάταξης, συμπεριλαμβανομένου του κόστους μεταφοράς και εγκατάστασής τους·
ke - συντελεστής που λαμβάνει υπόψη τις μειώσεις για αποσβέσεις, ανανέωση εξοπλισμού, επισκευές.
E - λειτουργικά έξοδα (κόστος συντήρησης προστατευτικού εξοπλισμού, καταναλωμένη ηλεκτρική ενέργεια κ.λπ.).
Υ - η ζημιά που φέρει η παραγωγή λόγω αστοχίας ή λανθασμένης ενέργειας της προστασίας.
Το ποσό της ζημιάς αποτελείται από δύο όρους
όπου Um είναι η τεχνολογική ζημιά που προκαλείται από βλάβη του κινητήρα (το κόστος των προϊόντων που δεν έχουν παραδοθεί ή έχουν υποστεί ζημιά).
Kd - το κόστος αντικατάστασης ενός χαλασμένου κινητήρα και μιας προστατευτικής συσκευής, συμπεριλαμβανομένων των δαπανών αποσυναρμολόγησης του παλιού και εγκατάστασης νέου εξοπλισμού.
Το p0 είναι η πιθανότητα αστοχίας (λανθασμένη ενέργεια) της προστασίας, η οποία οδήγησε σε βλάβη του κινητήρα.
Το λειτουργικό κόστος είναι πολύ μικρότερο από τα άλλα στοιχεία του μειωμένου κόστους, επομένως μπορεί να αγνοηθούν σε περαιτέρω υπολογισμούς. Το κόστος ενός κινητήρα με ενσωματωμένη προστασία και ενσωματωμένο εξοπλισμό προστασίας είναι μεγαλύτερο από το κόστος ενός συμβατικού κινητήρα και ενός θερμικού ρελέ. Αλλά η πρώτη από τις θεωρούμενες άμυνες είναι πιο τέλεια. Λειτουργεί αποτελεσματικά σχεδόν σε όλες τις καταστάσεις έκτακτης ανάγκης, επομένως η ζημιά από τη λανθασμένη δράση του θα είναι μικρότερη. Το κόστος της ακριβότερης προστασίας θα δικαιολογηθεί μόνο εάν η ζημιά μειωθεί κατά ένα ποσό μεγαλύτερο από το πρόσθετο κόστος μιας πιο προηγμένης προστασίας.
Το μέγεθος της τεχνολογικής ζημιάς εξαρτάται από τη φύση τεχνολογική διαδικασίακαι χρόνο διακοπής λειτουργίας του εξοπλισμού. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να αγνοηθεί. Αυτό ισχύει κυρίως για μονάδες που λειτουργούν χωριστά, των οποίων ο χρόνος διακοπής κατά την εξάλειψη ενός ατυχήματος δεν έχει αξιοσημείωτη επίδραση σε ολόκληρη την παραγωγή. Καθώς η παραγωγή είναι κορεσμένη με μηχανοποίηση και ηλεκτρισμό, αυξάνεται το επίπεδο των απαιτήσεων για την αξιοπιστία της λειτουργίας του εξοπλισμού. Ο χρόνος διακοπής λειτουργίας λόγω ελαττωματικού ηλεκτρικού εξοπλισμού οδηγεί σε μεγάλη ζημιά και σε ορισμένες περιπτώσεις γίνεται απαράδεκτος. Χρησιμοποιώντας ορισμένα μέσα δεδομένα, είναι δυνατό να προσδιοριστεί το εύρος της οικονομικά δικαιολογημένης εφαρμογής πιο περίπλοκων συσκευών προστασίας.
Η τιμή της πιθανότητας αστοχίας προστασίας p0 εξαρτάται από τη σχεδίαση και την ποιότητα κατασκευής του εξοπλισμού, καθώς και από τη φύση της κατάστασης έκτακτης ανάγκης στην οποία μπορεί να βρεθεί ο κινητήρας. Όπως φαίνεται παραπάνω, υπό ορισμένες συνθήκες έκτακτης ανάγκης, τα θερμικά ρελέ δεν παρέχουν αξιόπιστη διακοπή λειτουργίας του κινητήρα. Σε αυτή την περίπτωση, η ενσωματωμένη προστασία θερμοκρασίας είναι καλύτερη. Η εμπειρία χρήσης αυτής της προστασίας δείχνει ότι η τιμή της πιθανότητας αστοχίας αυτής της προστασίας pb μπορεί να ληφθεί ίση με 0,02. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει πιθανότητα από τις 100 τέτοιες συσκευές, δύο να μην λειτουργούν, με αποτέλεσμα τη βλάβη του κινητήρα.
Χρησιμοποιώντας τους τύπους (40) και (41), προσδιορίζουμε σε ποια τιμή της πιθανότητας αστοχιών των θερμικών ρελέ ptr το μειωμένο κόστος θα είναι το ίδιο. Αυτό θα καταστήσει δυνατή την αξιολόγηση του εύρους μιας συγκεκριμένης συσκευής. Παραμελώντας το λειτουργικό κόστος, μπορούμε να γράψουμε
όπου οι δείκτες vz και tr αντίστοιχα σημαίνουν ενσωματωμένη προστασία και θερμικό ρελέ. Από εδώ παίρνουμε
Για να αναπαραστήσετε τη σειρά του απαιτούμενου επιπέδου αξιοπιστίας της λειτουργίας ενός θερμικού ρελέ, εξετάστε ένα παράδειγμα.
Ας προσδιορίσουμε τη μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή ptr του θερμικού ρελέ TRN-10 με διμεταλλικά στοιχεία που συμπληρώνονται με τον κινητήρα A02-42-4CX συγκρίνοντας με την εφαρμογή του κινητήρα A02-42-4SHTZ με ενσωματωμένη προστασία θερμοκρασίας UVTZ, για που παίρνουμε pvz = 0,02. Η τεχνολογική ζημιά θεωρείται ότι είναι μηδενική. Το κόστος ενός κινητήρα με θερμικό ρελέ, συμπεριλαμβανομένων των εξόδων μεταφοράς και εγκατάστασης, είναι 116 ρούβλια και για την έκδοση με προστασία UVTZ - 151 ρούβλια. Το κόστος αντικατάστασης ενός αποτυχημένου κινητήρα A02-42-4CX και ενός θερμικού ρελέ TRN-10, λαμβάνοντας υπόψη το κόστος αποσυναρμολόγησης του παλιού εξοπλισμού και εγκατάστασης νέου, είναι 131 ρούβλια και για την επιλογή με προστασία UVTZ - 170 ρούβλια . Σύμφωνα με τα υπάρχοντα πρότυπα, δεχόμαστε ke = 0,32. Αφού αντικαταστήσουμε αυτά τα δεδομένα στην εξίσωση (43), λαμβάνουμε
Οι λαμβανόμενες τιμές χαρακτηρίζουν τις επιτρεπόμενες πιθανότητες αστοχίας, πάνω από τις οποίες η χρήση θερμικών ρελέ είναι οικονομικά ασύμφορη. Παρόμοια στοιχεία λαμβάνονται για άλλους κινητήρες χαμηλής ισχύος. Για να προσδιοριστεί η σκοπιμότητα χρήσης των εξεταζόμενων μέσων προστασίας, είναι απαραίτητο να συγκριθούν οι επιτρεπόμενες πιθανότητες αστοχίας με τις πραγματικές.
