حفاظت از اضافه بار موتورهای الکتریکی ناهمزمان. حفاظت از اضافه بار موتور با رله حرارتی. حفاظت در برابر ولتاژ پایین

حفاظت از موتورهای الکتریکی

انواع آسیب و حالت های غیرعادی عملکرد ED.

آسیب به موتورهای الکتریکی.در سیم‌پیچ‌های موتورهای الکتریکی، خطای زمین یک فاز استاتور، اتصال کوتاه بین پیچ‌ها و اتصال کوتاه چند فازی ممکن است رخ دهد. خطاهای زمین و خطاهای چند فاز نیز می توانند در سرنخ های موتور، کابل ها، کوپلینگ ها و قیف ها رخ دهند. اتصال کوتاه در موتورهای الکتریکی با عبور جریان های بزرگی همراه است که عایق و مس سیم پیچ ها، فولاد روتور و استاتور را از بین می برد. برای محافظت از موتورهای الکتریکی در برابر اتصال کوتاه چند فاز، یک قطع جریان یا حفاظت دیفرانسیل طولی وجود دارد که در هنگام خاموش شدن عمل می کند.

خطاهای زمین تک فاز در سیم پیچ های استاتور موتورهای الکتریکی با ولتاژ 3-10 کیلو ولت خطرات کمتری نسبت به اتصال کوتاه دارند، زیرا با عبور جریان های 5-20 A همراه هستند که توسط جریان خازنی تعیین می شود. شبکه. با توجه به هزینه نسبتاً پایین موتورهای الکتریکی با توان کمتر از 2000 کیلووات، حفاظت در برابر خطاهای زمین در جریان خطای زمین بیش از 10 آمپر و روی موتورهای الکتریکی با توان بیش از 2000 کیلو وات - در آنها نصب می شود. جریان خطای زمین بیش از 5 A، حفاظت در هنگام خاموش شدن عمل می کند.

محافظ در برابر مدارهای چرخشی در موتورهای الکتریکی نصب نشده است. از بین بردن آسیب از این نوع توسط سایر حفاظت موتورهای الکتریکی انجام می شود، زیرا خطاهای چرخشی در بیشتر موارد با خطای زمین همراه هستند یا به یک اتصال کوتاه چند فازی می روند.

موتورهای الکتریکی با ولتاژ تا 600 ولت با استفاده از فیوزها یا جریان های الکترومغناطیسی پرسرعت قطع کننده های مدار، در برابر انواع اتصال کوتاه (از جمله تک فاز) محافظت می شوند.

حالت های غیر عادی عملکردنوع اصلی عملکرد غیرعادی موتورهای الکتریکی اضافه بار آنها با جریان های بیشتر از جریان نامی است. زمان اضافه بار مجاز موتورهای الکتریکی، با، با عبارت زیر تعیین می شود:

برنج. 6.1. وابستگی جریان موتور الکتریکی به سرعت روتور.

جایی که ک - تعدد جریان موتور الکتریکی نسبت به اسمی؛ آ -ضریب بسته به نوع و نسخه موتور الکتریکی: آ == 250 - برای موتورهای الکتریکی بسته با جرم و ابعاد بزرگ، A = 150 - برای موتورهای الکتریکی باز

بارگذاری بیش از حد موتورهای الکتریکی می تواند به دلیل بارگذاری بیش از حد مکانیزم (به عنوان مثال، انسداد یک آسیاب یا سنگ شکن با زغال سنگ، گرفتگی یک فن یا قطعات سرباره در پمپ حذف خاکستر و غیره) و نقص آن (مثلاً آسیب دیدگی) رخ دهد. به بلبرینگ و غیره). جریان هایی که به طور قابل توجهی بیشتر از جریان های نامی هستند در هنگام راه اندازی و خودراه اندازی موتورهای الکتریکی عبور می کنند. این به دلیل کاهش مقاومت موتور الکتریکی با کاهش سرعت آن است. وابستگی جریان موتور من از فرکانس چرخش پ با ولتاژ ثابت در پایانه های آن در شکل نشان داده شده است. 6.1. هنگامی که روتور موتور الکتریکی در حالت سکون باشد، جریان از اهمیت بیشتری برخوردار است. این جریان که جریان راه اندازی نامیده می شود، چندین برابر بیشتر از مقدار نامی جریان موتور الکتریکی است. حفاظت اضافه بار می تواند بر روی یک سیگنال عمل کند، ماشین را تخلیه کند یا موتور الکتریکی را خاموش کند. پس از قطع اتصال کوتاه، ولتاژ در پایانه های موتور الکتریکی بازیابی می شود و فرکانس چرخش آن شروع به افزایش می کند. در این حالت، جریان های زیادی از سیم پیچ های موتور الکتریکی عبور می کنند که مقادیر آنها با سرعت چرخش موتور الکتریکی و ولتاژ در پایانه های آن تعیین می شود. کاهش سرعت تنها 10-25٪ منجر به کاهش مقاومت موتور الکتریکی به حداقل مقدار مربوط به جریان راه اندازی می شود. بازگرداندن کارکرد عادی موتور الکتریکی پس از قطع اتصال کوتاه را خود راه انداز و جریان های عبوری از آن را جریان خود راه انداز می نامند.

در تمام موتورهای الکتریکی ناهمزمان، خود راه اندازی می تواند بدون خطر آسیب انجام شود، بنابراین حفاظت از آنها باید از حالت خود راه اندازی جدا شود. عملکرد بی وقفه نیروگاه های حرارتی به امکان و مدت زمان راه اندازی خودکار موتورهای الکتریکی ناهمزمان از مکانیسم های اصلی نیازهای خود بستگی دارد. اگر به دلیل افت ولتاژ زیاد، اطمینان از راه اندازی خودکار همه موتورهای الکتریکی در حال کار غیرممکن است، برخی از آنها باید خاموش شوند. برای این کار از حفاظت زیر ولتاژ ویژه استفاده می شود که وقتی ولتاژ در پایانه های آنها به 60-70 درصد اسمی کاهش می یابد موتورهای الکتریکی غیرمسئول را خاموش می کند. در صورت قطع شدن یکی از فازهای سیم پیچ استاتور، موتور الکتریکی به کار خود ادامه می دهد. در این حالت، سرعت روتور اندکی کاهش می‌یابد و سیم‌پیچ‌های دو فاز آسیب‌دیده با جریانی 1.5-2 برابر بیشتر از جریان نامی بارگذاری می‌شوند. حفاظت موتور در برابر عملکرد دو فاز فقط در موتورهایی که توسط فیوز محافظت می شوند استفاده می شود، در صورتی که عملکرد دو فاز به موتور آسیب برساند.

در نیروگاه های حرارتی قدرتمند، موتورهای الکتریکی ناهمزمان دو سرعته با ولتاژ 6 کیلو ولت به طور گسترده ای به عنوان محرک برای اگزوزهای دود، فن های دمنده و پمپ های سیرکولاسیون استفاده می شود. این الکتروموتورها با دو سیم پیچ مستقل استاتور ساخته می شوند که هر کدام از آنها از طریق یک کلید مجزا به هم متصل می شوند و نمی توان هر دو سیم پیچ استاتور را به طور همزمان روشن کرد که در مدارهای کنترل یک اینترلاک مخصوص برای آن در نظر گرفته شده است. استفاده از چنین موتورهای الکتریکی به شما امکان می دهد با تغییر سرعت آنها بسته به بار دستگاه، در مصرف انرژی صرفه جویی کنید. این موتورها مجهز به دو مجموعه حفاظت رله هستند.