Η έλλειψη επαρκών δεδομένων για τις πραγματικές τιμές δεν μας επιτρέπει να προσδιορίσουμε με ακρίβεια την περιοχή αποτελεσματικής εφαρμογής των εξεταζόμενων προστατευτικές συσκευέςμε άμεση χρήση της αναφερόμενης μεθόδου τεχνικού και οικονομικού υπολογισμού. Ωστόσο, χρησιμοποιώντας τα αποτελέσματα της ανάλυσης των τρόπων λειτουργίας ενός ασύγχρονου κινητήρα και προστατευτικών διατάξεων, καθώς και ορισμένα δεδομένα που χαρακτηρίζουν έμμεσα τους δείκτες της απαιτούμενης αξιοπιστίας, είναι δυνατό να σκιαγραφηθούν οι περιοχές προτιμησιακής χρήσης του ενός ή του άλλου τύπου προστατευτική συσκευή.
Το πραγματικό επίπεδο αξιοπιστίας της λειτουργίας προστασίας εξαρτάται όχι μόνο από την αρχή της λειτουργίας της και την ποιότητα της κατασκευής του εξοπλισμού, αλλά και από το επίπεδο λειτουργίας του ηλεκτρικού εξοπλισμού. Όπου υπάρχει συντήρηση του ηλεκτρικού εξοπλισμού, παρά κάποιες ελλείψεις των θερμικών ρελέ, το ποσοστό ατυχημάτων των ηλεκτροκινητήρων είναι χαμηλό. Η πρακτική των προηγμένων αγροκτημάτων δείχνει ότι με μια καθιερωμένη συντήρησηηλεκτρικών εγκαταστάσεων, το ετήσιο ποσοστό αστοχίας των ηλεκτροκινητήρων που προστατεύονται από θερμικά ρελέ μπορεί να μειωθεί στο 5% ή λιγότερο.
Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι ένα τέτοιο συμπέρασμα ισχύει μόνο όταν εξετάζεται η συνολική εικόνα. Κατά την εξέταση ορισμένων ειδικών συνθηκών, θα πρέπει να προτιμώνται άλλες συσκευές προστασίας. Με βάση την ανάλυση των τρόπων λειτουργίας της ηλεκτρικής κίνησης, είναι δυνατό να υποδειχθεί ένας αριθμός εγκαταστάσεων για τις οποίες η πιθανότητα αστοχιών των θερμικών ρελέ θα είναι υψηλή λόγω ελλείψεων στην αρχή της λειτουργίας τους.
1. Ηλεκτρικοί κινητήρες μηχανών με έντονα μεταβαλλόμενο φορτίο (τριβές τροφοδοσίας, θραυστήρες, πνευματικοί μεταφορείς για φόρτωση ενσίρωσης κ.λπ.). Με μεγάλες διακυμάνσεις φορτίου, τα θερμικά ρελέ δεν μπορούν να «προσομοιώσουν» τη θερμική κατάσταση του κινητήρα, επομένως το επίπεδο των πραγματικών αστοχιών των θερμικών ρελέ σε τέτοιες εγκαταστάσεις θα είναι υψηλό.
2. Ηλεκτροκινητήρες που λειτουργούν σύμφωνα με το σχήμα "τρίγωνο". Η ιδιαιτερότητά τους έγκειται στο γεγονός ότι όταν σπάσει μια από τις φάσεις της γραμμής τροφοδοσίας, το ρεύμα στα υπόλοιπα γραμμικά καλώδια και φάσεις αυξάνεται άνισα. Στην πιο φορτισμένη φάση, το ρεύμα αυξάνεται ταχύτερα από ότι στα γραμμικά καλώδια.
3. Ηλεκτροκινητήρες εγκαταστάσεων που λειτουργούν με αυξημένη συχνότητα καταστάσεων έκτακτης ανάγκης που οδηγούν σε διακοπή λειτουργίας του κινητήρα (για παράδειγμα, μεταφορείς κοπριάς).
4. Ηλεκτροκινητήρες εγκαταστάσεων, η διακοπή λειτουργίας των οποίων προκαλεί μεγάλη τεχνολογική ζημιά.
Προκειμένου να αποφευχθούν απροσδόκητες βλάβες, δαπανηρές επισκευές και επακόλουθες απώλειες λόγω διακοπής λειτουργίας του κινητήρα, είναι πολύ σημαντικό να εξοπλίσετε τον κινητήρα με μια προστατευτική συσκευή.
Η προστασία κινητήρα έχει τρία επίπεδα:
Προστασία από βραχυκύκλωμα εξωτερικής εγκατάστασης . Οι εξωτερικές συσκευές προστασίας είναι συνήθως ασφάλειες ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙή ρελέ προστασίας βραχυκυκλώματος. Οι προστατευτικές συσκευές αυτού του τύπου είναι υποχρεωτικές και επίσημα εγκεκριμένες, εγκαθίστανται σύμφωνα με τους κανονισμούς ασφαλείας.
Εξωτερική προστασία υπερφόρτωσης , δηλ. προστασία από υπερφόρτωση του κινητήρα της αντλίας και, κατά συνέπεια, πρόληψη ζημιών και δυσλειτουργιών του ηλεκτροκινητήρα. Αυτή είναι η τρέχουσα προστασία.
Ενσωματωμένη προστασία κινητήρα με προστασία υπερθέρμανσης για αποφυγή ζημιάς και δυσλειτουργίας του κινητήρα. Η ενσωματωμένη συσκευή προστασίας απαιτεί πάντα έναν εξωτερικό διακόπτη και ορισμένοι τύποι ενσωματωμένης προστασίας κινητήρα απαιτούν ακόμη και ρελέ υπερφόρτωσης.