در عمل، از مدارهای محرک الکتریکی نیز استفاده می شود که چرخش مکانیزم (به عنوان مثال، آسیاب گلوله ای) را توسط دو موتور الکتریکی جفتی که به یک سوئیچ متصل هستند، فراهم می کند. در این حالت، تمام حفاظت ها برای هر دو موتور الکتریکی مشترک است، به استثنای حفاظت اضافه جریان توالی صفر که برای هر موتور الکتریکی ارائه می شود و با استفاده از رله های جریان متصل به یک CT توالی صفر نصب شده روی هر کابل انجام می شود.

حفاظت از EM ناهمزمان در برابر اتصال کوتاه فاز به فاز، اضافه بار و خطاهای زمین.

برای حفاظت در برابر اتصال کوتاه چند فاز موتورهای الکتریکی تا 5000 کیلو وات معمولاً از حداکثر قطع جریان استفاده می شود. ساده ترین قطع جریان اضافه را می توان با رله های عمل مستقیم ساخته شده در درایو قطع کننده مدار انجام داد. با یک رله غیر مستقیم، یکی از دو طرح برای اتصال CT و رله، نشان داده شده در شکل. 6.2 و 6.3. قطع با رله جریان مستقل انجام می شود. استفاده از رله های جریان با مشخصه وابسته (شکل 6-3) امکان حفاظت در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار را با استفاده از همان رله ها فراهم می کند. جریان عملیات قطع بر اساس عبارت زیر انتخاب می شود:

جایی که ک cx ضریب مدار برابر با 1 برای مدار در شکل. 6.3 و v3 برای مدار در شکل. 6.2; من شروع - جریان راه اندازی موتور الکتریکی.

اگر جریان پیکاپ رله از جریان هجومی جدا شود، معمولاً قطع به طور قابل اطمینانی جدا می شود و از جانب.جریانی که موتور الکتریکی با اتصال کوتاه خارجی به بخش می فرستد.

دانستن جریان نامی موتور الکتریکی من نام و فرکانس جریان راه اندازی ک n مشخص شده در کاتالوگ ها، می توانید جریان شروع را با استفاده از عبارت زیر محاسبه کنید:

برنج. 6.2 مدار حفاظت موتور با قطع جریان اضافه با یک رله اضافه جریان لحظه ای: آ- مدارهای جریان، ب- مدارهای جریان مستقیم عملیاتی

همانطور که از اسیلوگرام نشان داده شده در شکل مشاهده می شود. 6.4 که جریان راه اندازی الکتروموتور پمپ تغذیه را نشان می دهد، در اولین لحظه راه اندازی، یک پیک کوتاه مدت جریان مغناطیسی ظاهر می شود که از جریان راه اندازی موتور الکتریکی بیشتر است. برای جداسازی از این پیک، جریان عملیاتی قطع با در نظر گرفتن ضریب ایمنی انتخاب می‌شود: ک n =1,8 برای رله های نوع RT-40 که از طریق یک رله میانی عمل می کنند. ک n = 2 برای رله های انواع IT-82، IT-84 (RT-82، RT-84)، و همچنین برای رله های مستقیم.

برنج. 6.3. مدار حفاظت موتور الکتریکی در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار با دو رله RT-84: آ- مدارهای جریان، ب- مدارهای جریان مستقیم عملیاتی

تی

برنج. 6 4. اسیلوگرام جریان راه اندازی موتور الکتریکی.

قطع جریان موتورهای الکتریکی تا 2000 کیلو وات باید طبق قانون ساده ترین و ارزان ترین مدار تک رله انجام شود (شکل 6.2 را ببینید). با این حال، نقطه ضعف این طرح، حساسیت کمتر آن در مقایسه با برش ساخته شده بر اساس طرح در شکل 1 است. 6.3، به یک اتصال کوتاه دو فاز بین یکی از فازهایی که CT روی آن نصب شده است و فاز بدون CT. این مورد است، زیرا جریان قطع قطع شده مطابق مدار تک رله، مطابق (6.1)، 3 برابر بیشتر از مدار دو رله است. بنابراین در موتورهای الکتریکی با توان 2000-5000 کیلووات قطع جریان برای افزایش حساسیت توسط دو رله انجام می شود. اگر ضریب حساسیت مدار تک رله در اتصال کوتاه دو فاز در پایانه های موتور کمتر از دو باشد، باید از مدار قطع دو رله در موتورهای الکتریکی با توان حداکثر 2000 کیلو وات استفاده شود.

روی موتورهای الکتریکی با توان 5000 کیلووات و بیشتر، حفاظ دیفرانسیل طولی تعبیه شده است که حساسیت بالاتری نسبت به اتصال کوتاه در ترمینال ها و سیم پیچی الکتروموتورها ایجاد می کند. این حفاظت در نسخه دو فاز یا سه فاز با رله از نوع RNT-565 (مشابه حفاظت ژنراتورها) انجام می شود. توصیه می شود جریان عملیاتی 2 را بگیرید من خیر

از آنجایی که حفاظت در نسخه دو فاز به خطاهای زمین مضاعف که یکی از آنها در سیم پیچ موتور روی یک فاز رخ می دهد واکنش نشان نمی دهد. V , که در آن CT وجود ندارد، یک محافظ ویژه در برابر اتصال کوتاه مضاعف بدون تاخیر زمانی نیز نصب شده است.

حفاظت از اضافه بار

حفاظت اضافه بار فقط بر روی موتورهای الکتریکی در معرض بارهای بیش از حد تکنولوژیکی (پنکه های آسیاب، اگزوز دود، آسیاب ها، سنگ شکن ها، پمپ های لایروبی و غیره) نصب می شود، به عنوان یک قاعده، با تأثیر بر سیگنال یا تخلیه مکانیسم. بنابراین، به عنوان مثال، در موتورهای الکتریکی آسیاب های معدن، حفاظت می تواند برای خاموش کردن موتور الکتریکی مکانیسم تامین زغال سنگ عمل کند، در نتیجه از مسدود شدن آسیاب با زغال سنگ جلوگیری می کند.

محافظ اضافه بار باید موتور الکتریکی را که روی آن نصب شده است خاموش کند فقط در صورتی که علت اضافه بار را نتوان بدون توقف موتور الکتریکی از بین برد. استفاده از محافظ اضافه بار با عمل خاموش شدن نیز در تاسیسات بدون سرنشین توصیه می شود.

جریان عملیات حفاظت اضافه بار برابر است با:

جایی که ک n = 1.1-1.2.

در این حالت، رله های حفاظت اضافه بار قادر خواهند بود از جریان هجومی کار کنند، بنابراین تأخیر زمان حفاظت با توجه به شرایط تنظیم از زمان شروع موتور الکتریکی، 10-20 ثانیه گرفته می شود. حفاظت اضافه بار با استفاده از یک عنصر القایی رله IT-80 (RT-80) انجام می شود (شکل 6.3 را ببینید). اگر موتور الکتریکی باید در هنگام اضافه بار خاموش شود، از رله های نوع IT-82 (RT-82) در مدار حفاظتی استفاده می شود. در موتورهای الکتریکی که محافظت از آنها در برابر اضافه بار نباید در هنگام خاموش شدن عمل کند، توصیه می شود از یک رله با دو جفت کنتاکت از نوع IT-84 (RT-84) استفاده کنید که عملکرد جداگانه قطع و القایی را فراهم می کند. عنصر

برای تعدادی از موتورهای الکتریکی (اجازه های دود، فن های دمنده، آسیاب) که زمان چرخش آنها 30-35 ثانیه است، مدار حفاظت اضافه بار با رله RT-84 با رله زمان نوع EV-144 تکمیل می شود. که پس از بسته شدن کنتاکت رله جریان وارد عمل می شود. در این حالت تاخیر زمان حفاظت را می توان تا 36 ثانیه افزایش داد. اخیراً برای حفاظت اضافه بار الکتروموتورهای کمکی از مدار حفاظتی با یک رله جریان از نوع RT-40 و یک رله زمان از نوع EV-144 و برای موتورهای الکتریکی با زمان راه اندازی بیش از 20 ثانیه استفاده شده است. - یک رله زمان از نوع VL-34 (با مقیاس 1 -100 ثانیه).