Πιθανές συνθήκες βλάβης κινητήρα
Κατά τη λειτουργία, μπορεί να υπάρχουν διάφορα ελαττώματα. Ως εκ τούτου, είναι πολύ σημαντικό να προβλεφθεί η πιθανότητα βλάβης και οι αιτίες της και να προστατεύσετε τον κινητήρα όσο το δυνατόν καλύτερα. Ακολουθεί μια λίστα συνθηκών αστοχίας υπό τις οποίες μπορεί να αποφευχθεί η ζημιά στον κινητήρα:
Κακή ποιότητα τροφοδοσίας:
Υψηλής τάσης
υπόταση
Μη ισορροπημένη τάση/ρεύμα (κυμάτων)
Αλλαγή συχνότητας
Λανθασμένη εγκατάσταση, παραβίαση των συνθηκών αποθήκευσης ή δυσλειτουργία του ίδιου του ηλεκτροκινητήρα
Σταδιακή αύξηση της θερμοκρασίας και έξοδος της πέρα από το επιτρεπόμενο όριο:
Ανεπαρκής ψύξη
Υψηλή θερμοκρασία περιβάλλοντος
Μειωμένη ατμοσφαιρική πίεση (εργασία σε μεγάλο υψόμετρο)
Υψηλή θερμοκρασία υγρού
Πολύ υψηλό ιξώδες του ρευστού εργασίας
Συχνή ενεργοποίηση / απενεργοποίηση του ηλεκτροκινητήρα
Πολύ υψηλή ροπή αδράνειας φορτίου (διαφορετική για κάθε αντλία)
Γρήγορη άνοδος της θερμοκρασίας:
Κλείδωμα ρότορα
Αστοχία φάσης
Για την προστασία του δικτύου από υπερφόρτωση και βραχυκύκλωμα όταν παρουσιαστεί οποιαδήποτε από τις παραπάνω συνθήκες αστοχίας, είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί ποια συσκευή προστασίας δικτύου θα χρησιμοποιηθεί. Θα πρέπει να απενεργοποιεί αυτόματα την παροχή ρεύματος. Η ασφάλεια είναι η απλούστερη συσκευή που εκτελεί δύο λειτουργίες. Κατά κανόνα, οι ασφάλειες διασυνδέονται χρησιμοποιώντας έναν διακόπτη έκτακτης ανάγκης, ο οποίος μπορεί να αποσυνδέσει τον κινητήρα από το δίκτυο. Στις επόμενες σελίδες, θα εξετάσουμε τρεις τύπους ασφαλειών ως προς την αρχή λειτουργίας και τις εφαρμογές τους: διακόπτης ασφαλειών, ασφάλειες ταχείας εμφύσησης και ασφάλειες αργής εμφύσησης.
Ένας διακόπτης ασφάλειας είναι ένας διακόπτης έκτακτης ανάγκης και μια ασφάλεια που συνδυάζονται σε ένα ενιαίο περίβλημα. Ένας διακόπτης κυκλώματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το χειροκίνητο άνοιγμα και κλείσιμο του κυκλώματος, ενώ μια ασφάλεια προστατεύει τον κινητήρα από υπερένταση. Οι διακόπτες χρησιμοποιούνται συνήθως σε σχέση με τις εργασίες σέρβις, όταν είναι απαραίτητο να διακοπεί η παροχή ρεύματος.
Ο διακόπτης έκτακτης ανάγκης έχει ξεχωριστό περίβλημα. Αυτό το κάλυμμα προστατεύει το προσωπικό από τυχαία επαφή ηλεκτρικά τερματικάκαι επίσης προστατεύει τον διακόπτη από την οξείδωση. Ορισμένοι διακόπτες έκτακτης ανάγκης είναι εξοπλισμένοι με ενσωματωμένες ασφάλειες, άλλοι διακόπτες έκτακτης ανάγκης παρέχονται χωρίς ενσωματωμένες ασφάλειες και είναι εξοπλισμένοι μόνο με διακόπτη.
Η διάταξη προστασίας από υπερένταση (ασφάλεια) πρέπει να διακρίνει μεταξύ υπερέντασης και βραχυκυκλώματος. Για παράδειγμα, οι μικρές βραχυπρόθεσμες υπερφορτώσεις ρεύματος είναι αρκετά αποδεκτές. Αλλά με περαιτέρω αύξηση του ρεύματος, η συσκευή προστασίας θα πρέπει να λειτουργεί αμέσως. Είναι πολύ σημαντικό να αποτρέψετε άμεσα τα βραχυκυκλώματα. Ένας διακόπτης ασφάλειας είναι ένα παράδειγμα συσκευής που χρησιμοποιείται για προστασία από υπερένταση. Οι σωστά επιλεγμένες ασφάλειες στον διακόπτη κυκλώματος ανοίγουν το κύκλωμα κατά τη διάρκεια υπερφόρτωσης ρεύματος.
Ασφάλειες ταχείας δράσης
Οι ασφάλειες ταχείας δράσης παρέχουν εξαιρετική προστασία από βραχυκύκλωμα. Ωστόσο, βραχυπρόθεσμες υπερφορτώσεις, όπως το ρεύμα εκκίνησης του κινητήρα, μπορεί να σπάσουν αυτούς τους τύπους ασφαλειών. Επομένως, οι ασφάλειες ταχείας δράσης χρησιμοποιούνται καλύτερα σε δίκτυα που δεν υπόκεινται σε σημαντικά μεταβατικά ρεύματα. Συνήθως, αυτές οι ασφάλειες θα μεταφέρουν περίπου το 500% του ονομαστικού ρεύματος τους για ένα τέταρτο του δευτερολέπτου. Μετά από αυτό το διάστημα, το ένθετο της ασφάλειας λιώνει και το κύκλωμα ανοίγει. Έτσι, σε κυκλώματα όπου το ρεύμα εισόδου συχνά υπερβαίνει το 500% του ονομαστικού ρεύματος της ασφάλειας, δεν συνιστώνται ασφάλειες ταχείας δράσης.
Ασφάλειες με καθυστερημένο φύσημα
Αυτός ο τύπος ασφάλειας παρέχει προστασία τόσο από υπερφόρτωση όσο και από βραχυκύκλωμα. Κατά κανόνα, επιτρέπουν 5πλάσια αύξηση του ονομαστικού ρεύματος για 10 δευτερόλεπτα και ακόμη υψηλότερα ρεύματα για μικρότερο χρονικό διάστημα. Αυτό είναι συνήθως αρκετό για να διατηρείται ο κινητήρας σε λειτουργία και η ασφάλεια να μην είναι ανοιχτή. Από την άλλη πλευρά, εάν προκύψουν υπερφορτώσεις που διαρκούν περισσότερο από το χρόνο τήξης του εύτηκτου στοιχείου, το κύκλωμα θα ανοίξει επίσης.
Ο χρόνος λειτουργίας μιας ασφάλειας είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να λιώσει το εύτηκτο στοιχείο (σύρμα) πριν ανοίξει το κύκλωμα. Για τις ασφάλειες, ο χρόνος λειτουργίας είναι αντιστρόφως ανάλογος με την τιμή του ρεύματος - αυτό σημαίνει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η υπερφόρτωση του ρεύματος, τόσο μικρότερη είναι η χρονική περίοδος διακοπής του κυκλώματος.
Γενικά, μπορούμε να πούμε ότι οι κινητήρες της αντλίας έχουν πολύ μικρό χρόνο επιτάχυνσης: λιγότερο από 1 δευτερόλεπτο. Επομένως, για κινητήρες, είναι κατάλληλες ασφάλειες χρονικής καθυστέρησης με ονομαστικό ρεύμα που αντιστοιχεί στο ρεύμα πλήρους φορτίου του κινητήρα.
Η εικόνα στα δεξιά δείχνει την αρχή του σχηματισμού του χαρακτηριστικού χρόνου λειτουργίας της ασφάλειας. Η τετμημένη δείχνει τη σχέση μεταξύ πραγματικού ρεύματος και ρεύματος πλήρους φορτίου: εάν ο κινητήρας αντλεί ρεύμα πλήρους φορτίου ή λιγότερο, η ασφάλεια δεν ανοίγει. Αλλά με 10 φορές το ρεύμα πλήρους φορτίου, η ασφάλεια θα ανοίξει σχεδόν αμέσως (0,01 s). Ο χρόνος απόκρισης απεικονίζεται στον άξονα y.
Κατά την εκκίνηση, ένα αρκετά μεγάλο ρεύμα διέρχεται από τον κινητήρα επαγωγής. Σε πολύ σπάνιες περιπτώσεις, αυτό οδηγεί σε διακοπή λειτουργίας από ρελέ ή ασφάλειες. Για να μειώσετε το ρεύμα εκκίνησης, χρησιμοποιήστε διάφορες μεθόδουςεκκίνηση του ηλεκτροκινητήρα.
Τι είναι ο διακόπτης κυκλώματος και πώς λειτουργεί;
Ο διακόπτης κυκλώματος είναι μια συσκευή προστασίας από υπερένταση. Ανοίγει και κλείνει αυτόματα το κύκλωμα σε μια προκαθορισμένη τιμή υπερέντασης. Εάν ο διακόπτης κυκλώματος χρησιμοποιείται εντός του εύρους λειτουργίας του, το άνοιγμα και το κλείσιμο δεν προκαλεί ζημιά σε αυτόν. Αμέσως μετά την εμφάνιση υπερφόρτωσης, μπορείτε εύκολα να συνεχίσετε τη λειτουργία του διακόπτη κυκλώματος - απλώς επαναφέρεται στην αρχική του θέση.
Υπάρχουν δύο τύποι αυτόματων διακοπτών κυκλώματος: θερμικός και μαγνητικός.
Θερμικοί διακόπτες κυκλώματος
Οι θερμικοί διακόπτες κυκλώματος είναι ο πιο αξιόπιστος και οικονομικός τύπος συσκευών προστασίας που είναι κατάλληλοι για ηλεκτροκινητήρες. Μπορούν να χειριστούν τα μεγάλα ρεύματα που συμβαίνουν κατά την εκκίνηση ενός κινητήρα και να προστατεύσουν τον κινητήρα από βλάβες όπως ένας κλειδωμένος ρότορας.
Μαγνητικούς διακόπτες κυκλώματος
Οι μαγνητικοί διακόπτες κυκλώματος είναι ακριβείς, αξιόπιστοι και οικονομικοί. Ο μαγνητικός διακόπτης κυκλώματος είναι ανθεκτικός στις αλλαγές θερμοκρασίας, δηλ. Οι αλλαγές στη θερμοκρασία περιβάλλοντος δεν επηρεάζουν το όριο διαδρομής του. Σε σύγκριση με τους θερμικούς διακόπτες κυκλώματος, οι μαγνητικοί διακόπτες κυκλώματος έχουν ακριβέστερα καθορισμένους χρόνους διακοπής. Ο πίνακας δείχνει τα χαρακτηριστικά δύο τύπων διακοπτών κυκλώματος.
Εύρος λειτουργίας διακόπτη κυκλώματος
Οι διακόπτες κυκλώματος διαφέρουν ως προς το επίπεδο του ρεύματος λειτουργίας. Αυτό σημαίνει ότι θα πρέπει πάντα να επιλέγετε έναν διακόπτη κυκλώματος που μπορεί να αντέξει το υψηλότερο ρεύμα βραχυκυκλώματος που μπορεί να συμβεί σε ένα δεδομένο σύστημα.
Λειτουργίες ρελέ υπερφόρτωσης
Ρελέ υπερφόρτωσης:
Κατά την εκκίνηση του κινητήρα, μπορούν να αντέξουν προσωρινές υπερφορτώσεις χωρίς να σπάσουν το κύκλωμα.
Ανοίγουν το κύκλωμα του κινητήρα εάν το ρεύμα υπερβεί τη μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή και υπάρχει κίνδυνος ζημιάς στον κινητήρα.
Εγκαθίστανται σε αρχική θέση αυτόματα ή χειροκίνητα μετά την εξάλειψη υπερφόρτωσης.
Τα IEC και NEMA τυποποιούν τις τάξεις διακοπής ρελέ υπερφόρτωσης.
Κατά κανόνα, τα ρελέ υπερφόρτωσης ανταποκρίνονται στις συνθήκες υπερφόρτωσης ανάλογα με τα χαρακτηριστικά ενεργοποίησης τους. Για οποιοδήποτε πρότυπο (NEMA ή IEC), η διαίρεση των προϊόντων σε κατηγορίες καθορίζει πόσο χρόνο χρειάζεται το ρελέ για να ανοίξει όταν υπερφορτωθεί. Οι πιο συνηθισμένες κατηγορίες είναι: 10, 20 και 30. Ο αριθμητικός προσδιορισμός αντικατοπτρίζει τον χρόνο που απαιτείται για τη λειτουργία του ρελέ. Ένα ρελέ υπερφόρτωσης κατηγορίας 10 εκτελείται σε 10 δευτερόλεπτα ή λιγότερο με ρεύμα πλήρους φορτίου 600%, ένα ρελέ κατηγορίας 20 εκκινεί σε 20 δευτερόλεπτα ή λιγότερο και ένα ρελέ κατηγορίας 30 εκκινεί σε 30 δευτερόλεπτα ή λιγότερο.