حفاظت در برابر ولتاژ پایین.

پس از خاموش شدن اتصال کوتاه، خود راه اندازی موتورهای الکتریکی رخ می دهد، متصل به سیستم بخش یا اتوبوس، که در طول اتصال کوتاه، ولتاژ کاهش می یابد. جریان های خود راه انداز، چندین برابر بیشتر از جریان های نامی، برای نیازهای خود از خطوط تغذیه (یا ترانسفورماتورها) عبور می کنند. در نتیجه ولتاژ روی باس های مورد نیاز کمکی و در نتیجه موتورهای الکتریکی به قدری کاهش می یابد که ممکن است گشتاور روی شفت موتور الکتریکی برای معکوس شدن آن ناکافی باشد. اگر ولتاژ باس کمتر از 55 تا 65 درصد باشد، موتورهای الکتریکی ممکن است خود راه اندازی نشود. من خیر به منظور اطمینان از خود راه اندازی حیاتی ترین موتورهای الکتریکی، یک محافظ ولتاژ نصب شده است که موتورهای الکتریکی نامربوط را خاموش می کند، عدم وجود آن برای مدتی بر روند تولید تأثیر نمی گذارد. در همان زمان، کل جریان خود راه اندازی کاهش می یابد و ولتاژ در اتوبوس های کمکی افزایش می یابد، به همین دلیل از خود راه اندازی موتورهای الکتریکی بحرانی اطمینان حاصل می شود.

در برخی موارد، در صورت خرابی طولانی مدت ولتاژ، محافظ ولتاژ پایین موتورهای الکتریکی حیاتی را نیز خاموش می کند. این به ویژه برای راه اندازی مدار ATS موتورهای الکتریکی و همچنین برای فناوری تولید ضروری است. بنابراین، به عنوان مثال، در صورتی که تمام دستگاه های تخلیه دود متوقف شوند، لازم است آسیاب و فن های دمنده و فیدرهای گرد و غبار خاموش شوند. در صورت توقف فن های دمنده - فن های آسیاب و فیدرهای گرد و غبار. قطع کردن موتورهای الکتریکی حیاتی توسط حفاظت در برابر ولتاژ پایین نیز در مواردی انجام می شود که راه اندازی خودکار آنها به دلایل ایمنی یا به دلیل خطر آسیب به مکانیسم های محرک غیرقابل قبول باشد.

ساده ترین حفاظت در برابر ولتاژ را می توان با یک رله ولتاژ متصل به ولتاژ فاز به فاز انجام داد. با این حال، چنین اجرای حفاظتی غیر قابل اعتماد است، زیرا در صورت قطع شدن مدارهای ولتاژ، خاموش شدن کاذب موتورهای الکتریکی امکان پذیر است. بنابراین از طرح حفاظتی تک رله فقط در هنگام استفاده از رله مستقیم استفاده می شود.برای جلوگیری از عملکرد کاذب حفاظت در صورت خرابی مدار ولتاژ، از مدارهای کلیدزنی رله ولتاژ ویژه استفاده می شود. یکی از این طرح ها برای چهار موتور الکتریکی که در Tyazhpromelektroproekt توسعه یافته است، در شکل نشان داده شده است. 6.5. رله ولتاژ مستقیم KVT1-KVT4برای ولتاژهای فاز به فاز گنجانده شده است ابو قبل از میلاد مسیح.برای افزایش قابلیت اطمینان حفاظت، این رله ها به طور جداگانه از دستگاه ها و کنتورها تغذیه می شوند که از طریق یک مدارشکن سه فاز به مدارهای ولتاژ متصل می شوند. SF3با رهاسازی آنی الکترومغناطیسی (دو فاز از مدار شکن استفاده می شود).

فاز Vمدارهای ولتاژ به زمین مبهم نیستند، بلکه از طریق فیوز خرابی متصل می شوند FV،که امکان اتصال کوتاه تک فاز در مدارهای ولتاژ را از بین می برد و همچنین قابلیت اطمینان حفاظت را افزایش می دهد. در فاز آمدار شکن تک فاز نصب شده حفاظتی SFIبا رهاسازی آنی الکترومغناطیسی و در فاز با -یک قطع کننده مدار با انتشار حرارتی تاخیری. بین فازها آو بایک خازن C با ظرفیت حدود 30 μF گنجانده شده است که هدف آن در زیر نشان داده شده است.

برنج. 6 5. مدار حفاظت در برابر ولتاژ با رله مستقیم، نوع RNV

در صورت آسیب در مدارهای ولتاژ، حفاظت در نظر گرفته شده به شرح زیر عمل خواهد کرد. اتصال کوتاه یکی از فازها به زمین، همانطور که در بالا ذکر شد، منجر به خاموش شدن کلیدهای مدار نمی شود، زیرا مدارهای ولتاژ دارای زمین جامد نیستند. با اتصال کوتاه دو فاز فازها Vو بافقط کلید قطع می شود SF2فاز با... رله ولتاژ KVT1و KVT2به ولتاژ معمولی متصل بمانند و بنابراین شروع به کار نکنید. رله KVT3و KVT4،پس از باز کردن مدار شکن توسط یک اتصال کوتاه در مدارهای ولتاژ ایجاد می شود SF2دوباره بالا می‌آیند، زیرا از فاز انرژی می‌گیرند آاز طریق خازن با.با فازهای اتصال کوتاه ABیا مانندکلید مدار باز می شود SF1،در فاز آ.پس از خاموش کردن رله اتصال کوتاه KVT1و KVT2تحت تأثیر ولتاژ فاز دوباره بالا می رود با،از خازن C. رله عبور می کند KVT3و KVT4شروع نخواهد شد. رله ها در صورت خرابی فاز رفتار مشابهی خواهند داشت آو با... بنابراین، مدار حفاظتی در نظر گرفته شده به اشتباه با محتمل ترین آسیب به مدارهای ولتاژ کار نمی کند. عملکرد کاذب حفاظت فقط در صورت آسیب غیر محتمل به مدارهای ولتاژ امکان پذیر است - اتصال کوتاه سه فاز یا هنگام خاموش شدن قطع کننده های مدار SF1و SF2.سیگنال خرابی مدار ولتاژ توسط کنتاکت های رله انجام می شود KV1.1، KV2.1، KV3.1و کنتاکت های قطع کننده مدار SF1.1، SF2.1، SF3.1.