Η κλίση του χαρακτηριστικού απόκρισης εξαρτάται από την κατηγορία προστασίας του κινητήρα. Οι κινητήρες IEC προσαρμόζονται συνήθως σε μια συγκεκριμένη εφαρμογή. Αυτό σημαίνει ότι το ρελέ υπερφόρτωσης μπορεί να χειριστεί το υπερβολικό ρεύμα πολύ κοντά στη μέγιστη χωρητικότητα του ρελέ. Η κλάση 10 είναι η πιο κοινή κατηγορία για κινητήρες IEC. Οι κινητήρες NEMA έχουν μεγαλύτερο εσωτερικό πυκνωτή, επομένως η κατηγορία 20 χρησιμοποιείται πιο συχνά.
Το ρελέ κλάσης 10 χρησιμοποιείται συνήθως για κινητήρες αντλιών, καθώς ο χρόνος επιτάχυνσης των κινητήρων είναι περίπου 0,1-1 δευτερόλεπτο. Πολλά βιομηχανικά φορτία υψηλής αδράνειας απαιτούν ρελέ κλάσης 20 για να λειτουργήσουν.
Οι ασφάλειες χρησιμεύουν για την προστασία της εγκατάστασης από ζημιές που μπορεί να προκληθούν από βραχυκύκλωμα. Επομένως, οι ασφάλειες πρέπει να έχουν επαρκή χωρητικότητα. Τα χαμηλότερα ρεύματα απομονώνονται με ρελέ υπερφόρτωσης. Εδώ, το ονομαστικό ρεύμα της ασφάλειας δεν αντιστοιχεί στο εύρος λειτουργίας του κινητήρα, αλλά σε ένα ρεύμα που μπορεί να βλάψει τα πιο αδύναμα εξαρτήματα της εγκατάστασης. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η ασφάλεια παρέχει προστασία από βραχυκύκλωμα, αλλά όχι προστασία υπερφόρτωσης χαμηλού ρεύματος.
Το σχήμα δείχνει τις πιο σημαντικές παραμέτρους που αποτελούν τη βάση της συντονισμένης λειτουργίας των ασφαλειών σε συνδυασμό με ένα ρελέ υπερφόρτωσης.
Είναι πολύ σημαντικό να καεί η ασφάλεια πριν υποστούν θερμική ζημιά άλλα μέρη της εγκατάστασης από βραχυκύκλωμα.
Σύγχρονα εξωτερικά ρελέ προστασίας κινητήρα
Τα προηγμένα συστήματα προστασίας εξωτερικού κινητήρα παρέχουν επίσης προστασία από υπέρταση, ανισορροπία φάσης, περιορίζουν τον αριθμό ενεργοποίησης/απενεργοποίησης και εξαλείφουν τους κραδασμούς. Επιπλέον, σας επιτρέπουν να παρακολουθείτε τη θερμοκρασία του στάτη και των ρουλεμάν μέσω ενός αισθητήρα θερμοκρασίας (PT100), να μετράτε την αντίσταση μόνωσης και να καταγράφετε τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Επιπλέον, προηγμένα συστήματα εξωτερικής προστασίας κινητήρα μπορούν να λαμβάνουν και να επεξεργάζονται το σήμα από την ενσωματωμένη θερμική προστασία. Αργότερα σε αυτό το κεφάλαιο, θα εξετάσουμε τη συσκευή θερμικής προστασίας.
Τα εξωτερικά ρελέ προστασίας κινητήρα έχουν σχεδιαστεί για να προστατεύουν τους τριφασικούς ηλεκτρικούς κινητήρες σε περίπτωση απειλής βλάβης του κινητήρα για σύντομη ή μεγαλύτερη περίοδο λειτουργίας. Εκτός από την προστασία του κινητήρα, το εξωτερικό ρελέ προστασίας διαθέτει μια σειρά από χαρακτηριστικά που παρέχουν προστασία κινητήρα σε διάφορες καταστάσεις:
Δίνει σήμα πριν παρουσιαστεί δυσλειτουργία ως αποτέλεσμα της όλης διαδικασίας
Διαγνωρίζει προβλήματα που παρουσιάζονται
Σας επιτρέπει να ελέγχετε τη λειτουργία του ρελέ κατά τη συντήρηση
Παρακολουθεί τη θερμοκρασία και τους κραδασμούς στα ρουλεμάν
Μπορείτε να συνδέσετε ένα ρελέ υπερφόρτωσης κεντρικό σύστημαδιαχείριση κτιρίου για συνεχή παρακολούθηση και αντιμετώπιση λειτουργικών προβλημάτων. Εάν εγκατασταθεί εξωτερικό ρελέ προστασίας στο ρελέ υπερφόρτωσης, η περίοδος αναγκαστικής διακοπής λειτουργίας λόγω διακοπής της διαδικασίας λόγω βλάβης μειώνεται. Αυτό επιτυγχάνεται με τον γρήγορο εντοπισμό ενός σφάλματος και την αποφυγή ζημιάς στον κινητήρα.
Για παράδειγμα, ένας ηλεκτροκινητήρας μπορεί να προστατεύεται από:
Παραφορτώνω
Κλειδαριές ρότορα
Σφήνωμα
Συχνές επανεκκινήσεις
ανοιχτή φάση
Σορτς εδάφους
Υπερθέρμανση (μέσω σήματος κινητήρα μέσω αισθητήρα PT100 ή θερμίστορ)
μικρό ρεύμα
Προειδοποίηση υπερφόρτωσης
Ρύθμιση εξωτερικού ρελέ υπερφόρτωσης
Το ρεύμα πλήρους φορτίου σε μια συγκεκριμένη τάση που αναγράφεται στην πινακίδα τεχνικών χαρακτηριστικών είναι η κατευθυντήρια γραμμή για τη ρύθμιση του ρελέ υπερφόρτωσης. Δεδομένου ότι στα δίκτυα διαφορετικές χώρεςυπάρχουν διαφορετικές τάσεις, οι κινητήρες αντλιών μπορούν να χρησιμοποιηθούν και στα 50 Hz και στα 60 Hz σε ένα ευρύ φάσμα τάσης. Για το λόγο αυτό, η πινακίδα χαρακτηριστικών του κινητήρα υποδεικνύει την τρέχουσα περιοχή. Αν γνωρίζουμε την τάση, μπορούμε να υπολογίσουμε την ακριβή ικανότητα μεταφοράς ρεύματος.
Παράδειγμα υπολογισμού
Γνωρίζοντας την ακριβή τάση για την εγκατάσταση, είναι δυνατός ο υπολογισμός του ρεύματος πλήρους φορτίου στα 254 / 440 Y V, 60 Hz.