در تاسیسات با جریان کار ثابت، حفاظت از ولتاژ پایین برای هر بخش از شینه های کمکی مطابق نمودار نشان داده شده در شکل انجام می شود. 6.6. مدار رله زمان KT1،برای خاموش کردن موتورهای الکتریکی غیرمسئول، کنتاکت‌های سه رله حداقل ولتاژ به صورت سری وصل می‌شوند. KV1.به لطف این روشن شدن رله، هنگام منفجر شدن فیوز در مدارهای ترانسفورماتور ولتاژ، از عملکرد کاذب محافظ جلوگیری می شود. ولتاژ ماشه رله KV1حدود 70% پذیرفته شد U خیر

برنج. 6.6. مدار حفاظت از ولتاژ پایین در جریان کار ثابت: آ- مدارهای ولتاژ AC؛ ب- زنجیره های عملیاتی من -برای خاموش کردن موتورهای نامربوط؛ II- برای خاموش کردن موتورهای حیاتی

تأخیر زمان حفاظت برای قطع موتورهای الکتریکی غیر بحرانی از کات آف الکتروموتورها جدا شده و برابر با 0.5-1.5 ثانیه تنظیم می شود. تأخیر زمانی خاموش شدن موتورهای الکتریکی بحرانی 10-15 ثانیه است تا در صورت افت ولتاژ ناشی از اتصال کوتاه و خود راه اندازی موتورهای الکتریکی، حفاظت در خاموش شدن آنها عمل نکند. همانطور که تجربه عملیاتی نشان می دهد، در تعدادی از موارد، خود راه اندازی موتورهای الکتریکی 20-25 ثانیه با کاهش ولتاژ در اتوبوس های نیازهای کمکی به 60-70٪ طول می کشد. U نام . در این حالت، اگر اقدامات اضافی انجام نشود، حفاظت از ولتاژ پایین (رله KV1)،داشتن تنظیمات برداشت (0.6-0.7) U نام , می تواند موتورهای الکتریکی حیاتی را اصلاح و خاموش کند. برای جلوگیری از این در سیم پیچ رله زمان بندی KT2،در اثر خاموش شدن موتورهای الکتریکی حیاتی، کنتاکت روشن می شود KV2.1رله ولتاژ چهارم KV2.این رله کم ولتاژ دارای تنظیم پیکاپ در حد (0.4-0.5) است. U nom و به طور قابل اعتماد در طول خود شروع باز می گرداند. رله KV2تنها زمانی که ولتاژ به طور کامل از باس های کمکی حذف شود، تماس خود را برای مدت طولانی بسته نگه می دارد. در مواردی که مدت زمان خود راه اندازی کمتر از تاخیر زمانی رله باشد KT2،رله KV2نصب نشده.

اخیراً نیروگاه ها از طرح حفاظتی متفاوتی استفاده کرده اند که در شکل 1 نشان داده شده است. 6.7. این مدار از سه رله راه اندازی استفاده می کند: رله ولتاژ دنباله منفی KV1نوع RNF-1M و رله کم ولتاژ KV2و KV3نوع RN-54/160.

برنج. 6.7. مدار حفاظتی تحت ولتاژ با رله ولتاژ توالی مثبت: آ- مدارهای ولتاژ؛ ب- زنجیره های عملیاتی

در عملکرد عادی، زمانی که ولتاژهای فاز به فاز متقارن هستند، تماس معمولی باز است. KV1.1در مدار سیم پیچ رله زمان CT1و KT2بسته و بسته شدن KV1.2در مدار سیگنالینگ باز شود. کنتاکت های رله NC K.V2.1و KV3.1در همان زمان باز هستند. با کاهش ولتاژ در تمام فازها، تماس KV1.1بسته می ماند و به نوبه خود عمل می کند: مرحله اول حفاظت از ولتاژ پایین که با استفاده از یک رله انجام می شود. KV2(تنظیم برداشت 0.7 U نام) و KT1;دوم - با استفاده از یک رله KV3(تنظیم برداشت 0.5 U نام) و KT2.در صورت نقض یک یا دو فاز از مدارهای ولتاژ، رله فعال می شود KV1،تماس بسته که KV1.2یک سیگنال در مورد نقص در مدارهای ولتاژ داده می شود. هنگامی که هر مرحله از حفاظت راه اندازی می شود، یک بعلاوه به باسبارها ارائه می شود SHMN1و SHMN2به ترتیب، جایی که از مدار خاموش کردن موتورهای الکتریکی می آید. عملکرد حفاظتی توسط رله های نشانگر نشان داده می شود KN1و KH2،دارای سیم پیچی موازی

در حین کار از تاسیسات مختلف الکتریکی، حالت های اضطراری رخ می دهد. اصلی ترین آنها اتصال کوتاه، اضافه بارهای تکنولوژیکی، حالت های فاز ناقص، گیر کردن روتور یک ماشین الکتریکی است.

حالت های کار اضطراری موتورهای الکتریکی

زیر مدار کوتاهحالت زمانی درک می شود که جریان اضافه بار یک به چند بار از مقدار نامی تجاوز کند. حالت اضافه بار با بیش از حد جریان 1.5 - 1.8 برابر مشخص می شود. اضافه بارهای تکنولوژیکی منجر به افزایش دمای سیم پیچ موتور الکتریکی بالاتر از حد مجاز، تخریب تدریجی و خرابی آن می شود.

از دست دادن فاز (افت فاز)در صورت منفجر شدن فیوز در فاز، شکستن سیم، خرابی تماس رخ می دهد. در این حالت ، توزیع مجدد جریان ها رخ می دهد ، جریان های افزایش یافته از طریق سیم پیچ های موتور الکتریکی شروع به جریان می کنند ، منتفی نیست که مکانیسم متوقف شود و ماشین الکتریکی خراب شود. حساس ترین حالت های نیمه فاز موتورهای الکتریکی با توان کم و متوسط هستند، یعنی آنهایی که بیشتر در صنعت و کشاورزی استفاده می شوند.

روتور توقیف شدیک ماشین الکتریکی ممکن است زمانی اتفاق بیفتد که یک یاتاقان از بین می رود، یک ماشین کار گیر کرده است. این سخت ترین رژیم است. سرعت افزایش دمای سیم پیچ استاتور به 7 - 10 درجه سانتیگراد در ثانیه می رسد ، پس از 10 - 15 ثانیه دمای موتور از حد مجاز فراتر می رود. این حالت برای موتورهای کم و متوسط خطرناک ترین است.

بیشترین تعداد خرابی های اضطراری موتورهای الکتریکی به دلیل اضافه بارهای تکنولوژیکی، گیر کردن، تخریب مجموعه بلبرینگ... تا 15 درصد از خرابی ها به دلیل خرابی فاز و بروز عدم تعادل ولتاژ غیرقابل قبول رخ می دهد.

انواع وسایل الکتریکی برای حفاظت موتورهای الکتریکی

برای محافظت از تجهیزات الکتریکی در برابر حالت های اضطراری، کلیدهای مدار، فیوزها، دستگاه های محافظ دمای داخلی، حفاظت حساس به فاز و سایر دستگاه ها به صورت سریال تولید می شوند.

هنگام انتخاب نوع حفاظت، شرایط عملیاتی خاص، سرعت، قابلیت اطمینان، سهولت استفاده و شاخص های اقتصادی در نظر گرفته می شود.

در تأسیسات الکتریکی تا 1000 ولت، معمولاً حفاظت از اتصال کوتاه انجام می شود فیوزها یا جریان اضافی الکترومغناطیسی که در قطع کننده های مدار تعبیه شده اند.

علاوه بر این، حفاظت در برابر اتصال کوتاه موتورهای الکتریکی می تواند توسط یک رله جریان متصل به یکی از فازهای استاتور به طور مستقیم یا از طریق یک ترانسفورماتور جریان و یک رله زمان انجام شود.

حفاظت از اضافه بارآنها به دو نوع تقسیم می شوند: حفاظت با اثر مستقیم، که به جریان بیش از حد واکنش نشان می دهد، و حفاظت غیرمستقیم که به دمای بیش از حد پاسخ می دهد. رله های حرارتی رایج ترین نوع حفاظت در برابر جریان اضافه هستند که برای محافظت از موتورهای الکتریکی در برابر اضافه بار (از جمله تشنج) استفاده می شود. آنها در سری های TRN، TRP، RTT، RTL تولید می شوند. رله های حرارتی سه فاز PTT و RTL نیز از افت فاز محافظت می کنند.

حفاظت حساس به فاز (FUS)از افت فاز، گیر کردن مکانیسم، اتصال کوتاه، مقاومت عایق کم موتور الکتریکی محافظت می کند.

محافظت در برابر اضافه بار و گیر کردن مکانیسم نیز می تواند با استفاده از ابزار ویژه انجام شود کلاچ های ایمنی... نوع حفاظت مشخص شده در تجهیزات پرس استفاده می شود. برای محافظت در برابر خرابی فاز، رله های خرابی فاز مانند E-511، EL-8، EL-10، رله های الکترونیکی مدرن و ریزپردازنده به صورت سری تولید می شوند.

حمایت از اقدام غیرمستقیم نیز شامل می شود محافظ دمای داخلی UVTZ، که بدون توجه به دلیلی که باعث گرمایش شده است، نه به مقدار فعلی، بلکه به دمای سیم پیچ موتور واکنش نشان می دهد. در حال حاضر، برای این اهداف، رله های حرارتی مبتنی بر ریزپردازنده و الکترونیکی مدرن به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند که به تغییرات مقاومت ترمیستورهای ساخته شده در سیم پیچ استاتور موتور الکتریکی پاسخ می دهند.

روش انتخاب نوع حفاظت برای موتورهای الکتریکی

هنگام انتخاب نوع حفاظت، باید از مقررات زیر راهنمایی شود:

بحرانی ترین گیرنده های الکتریکی، که خرابی آنها می تواند منجر به آسیب بزرگ شود، در معرض آلودگی سیستماتیک، یا کارکرد در دماهای بالا، و همچنین با تغییر ناگهانی بارها (سنگ شکن ها، کارخانه های چوب بری، آسیاب های علوفه) باید با دمای داخلی محافظت شوند. حفاظت و مدار شکن یا فیوز.

حفاظت از موتورهای الکتریکی کم مصرف (حداکثر 1.1 کیلووات) که توسط پرسنل مجرب سرویس می شوند، توسط رله ها و فیوزهای حرارتی قابل انجام است.

توصیه می شود از حفاظت موتورهای الکتریکی با توان متوسط (بیش از 1.1 کیلو وات) که بدون پرسنل خدماتی با دستگاه های حساس به فاز کار می کنند محافظت شود.

رله های حرارتی، حفاظت حساس به فاز، و حفاظت دمای داخلی به طور قابل اعتمادی در اضافه بارهای کم و حالت های عملکرد طولانی مدت کار می کنند. انتخاب دستگاه ترجیحی در این مورد باید با در نظر گرفتن شاخص های اقتصادی انجام شود. در بارهای متغیر با دوره ای از نوسانات بار متناسب با گرمایش ثابت موتور، رله های حرارتی به طور قابل اعتماد کار نمی کنند و باید از محافظ دمای داخلی یا محافظ حساس به فاز استفاده شود. تحت بارهای تصادفی، دستگاه های محافظ قابل اعتمادتر هستند و به جای جریان، به عنوان تابعی از دما عمل می کنند.

هنگامی که درایو الکتریکی به یک شبکه فاز ناقص روشن می شود، جریانی نزدیک به جریان راه اندازی از سیم پیچ های آن عبور می کند و دستگاه های محافظ به طور قابل اعتماد کار می کنند. اما اگر پس از روشن کردن موتور الکتریکی افت فاز رخ دهد، قدرت جریان به بار بستگی دارد. رله های حرارتی در این حالت دارای منطقه مرده قابل توجهی هستند و بهتر است از محافظ حساس به فاز و محافظ دمای داخلی استفاده شود.

برای شروع طولانی مدت، استفاده از رله های حرارتی نامطلوب است. اگر با ولتاژ کم راه اندازی شود، رله حرارتی می تواند موتور را به اشتباه خاموش کند.

هنگامی که روتور یک موتور الکتریکی یا یک ماشین کار مسدود می شود، جریان در سیم پیچ های آن 5-6 برابر بیشتر از جریان نامی است. رله های حرارتی در این شرایط باید موتور الکتریکی را در مدت 1 تا 2 ثانیه خاموش کنند. با این حال، حفاظت از دما در صورت جریان بیش از 1.6 برابر و بالاتر دارای خطای دینامیکی زیادی است، بنابراین ممکن است موتور الکتریکی خاموش نشود، گرمای بیش از حد غیرقابل قبول سیم پیچ ها و کاهش شدید عمر مفید ماشین الکتریکی وجود خواهد داشت. رله های حرارتی و حفاظت از اضافه بار حرارتی داخلی با راندمان پایین کار می کنند. در چنین شرایطی بهتر است از محافظ حساس به فاز استفاده شود.

هنگام استفاده از رله های حرارتی مدرن RTT و RTL، میزان خرابی تجهیزات الکتریکی بسیار کمتر از هنگام استفاده از رله هایی مانند TRN، TRP است و در برخی موارد با میزان خرابی هنگام نصب محافظ دمای داخلی قابل مقایسه است.

در حال حاضر، برای حفاظت از موتورهای الکتریکی به ویژه مهم، کاربردهای مدرنی یافت می شود که همه انواع حفاظت را ترکیب می کند و توانایی تنظیم انعطاف پذیر پارامترهای پاسخ را دارد.

حوزه کاربرد دستگاه های حفاظتی مختلف به تعداد خرابی تجهیزات الکتریکی، میزان آسیب فنی در هنگام خاموش شدن، هزینه خرید تجهیزات حفاظتی بستگی دارد. یک مطالعه امکان سنجی برای انتخاب گزینه ترجیحی مورد نیاز است.

حفاظت در برابر اضافه بار موتور الکتریکی امروزه یکی از اصلی ترین وظایفی است که برای راه اندازی موفقیت آمیز این دستگاه باید حل شود. این نوع موتورها بسیار مورد استفاده قرار می گیرند و به همین دلیل راه های زیادی برای محافظت از آنها در برابر اثرات منفی مختلف ابداع شده است.

سطوح حفاظتی

دستگاه های بسیار متنوعی برای محافظت از این تجهیزات وجود دارد، با این حال، همه آنها را می توان به سطوح تقسیم کرد.

سطح خارجی حفاظت از اتصال کوتاه. اغلب در اینجا از انواع مختلف رله استفاده می شود. این دستگاه ها و سطح حفاظت در سطح رسمی است. به عبارت دیگر، این یک مورد حفاظتی اجباری است که باید مطابق با قوانین ایمنی در قلمرو فدراسیون روسیه نصب شود.
رله حفاظت از اضافه بار برای موتور الکتریکی به جلوگیری از انواع آسیب های مهم در حین کار و همچنین آسیب های احتمالی کمک می کند. این دستگاه ها نیز به سطح حفاظت خارجی تعلق دارند.
یک لایه محافظ داخلی از گرم شدن بیش از حد احتمالی قطعات موتور جلوگیری می کند. این کار گاهی با استفاده از کلیدهای خارجی و گاهی اوقات با استفاده از رله های اضافه بار انجام می شود.

دلایل خرابی سخت افزار

امروزه مشکلات بسیار متنوعی وجود دارد که به دلیل عدم تجهیز یک موتور الکتریکی به وسایل حفاظتی، می توان عملکرد آن را مختل کرد.