Τα δεδομένα εμφανίζονται στην πινακίδα τύπου όπως φαίνεται στην εικόνα.
Υπολογισμοί για 60 Hz
Το κέρδος τάσης προσδιορίζεται από τις ακόλουθες εξισώσεις:
Υπολογισμός του πραγματικού ρεύματος πλήρους φορτίου (I):
(Τιμές ρεύματος για σύνδεση δέλτα και αστεριού στις ελάχιστες τάσεις)
(Τιμές ρεύματος για σύνδεση δέλτα και αστεριού στις μέγιστες τάσεις)
Τώρα, χρησιμοποιώντας τον πρώτο τύπο, μπορείτε να υπολογίσετε το ρεύμα πλήρους φορτίου:
Εγώ για το "τρίγωνο":
Εγώ για "αστέρι":
Οι τιμές για το ρεύμα πλήρους φορτίου αντιστοιχούν στο επιτρεπόμενο ρεύμα πλήρους φορτίου του κινητήρα στα 254 Δ/440 Y V, 60 Hz.
Προσοχή : το εξωτερικό ρελέ υπερφόρτωσης κινητήρα ρυθμίζεται πάντα στο ονομαστικό ρεύμα που αναγράφεται στην πινακίδα τεχνικών χαρακτηριστικών.
Ωστόσο, εάν οι κινητήρες έχουν σχεδιαστεί με συντελεστή φορτίου που υποδεικνύεται στη συνέχεια στην πινακίδα τύπου, π.χ. 1.15, η ρύθμιση ρεύματος για το ρελέ υπερφόρτωσης μπορεί να αυξηθεί κατά 15% σε σύγκριση με τους ενισχυτές ρεύματος πλήρους φορτίου ή συντελεστή σέρβις (SFA). , το οποίο συνήθως αναγράφεται στην πινακίδα τεχνικών χαρακτηριστικών.
Γιατί χρειάζεστε ενσωματωμένη προστασία κινητήρα εάν ο κινητήρας είναι ήδη εξοπλισμένος με ρελέ υπερφόρτωσης και ασφάλειες; Σε ορισμένες περιπτώσεις, το ρελέ υπερφόρτωσης δεν καταγράφει υπερφόρτωση του κινητήρα. Για παράδειγμα, σε περιπτώσεις:
Όταν ο κινητήρας είναι κλειστός (δεν είναι αρκετά δροσερός) και θερμαίνεται αργά σε επικίνδυνες θερμοκρασίες.
Στο υψηλή θερμοκρασίαπεριβάλλον.
Όταν η εξωτερική προστασία κινητήρα έχει ρυθμιστεί σε πολύ υψηλό ρεύμα διακοπής ή δεν έχει ρυθμιστεί σωστά.
Όταν ο κινητήρας επανεκκινηθεί πολλές φορές μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα και το ρεύμα εκκίνησης θερμαίνει τον κινητήρα, γεγονός που μπορεί τελικά να τον καταστρέψει.
Το επίπεδο προστασίας που μπορεί να παρέχει η εσωτερική προστασία καθορίζεται στο IEC 60034-11.
Ονομασία TP
Το TP είναι μια συντομογραφία για τη "θερμική προστασία" - θερμική προστασία. Υπάρχει ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙθερμική προστασία, τα οποία υποδεικνύονται με τον κωδικό TP (TPxxx). Ο κωδικός περιλαμβάνει:
Τύπος θερμικής υπερφόρτισης για την οποία σχεδιάστηκε η θερμική προστασία (1ο ψηφίο)
Αριθμός επιπέδων και τύπος ενέργειας (2ο ψηφίο)
Στους κινητήρες αντλιών, οι πιο συνηθισμένοι χαρακτηρισμοί TP είναι:
TP 111: Προστασία σταδιακής υπερφόρτωσης
TP 211: Προστασία τόσο από γρήγορη όσο και από σταδιακή υπερφόρτωση.
Ονομασία | Τεχνικό φορτίο και οι παραλλαγές του (1ο ψηφίο) | Αριθμός επιπέδων και λειτουργική περιοχή (2ο ψηφίο) | |
TR 111 | Μόνο αργή (συνεχής υπερφόρτωση) | 1 επίπεδο όταν είναι απενεργοποιημένο | |
TR 112 | |||
TR 121 | |||
TR 122 | |||
TR 211 | Αργά και γρήγορα (συνεχής υπερφόρτωση, μπλοκάρισμα) | 1 επίπεδο όταν είναι απενεργοποιημένο | |
TR 212 | |||
TR 221 TR 222 | 2 επίπεδα για συναγερμό και διακοπή λειτουργίας | ||
TR 311 TR 321 | Μόνο γρήγορα (μπλοκ) | 1 επίπεδο όταν είναι απενεργοποιημένο | |
Εικόνα του επιτρεπόμενου επιπέδου θερμοκρασίας όταν εκτίθεται σε υψηλή θερμοκρασία στον ηλεκτροκινητήρα. Η κατηγορία 2 επιτρέπει υψηλότερες θερμοκρασίες από την κατηγορία 1.
Όλοι οι μονοφασικοί κινητήρες Grundfos είναι εξοπλισμένοι με προστασία ρεύματος και θερμοκρασίας κινητήρα σύμφωνα με το IEC 60034-11. Ο τύπος προστασίας κινητήρα TP 211 σημαίνει ότι ανταποκρίνεται τόσο στις σταδιακές όσο και στις γρήγορες αυξήσεις θερμοκρασίας.
Η επαναφορά των δεδομένων στη συσκευή και η επιστροφή στην αρχική θέση πραγματοποιείται αυτόματα. Οι τριφασικοί κινητήρες Grundfos MG από 3,0 kW είναι εξοπλισμένοι στάνταρ με αισθητήρα θερμοκρασίας PTC.
Αυτοί οι κινητήρες έχουν δοκιμαστεί και εγκριθεί ως κινητήρες TP 211 και ανταποκρίνονται τόσο σε αργές όσο και σε γρήγορες αυξήσεις θερμοκρασίας. Άλλοι κινητήρες που χρησιμοποιούνται για αντλίες Grundfos (μοντέλα MMG D και E, Siemens, κ.λπ.) μπορούν να ταξινομηθούν ως TP 211, αλλά συνήθως είναι TP 111.
Τα δεδομένα στην πινακίδα τεχνικών χαρακτηριστικών πρέπει πάντα να τηρούνται. Πληροφορίες σχετικά με τον τύπο προστασίας για έναν συγκεκριμένο κινητήρα μπορείτε να βρείτε στην πινακίδα τεχνικών χαρακτηριστικών - σήμανση με το γράμμα TP (θερμική προστασία) σύμφωνα με το IEC 60034-11. Κατά κανόνα, η εσωτερική προστασία μπορεί να παρέχεται από δύο τύπους συσκευών προστασίας: συσκευές θερμικής προστασίας ή θερμίστορ.