سطح پایین ولتاژ الکتریکی یا برعکس، سطح بسیار بالای منبع تغذیه می تواند باعث خرابی شود.
خرابی به دلیل این واقعیت است که فرکانس عرضه فعلی خیلی سریع و اغلب تغییر می کند.
نصب نادرست دستگاه یا اجزای آن نیز می تواند خطرناک باشد.
افزایش دما به مقدار بحرانی یا بالاتر.
خنک شدن خیلی کم نیز منجر به خرابی می شود.
افزایش دمای محیط تأثیر منفی قوی دارد.
تعداد کمی می دانند که فشار کم یا نصب موتور در بالای سطح دریا که باعث فشار کم می شود نیز تأثیر منفی دارد.
طبیعتاً لازم است از موتور الکتریکی در برابر بار اضافی که ممکن است در اثر قطع برق رخ دهد محافظت شود.
روشن و خاموش شدن مکرر دستگاه یک عیب منفی است که باید با کمک وسایل حفاظتی نیز برطرف شود.

فیوزها

نام کامل تجهیزات حفاظتی کلید فیوز است. این دستگاه هر دو کلید مدار و فیوز را که در یک محفظه قرار دارند ترکیب می کند. همچنین می توان از سوئیچ برای باز کردن یا بستن مدار به صورت دستی استفاده کرد. فیوز محافظ موتور الکتریکی در برابر جریان اضافی است.

شایان ذکر است که طراحی سوئیچ اضطراری یک محفظه ویژه را فراهم می کند که پرسنل را از تماس تصادفی با پایانه های دستگاه و همچنین خود تماس ها در برابر اکسیداسیون محافظت می کند.

با توجه به فیوز، این دستگاه باید بتواند بین وقوع اضافه جریان و اتصال کوتاه در مدار تشخیص دهد. این بسیار مهم است زیرا شرایط اضافه جریان کوتاه مدت قابل قبول است. با این حال، در صورت ادامه افزایش این پارامتر، حفاظت جریان اضافه بار موتور باید بلافاصله قطع شود.

فیوزهای اتصال کوتاه

نوعی فیوز وجود دارد که برای محافظت از دستگاه در برابر اتصال کوتاه (اتصال کوتاه) طراحی شده است. با این حال، در اینجا شایان ذکر است که فیوز سریع الاثر ممکن است از کار بیفتد اگر هنگام راه اندازی دستگاه، اضافه بار کوتاه مدت رخ دهد، یعنی افزایش جریان راه اندازی. به همین دلیل معمولاً در شبکه هایی که امکان چنین پرشی وجود ندارد از چنین دستگاه هایی استفاده می شود. در مورد خود دستگاه حفاظت از اضافه بار موتور، فیوز سریع می تواند جریانی را تحمل کند که اگر اختلاف بیش از یک ربع ثانیه طول نکشید، 500٪ از مقدار اسمی آن بیشتر می شود.

فیوزهای تاخیر زمانی

توسعه فناوری منجر به این واقعیت شده است که امکان ایجاد دستگاهی برای محافظت در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه به طور همزمان وجود دارد. این فیوز تاخیر زمانی است. ویژگی این است که اگر بیش از 10 ثانیه طول نکشید، می تواند 5 برابر افزایش جریان را تحمل کند. افزایش شدیدتر پارامتر ممکن است، اما برای مدت کوتاه‌تری قبل از فعال شدن فیوز. با این حال، در اغلب موارد، فاصله زمانی 10 ثانیه ای برای روشن شدن موتور و جلوگیری از منفجر شدن فیوز کافی است. حفاظت اضافه بار، حفاظت از اتصال کوتاه، و همچنین سایر انواع موتور الکتریکی، چنین دستگاهی یکی از قابل اعتمادترین ها محسوب می شود.

همچنین در اینجا شایان ذکر است که زمان پاسخگویی این وسیله حفاظتی چگونه تعیین می شود. زمان پاسخ یک فیوز قطعه ای است که در طی آن عنصر گداخت پذیر (سیم) آن ذوب می شود. وقتی سیم کاملا ذوب شد، مدار باز می شود. اگر ما در مورد وابستگی زمان سفر به اضافه بار برای این نوع تجهیزات حفاظتی صحبت کنیم، آنها نسبت معکوس دارند. به عبارت دیگر، حفاظت جریان موتور الکتریکی در برابر اضافه بار به این صورت عمل می کند - هر چه جریان بیشتر باشد، سیم سریعتر ذوب می شود، به این معنی که زمان قطع مدار کاهش می یابد.

دستگاه های مغناطیسی و حرارتی

امروزه دستگاه های اتوماتیک از نوع حرارتی به عنوان مطمئن ترین و مقرون به صرفه ترین دستگاه برای محافظت از موتور الکتریکی در برابر اضافه بار حرارتی در نظر گرفته می شوند. این دستگاه ها همچنین قادر به مقاومت در برابر دامنه جریان بالایی هستند که ممکن است در هنگام راه اندازی ابزار رخ دهد. علاوه بر این، فیوزهای حرارتی در برابر نقص هایی مانند قفل شدن روتور، به عنوان مثال، محافظت می کنند.

حفاظت اضافه بار موتورهای الکتریکی ناهمزمان را می توان با استفاده از کلیدهای مغناطیسی اتوماتیک انجام داد. آنها بسیار قابل اعتماد، دقیق و مقرون به صرفه هستند. ویژگی آن در این واقعیت نهفته است که تغییر دمای محیط بر محدودیت عملکرد آن توسط دما تأثیر نمی گذارد، که در برخی شرایط عملیاتی بسیار مهم است. آنها همچنین با تم های حرارتی متفاوت هستند، آنها زمان پاسخگویی دقیق تری دارند.

رله اضافه بار

عملکرد این دستگاه بسیار ساده است، اما بسیار مهم است.

چنین وسیله ای قادر است در هنگام استارت موتور بدون قطع شدن مدار، افت جریان کوتاه مدت را تحمل کند، که بسیار مهم است.
باز شدن مدار زمانی اتفاق می‌افتد که وقتی خطر آسیب به دستگاه محافظت شده وجود دارد، جریان به مقدار افزایش می‌یابد.
پس از حذف اضافه بار، رله می تواند به طور خودکار بازنشانی شود یا به صورت دستی بازنشانی شود.

لازم به ذکر است که حفاظت اضافه بار موتور الکتریکی با استفاده از رله مطابق با مشخصه پاسخ انجام می شود. به عبارت دیگر بسته به کلاس دستگاه. متداول ترین آنها کلاس های 10، 20 و 30 هستند. گروه اول رله هایی هستند که در صورت اضافه بار، در مدت 10 ثانیه و اگر مقدار عددی جریان از 600 درصد اسمی بیشتر شود، کار می کنند. گروه دوم پس از 20 ثانیه یا کمتر، سوم به ترتیب پس از 30 ثانیه یا کمتر فعال می شود.

حفاظت فیوز و رله

امروزه ترکیب دو وسیله حفاظتی - فیوزها و رله ها - بسیار رایج است. این ترکیب به صورت زیر عمل می کند. فیوز باید از موتور در برابر اتصال کوتاه محافظت کند و بنابراین باید ظرفیت کافی داشته باشد. به همین دلیل، نمی تواند دستگاه را در برابر جریان های پایین تر، اما همچنان خطرناک محافظت کند. برای رفع این اشکال است که رله هایی به سیستم وارد می شوند که به نوسانات جریان ضعیف تر اما همچنان خطرناک واکنش نشان می دهند. مهمترین چیز در این مورد این است که فیوز را طوری تنظیم کنید که قبل از هر گونه آسیبی خاموش شود.

تجهیزات حفاظتی در فضای باز

امروزه اغلب از سیستم های حفاظتی موتور خارجی پیشرفته استفاده می شود. آنها می توانند دستگاه را از اضافه ولتاژ، عدم تعادل فاز محافظت کنند، می توانند ارتعاشات را از بین ببرند یا تعداد عملیات روشن و خاموش را محدود کنند. علاوه بر این، چنین ابزارهایی دارای یک سنسور حرارتی داخلی هستند که به نظارت بر دمای بلبرینگ ها، استاتور کمک می کند. یکی دیگر از ویژگی های چنین دستگاهی این است که قادر به درک و پردازش سیگنال دیجیتالی است که یک سنسور دما ایجاد می کند.