Συσκευές θερμικής προστασίας ενσωματωμένες στο κουτί ακροδεκτών
Οι συσκευές θερμικής προστασίας ή οι θερμοστάτες χρησιμοποιούν έναν διμεταλλικό διακόπτη κυκλώματος τύπου δίσκου κουμπώματος για να ανοίγουν και να κλείνουν ένα κύκλωμα όταν επιτευχθεί μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Οι συσκευές θερμικής προστασίας ονομάζονται επίσης "klixons" (από το εμπορικό σήμα της Texas Instruments). Μόλις ο διμεταλλικός δίσκος φτάσει στην καθορισμένη θερμοκρασία, ανοίγει ή κλείνει μια ομάδα επαφών στο συνδεδεμένο κύκλωμα ελέγχου. Οι θερμοστάτες είναι εξοπλισμένοι με επαφές για κανονικά ανοιχτή ή κανονικά κλειστή λειτουργία, αλλά η ίδια συσκευή δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για τις δύο λειτουργίες. Οι θερμοστάτες είναι προ-βαθμονομημένοι από τον κατασκευαστή και δεν πρέπει να αλλάζονται. Οι δίσκοι είναι ερμητικά σφραγισμένοι και βρίσκονται στο μπλοκ ακροδεκτών.
Ο θερμοστάτης μπορεί να παρέχει τάση στο κύκλωμα τρομάζω- εάν είναι κανονικά ανοιχτός ή ο θερμοστάτης μπορεί να απενεργοποιήσει τον κινητήρα - εάν είναι κανονικά κλειστός και συνδεδεμένος σε σειρά με τον επαφέα. Δεδομένου ότι οι θερμοστάτες βρίσκονται στην εξωτερική επιφάνεια των άκρων του πηνίου, ανταποκρίνονται στη θερμοκρασία στη θέση. Για τριφασικούς κινητήρες, οι θερμοστάτες θεωρούνται ασταθής προστασία υπό συνθήκες πέδησης ή άλλες συνθήκες ταχείας αλλαγής θερμοκρασίας. Στους μονοφασικούς κινητήρες, οι θερμοστάτες χρησιμοποιούνται για προστασία από μπλοκαρισμένο ρότορα.
Θερμικός διακόπτης κυκλώματος ενσωματωμένος στις περιελίξεις
Μέσα στις περιελίξεις μπορούν επίσης να ενσωματωθούν συσκευές θερμικής προστασίας, βλέπε εικόνα.
Λειτουργούν ως διακόπτης δικτύου τόσο για μονοφασικούς όσο και για τριφασικούς κινητήρες. Σε μονοφασικούς κινητήρες έως 1,1 kW, εγκαθίσταται μια διάταξη θερμικής προστασίας απευθείας στο κύριο κύκλωμα έτσι ώστε να λειτουργεί ως διάταξη προστασίας περιελίξεων. Οι Klixon και Thermik είναι παραδείγματα θερμικών διακοπτών. Αυτές οι συσκευές ονομάζονται επίσης PTO (Protection Thermique a Ouverture).
Εγκατάσταση σε εσωτερικούς χώρους
Οι μονοφασικοί κινητήρες χρησιμοποιούν έναν μόνο θερμικό διακόπτη κυκλώματος. Σε τριφασικούς ηλεκτρικούς κινητήρες - δύο διακόπτες που συνδέονται σε σειρά που βρίσκονται μεταξύ των φάσεων του ηλεκτροκινητήρα. Έτσι, και οι τρεις φάσεις είναι σε επαφή με τον θερμικό διακόπτη. Οι θερμικοί διακόπτες κυκλώματος μπορούν να τοποθετηθούν στο τέλος των περιελίξεων, ωστόσο αυτό έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερο χρόνο απόκρισης. Οι διακόπτες πρέπει να είναι συνδεδεμένοι σε εξωτερικό σύστημα ελέγχου. Με αυτόν τον τρόπο, ο κινητήρας προστατεύεται από τη σταδιακή υπερφόρτωση. Για θερμικούς διακόπτες δεν απαιτείται ρελέ - ενισχυτής.
Οι θερμικοί διακόπτες ΔΕΝ ΠΡΟΣΤΑΤΕΥΟΥΝ τον κινητήρα εάν ο ρότορας είναι κλειδωμένος.
Η αρχή λειτουργίας του θερμικού διακόπτη κυκλώματος
Το γράφημα στα δεξιά δείχνει την αντίσταση σε σχέση με τη θερμοκρασία για έναν τυπικό θερμικό διακόπτη κυκλώματος. Κάθε κατασκευαστής έχει τα δικά του χαρακτηριστικά. Το TN βρίσκεται συνήθως στην περιοχή 150-160 °C.
Σύνδεση
Σύνδεση τριφασικού ηλεκτροκινητήρα με ενσωματωμένο θερμικό διακόπτη και ρελέ υπερφόρτωσης.
Ονομασία TP στο διάγραμμα
Προστασία IEC 60034-11:
TP 111 (σταδιακή υπερφόρτωση). Για να παρέχεται προστασία σε περίπτωση κλειδωμένου ρότορα, ο κινητήρας πρέπει να είναι εξοπλισμένος με ρελέ υπερφόρτωσης.
Ο δεύτερος τύπος εσωτερικής προστασίας είναι θερμίστορ, ή αισθητήρες θετικού συντελεστή θερμοκρασίας (PTC). Τα θερμίστορ είναι ενσωματωμένα στις περιελίξεις του κινητήρα και τον προστατεύουν σε περίπτωση κλειδώματος του ρότορα, παρατεταμένης υπερφόρτωσης και υψηλής θερμοκρασίας περιβάλλοντος. Η θερμική προστασία παρέχεται με την παρακολούθηση της θερμοκρασίας των περιελίξεων του κινητήρα χρησιμοποιώντας αισθητήρες PTC. Εάν η θερμοκρασία των περιελίξεων υπερβαίνει τη θερμοκρασία απενεργοποίησης, η αντίσταση του αισθητήρα αλλάζει ανάλογα με την αλλαγή της θερμοκρασίας.