هدف اصلی تجهیزات حفاظتی خارجی حفظ عملکرد موتورهای سه فاز است. چنین تجهیزاتی علاوه بر محافظت از موتور در هنگام قطع برق، مزایای دیگری نیز دارد.

یک دستگاه در فضای باز می تواند حتی قبل از اینکه در عملکرد دستگاه اختلال ایجاد کند، یک نقص ایجاد کرده و سیگنال دهد.
تشخیص مشکلاتی را که قبلاً ایجاد شده است انجام می دهد.
به شما امکان می دهد رله را در حین تعمیر و نگهداری بررسی کنید.

با توجه به موارد فوق، می توان ادعا کرد که طیف گسترده ای از دستگاه ها برای محافظت از موتور الکتریکی در برابر اضافه بار وجود دارد. علاوه بر این، هر یک از آنها قادر به محافظت از دستگاه در برابر تأثیرات منفی خاصی هستند، بنابراین توصیه می شود آنها را ترکیب کنید.

اضافه بار موتور الکتریکی در موارد زیر رخ می دهد:

با راه اندازی طولانی مدت یا خود شروع؛
به دلایل تکنولوژیکی، برای مکانیسم هایی با بارهای نوسانی (بالابر، آسیاب نورد و غیره)؛
هنگامی که مکانیسم بیش از حد بارگذاری می شود، که در آسیاب های زغال سنگ و سنگ شکن ها هنگام ورود زغال سنگ خام به آنها و در مکانیسم های دیگر از نوع مشابه رخ می دهد.
در نتیجه شکستن یک فاز؛
در صورت آسیب به قسمت مکانیکی موتور الکتریکی یا مکانیزم، باعث افزایش گشتاور می شود م باو ترمز موتور الکتریکی

اضافه بارها پایدار و کوتاه مدت هستند.

فقط اضافه بارهای مداوم برای موتور الکتریکی خطرناک است.

جریان اضافه ناشی از راه اندازی یا خود راه اندازی موتور الکتریکی کوتاه مدت است و با رسیدن به سرعت چرخش طبیعی خود تخریب می شود. این جریان‌ها تنها در صورتی می‌توانند خطرناک باشند که فرآیند استقرار موتور الکتریکی به تأخیر بیفتد یا در حین راه‌اندازی خودکار معلوم شود که M d.< М с. нач. . В последнем случае электродвигатель развернуться не сможет и длительно будет обтекаться пусковым током.

افزایش قابل توجهی در جریان موتور الکتریکی نیز با افت فاز حاصل می شود که فقط در موتورهای الکتریکی محافظت شده توسط فیوزها هنگام سوختن یکی از آنها مشاهده می شود. در بار نامی، بسته به پارامترهای موتور الکتریکی، افزایش جریان استاتور در صورت خرابی فاز تقریباً (1.6 ÷ 2.5) I nom. این اضافه بار پایدار است. جریان اضافه ناشی از آسیب مکانیکی موتور الکتریکی یا مکانیزم چرخانده شده توسط آن و اضافه بار مکانیزم نیز پایدار است.

خطر اصلی اضافه جریان برای یک موتور الکتریکی، افزایش دمای هر یک از قطعات و اول از همه سیم پیچ ها است.

افزایش دما باعث تسریع خراب شدن عایق سیم پیچ شده و در نتیجه عمر موتور را کاهش می دهد.

ظرفیت اضافه بار یک موتور الکتریکی با مشخصه رابطه بین مقدار جریان اضافه و زمان مجاز جریان آن تعیین می شود:

t = T a-1 / k 2 -1

جایی که تی -مدت زمان اضافه بار مجاز، ثانیه؛

تی- ثابت زمان گرمایش، ثانیه؛

آ- ضریب بسته به نوع عایق موتور و همچنین فرکانس و ماهیت جریان اضافه. برای موتورهای الکتریکی ناهمزمان به طور متوسط a = 1.3;

ک- فرکانس اضافه جریان - نسبت این جریان به جریان نامی موتور، یعنی. k = I / I نام

پیش از این، محافظ اضافه بار با عمل خاموش شدن روی تمام موتورهای الکتریکی نصب می شد که در برخی موارد منجر به خاموش شدن نادرست موتورهای الکتریکی می شد.

در حال حاضر، هنگام تصمیم گیری در مورد نصب حفاظت اضافه بار روی موتور الکتریکی، آنها با شرایط عملکرد آن هدایت می شوند:

در موتورهای الکتریکی مکانیسم هایی که توسط اضافه بارهای تکنولوژیکی آسیب نمی بینند (به عنوان مثال، موتورهای الکتریکی گردش خون، پمپ های تغذیه و غیره) و شرایط راه اندازی یا خود راه اندازی شدید ندارند، محافظ اضافه بار نصب نمی شود.
در موتورهای الکتریکی که در معرض اضافه بارهای تکنولوژیکی هستند (به عنوان مثال، موتورهای الکتریکی آسیاب، سنگ شکن، پمپ های لایروبی و غیره)، و همچنین در موتورهای الکتریکی که از راه اندازی خودکار آنها اطمینان حاصل نمی شود، حفاظت اضافه بار باید نصب شود.
در صورتی که از راه اندازی خودکار موتور الکتریکی اطمینان حاصل نشود یا اضافه بار تکنولوژیکی بدون توقف موتور الکتریکی از مکانیسم خارج شود، حفاظت از اضافه بار با یک عمل خاموش انجام می شود.
حفاظت اضافه بار موتور الکتریکی با تأثیر بر تخلیه مکانیسم یا سیگنالی انجام می شود که اضافه بار تکنولوژیکی را بتوان به طور خودکار یا دستی توسط پرسنل بدون توقف مکانیسم از روی مکانیزم حذف کرد و الکتروموتورها تحت نظارت پرسنل باشند.
در موتورهای الکتریکی مکانیسم هایی که می توانند هم اضافه بار را در حین کار مکانیسم حذف کنند و هم اضافه بار را که حذف آن بدون توقف مکانیسم غیرممکن است ، توصیه می شود که با تاخیر زمانی کوتاه تری عمل محافظت در برابر جریان اضافه را فراهم کنید. برای تخلیه مکانیزم (در صورت امکان) و تاخیر زمانی بیشتر برای خاموش کردن موتور الکتریکی ... موتورهای الکتریکی مسئول برای نیازهای کمکی نیروگاه ها تحت نظارت مستمر پرسنل وظیفه هستند، بنابراین حفاظت آنها از اضافه بار عمدتاً با تأثیر بر سیگنال انجام می شود.

حفاظت از موتورهای الکتریکی در معرض اضافه بار تکنولوژیکی، مطلوب است به گونه ای باشد که از یک سو در برابر بارهای غیرقابل قبول محافظت کند و از سوی دیگر امکان استفاده کامل از مشخصه اضافه بار موتور الکتریکی را فراهم کند. با در نظر گرفتن بار قبلی و دمای محیط.

به منظور جلوگیری از خرابی های غیرمنتظره، تعمیرات پرهزینه و تلفات بعدی ناشی از خرابی موتور، تجهیز موتور به یک وسیله محافظ بسیار مهم است.

حفاظت موتور دارای سه سطح است:

حفاظت از اتصال کوتاه خارجی نصب ... وسایل حفاظت خارجی معمولاً فیوزهایی از انواع مختلف یا رله های حفاظتی اتصال کوتاه هستند. دستگاه های حفاظتی از این نوع اجباری و مورد تایید رسمی هستند، آنها مطابق با مقررات ایمنی نصب می شوند.