Ως αποτέλεσμα αυτής της αλλαγής, τα εσωτερικά ρελέ απενεργοποιούν το κύκλωμα ελέγχου του εξωτερικού επαφέα. Ο ηλεκτροκινητήρας ψύχεται και η αποδεκτή θερμοκρασία της περιέλιξης του ηλεκτροκινητήρα αποκαθίσταται, η αντίσταση του αισθητήρα πέφτει στο αρχικό της επίπεδο. Σε αυτό το σημείο, η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου θα επαναφέρει αυτόματα, εκτός εάν έχει προηγουμένως ρυθμιστεί για μη αυτόματη επαναφορά και επανεκκίνηση.
Εάν τα θερμίστορ είναι εγκατεστημένα από μόνα τους στα άκρα του πηνίου, η προστασία μπορεί να ταξινομηθεί μόνο ως TP 111. Ο λόγος είναι ότι τα θερμίστορ δεν έχουν πλήρη επαφή με τα άκρα του πηνίου και επομένως δεν μπορούν να αντιδράσουν τόσο γρήγορα σαν είχαν αρχικά ενσωματωθεί στην περιέλιξη.
Το σύστημα ανίχνευσης θερμοκρασίας θερμίστορ αποτελείται από αισθητήρες θετικού συντελεστή θερμοκρασίας (PTC) εγκατεστημένους σε σειρά και έναν ηλεκτρονικό διακόπτη στερεάς κατάστασης σε κλειστό κιβώτιο ελέγχου. Το σύνολο των αισθητήρων αποτελείται από τρεις - έναν ανά φάση. Η αντίσταση στον αισθητήρα παραμένει σχετικά χαμηλή και σταθερή σε ένα ευρύ φάσμα θερμοκρασιών, με απότομη αύξηση στη θερμοκρασία απόκρισης. Σε τέτοιες περιπτώσεις, ο αισθητήρας λειτουργεί ως θερμικός διακόπτης κυκλώματος στερεάς κατάστασης και απενεργοποιεί το ρελέ ελέγχου. Το ρελέ ανοίγει το κύκλωμα ελέγχου ολόκληρου του μηχανισμού για να απενεργοποιήσει τον προστατευμένο εξοπλισμό. Όταν η θερμοκρασία της περιέλιξης αποκατασταθεί σε μια αποδεκτή τιμή, η μονάδα ελέγχου μπορεί να μηδενιστεί χειροκίνητα.
Όλοι οι κινητήρες Grundfos από 3 kW και άνω είναι εξοπλισμένοι με θερμίστορ. Το σύστημα θερμίστορ Θετικού Συντελεστή Θερμοκρασίας (PTC) θεωρείται ότι είναι ανεκτικό σε σφάλματα, επειδή εάν ο αισθητήρας αποτύχει ή το καλώδιο του αισθητήρα αποσυνδεθεί, εμφανίζεται άπειρη αντίσταση και το σύστημα λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο όπως όταν αυξάνεται η θερμοκρασία - το ρελέ ελέγχου απενεργοποιείται - ενεργοποιημένος.
Η αρχή της λειτουργίας του θερμίστορ
Οι κρίσιμες εξαρτήσεις αντίστασης/θερμοκρασίας για αισθητήρες προστασίας κινητήρα ορίζονται στο DIN 44081/DIN 44082.
Η καμπύλη DIN δείχνει την αντίσταση στους αισθητήρες θερμίστορ ως συνάρτηση της θερμοκρασίας.
Σε σύγκριση με το PTO, τα θερμίστορ έχουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:
Ταχύτερη απόκριση λόγω μικρότερου όγκου και βάρους
Καλύτερη επαφή με την περιέλιξη του κινητήρα
Σε κάθε φάση τοποθετούνται αισθητήρες
Παρέχει προστασία σε περίπτωση μπλοκαρίσματος του ρότορα
Ονομασία TP για κινητήρα με PTC
Η προστασία κινητήρα TP 211 επιτυγχάνεται μόνο όταν τα θερμίστορ PTC έχουν τοποθετηθεί πλήρως στα άκρα των περιελίξεων στο εργοστάσιο. Η προστασία TP 111 επιτυγχάνεται μόνο όταν αυτοεγκατάστασηστον τόπο λειτουργίας. Ο κινητήρας πρέπει να ελεγχθεί και να εγκριθεί για τη σήμανση TP 211. Εάν ο κινητήρας θερμίστορ PTC έχει προστασία TP 111, πρέπει να είναι εξοπλισμένος με ρελέ υπερφόρτωσης για την αποφυγή των επιπτώσεων εμπλοκής.
Χημική ένωση
Τα σχήματα στα δεξιά δείχνουν τα διαγράμματα σύνδεσης ενός τριφασικού ηλεκτροκινητήρα εξοπλισμένου με θερμίστορ PTC με απελευθερώσεις Siemens. Για την εφαρμογή προστασίας τόσο από σταδιακή όσο και από γρήγορη υπερφόρτωση, συνιστούμε τις ακόλουθες επιλογές σύνδεσης για κινητήρες εξοπλισμένους με αισθητήρες PTC με προστασία TP 211 και TP 111.
Εάν ένας κινητήρας με θερμίστορ φέρει την ένδειξη TP 111, αυτό σημαίνει ότι ο κινητήρας προστατεύεται μόνο από τη σταδιακή υπερφόρτωση. Για την προστασία του κινητήρα από γρήγορη υπερφόρτωση, ο κινητήρας πρέπει να είναι εξοπλισμένος με ρελέ υπερφόρτωσης. Το ρελέ υπερφόρτωσης πρέπει να συνδεθεί σε σειρά με το ρελέ PTC.
Η προστασία του κινητήρα TP 211 διασφαλίζεται μόνο εάν το θερμίστορ PTC είναι πλήρως ενσωματωμένο στις περιελίξεις. Η προστασία του TP 111 πραγματοποιείται μόνο με αυτοσύνδεση.
Τα θερμίστορ είναι σχεδιασμένα σύμφωνα με το DIN 44082 και αντέχουν φορτίο Umax 2,5 V DC. Όλα τα στοιχεία αποσύνδεσης είναι σχεδιασμένα να λαμβάνουν σήματα από θερμίστορ DIN 44082, δηλαδή θερμίστορ Siemens.
Σημείωση: Είναι πολύ σημαντικό η ενσωματωμένη συσκευή PTC να είναι συνδεδεμένη σε σειρά με το ρελέ υπερφόρτωσης. Η επαναλαμβανόμενη ενεργοποίηση του ρελέ υπερφόρτωσης μπορεί να προκαλέσει καύση της περιέλιξης σε περίπτωση ακινητοποίησης του κινητήρα ή εκκίνησης υψηλής αδράνειας. Επομένως, είναι πολύ σημαντικό τα δεδομένα θερμοκρασίας και κατανάλωσης ρεύματος της συσκευής και του ρελέ PTC