حفاظت از اضافه بار خارجی ، یعنی محافظت در برابر اضافه بار موتور پمپ و در نتیجه جلوگیری از آسیب و خرابی موتور الکتریکی. این حفاظت در برابر جریان بیش از حد است.

محافظ موتور داخلی با محافظ گرمای بیش از حد برای جلوگیری از آسیب و خرابی موتور الکتریکی. دستگاه محافظ داخلی همیشه به یک سوئیچ خارجی نیاز دارد و برخی از انواع محافظ موتور داخلی حتی نیاز به رله اضافه بار دارند.

شرایط احتمالی خرابی موتور

در حین کار، خرابی های مختلفی ممکن است رخ دهد. بنابراین بسیار مهم است که احتمال خرابی و علل آن را از قبل پیش بینی کرده و تا حد امکان از موتور محافظت کنید. در زیر لیستی از شرایط خرابی وجود دارد که تحت آن می توان از آسیب به موتور جلوگیری کرد:

کیفیت پایین منبع تغذیه:

ولتاژ بالا

کم ولتاژ

ولتاژ / جریان نامتعادل (نوسانات)

تغییر فرکانس

نصب نادرست، نقض شرایط ذخیره سازی یا نقص خود موتور الکتریکی

افزایش تدریجی دما و فراتر رفتن از حد مجاز:

خنک کننده ناکافی

دمای محیط بالا

کاهش فشار اتمسفر (عملکرد در ارتفاعات بالا از سطح دریا)

دمای سیال بالا

ویسکوزیته بیش از حد مایع کار

روشن/خاموش مکرر موتور الکتریکی

ممان اینرسی بیش از حد بار (برای هر پمپ متفاوت است)

افزایش شدید دما:

روتور قفل شده

از دست دادن فاز

برای محافظت از شبکه در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه در صورت بروز هر یک از شرایط خرابی فوق، باید مشخص شود که از کدام دستگاه حفاظت شبکه استفاده می شود. باید به طور خودکار برق را از برق قطع کند. فیوز ساده ترین وسیله ای است که دو عملکرد دارد. به عنوان یک قاعده، فیوزها با استفاده از یک سوئیچ اضطراری به هم متصل می شوند که می تواند موتور را از منبع تغذیه جدا کند. در صفحات بعدی به بررسی سه نوع فیوز از نظر اصل کارکرد و کاربرد آنها می پردازیم: کلید فیوز، فیوزهای سریع الاثر و فیوزهای تاخیر زمانی.

کلید فیوز یک کلید اضطراری و یک فیوز است که در یک محفظه واحد ترکیب شده اند. از قطع کننده مدار می توان برای باز و بسته کردن مدار به صورت دستی استفاده کرد، در حالی که فیوز از موتور در برابر جریان اضافی محافظت می کند. سوئیچ ها معمولاً در ارتباط با فعالیت های خدماتی در مواقعی که لازم است منبع تغذیه قطع شود استفاده می شود.

سوئیچ اضطراری دارای روکش مجزا می باشد. این پوشش پرسنل را از تماس تصادفی با پایانه های الکتریکی محافظت می کند و همچنین از سوئیچ در برابر اکسیداسیون محافظت می کند. برخی از EPO ها دارای فیوز داخلی هستند، برخی دیگر بدون فیوز داخلی عرضه می شوند و فقط به سوئیچ مجهز هستند.

دستگاه حفاظت از اضافه جریان (فیوز) باید بین جریان اضافه و اتصال کوتاه تمایز قائل شود. به عنوان مثال، اضافه جریان های کوتاه مدت جزئی کاملا قابل قبول هستند. اما با افزایش بیشتر جریان، دستگاه حفاظتی باید فوراً فعال شود. جلوگیری از اتصال کوتاه فورا بسیار مهم است. قطع کننده مدار فیوز شده نمونه ای از دستگاهی است که برای حفاظت در برابر جریان اضافه استفاده می شود. فیوزهای با اندازه صحیح در بریکر مدار را در صورت افزایش جریان باز می کنند.

فیوزهای سریع دمنده

فیوزهای سریع السیر حفاظت عالی از اتصال کوتاه را ارائه می دهند. با این حال، اضافه بارهای کوتاه مدت، مانند جریان راه اندازی یک موتور الکتریکی، می تواند باعث شکستن این نوع فیوز شود. بنابراین فیوزهای سریع الاثر در شبکه هایی که در معرض جریان های گذرای قابل توجهی نیستند، بهتر مورد استفاده قرار می گیرند. به طور معمول، این فیوزها حدود 500 درصد جریان نامی خود را برای یک چهارم ثانیه تحمل می کنند. پس از این مدت، فیوز ذوب می شود و مدار باز می شود. بنابراین، در مدارهایی که جریان هجومی اغلب از 500 درصد فیوز تجاوز می کند، فیوزهای سریع دمیدن توصیه نمی شوند.

فیوزهای تاخیر زمانی

این نوع فیوز هم محافظت در برابر اضافه بار و هم در برابر اتصال کوتاه را فراهم می کند. به عنوان یک قاعده، آنها 5 برابر جریان نامی را برای 10 ثانیه، و حتی جریان های بالاتر را برای مدت زمان کوتاه تری اجازه می دهند. این معمولاً برای کارکردن موتور بدون باز کردن فیوز کافی است. از طرف دیگر، اگر اضافه بارهایی اتفاق بیفتد که بیشتر از زمان ذوب عنصر ذوب شونده طول بکشد، مدار نیز باز می شود.

زمان فیوز مدت زمانی است که طول می کشد تا فیوز (سیم) ذوب شود تا مدار باز شود. برای فیوزها، زمان پاسخ به طور معکوس با مقدار فعلی متناسب است - این بدان معنی است که هر چه جریان اضافه بیشتر باشد، دوره زمانی برای قطع مدار کوتاهتر است.

به طور کلی می توان گفت که موتورهای پمپ زمان شتاب بسیار کوتاهی دارند: کمتر از 1 ثانیه. بنابراین فیوزهای تاخیر زمانی با جریان نامی متناظر با جریان بار کامل موتور برای موتورها مناسب هستند.

تصویر سمت راست اصل مشخصه زمان کارکرد فیوز را نشان می دهد. آبسیسا رابطه بین جریان واقعی و جریان بار کامل را نشان می دهد: اگر موتور جریان بار کامل یا کمتر را بکشد، فیوز باز نمی شود. اما زمانی که جریان 10 برابر جریان بار کامل باشد، فیوز تقریباً بلافاصله باز می شود (0.01 ثانیه). زمان پاسخ بر روی محور ارتین رسم می شود.

در هنگام راه اندازی، جریان نسبتا زیادی از طریق موتور القایی جریان می یابد. در موارد بسیار نادر، این امر منجر به خاموش شدن با استفاده از رله یا فیوز می شود. روش های مختلفی برای راه اندازی موتور الکتریکی برای کاهش جریان راه اندازی استفاده می شود.

قطع کننده مدار چیست و چگونه کار می کند؟

مدار شکن یک وسیله حفاظتی در برابر جریان بیش از حد است. به طور خودکار مدار را در مقدار اضافه جریان تنظیم شده باز و بسته می کند. اگر مدارشکن در محدوده کاری خود استفاده شود، باز و بسته شدن آن آسیبی به آن وارد نمی کند. هنگامی که اضافه بار رخ می دهد، قطع کننده مدار را می توان به راحتی با تنظیم مجدد آن دوباره فعال کرد.

دو نوع قطع کننده مدار وجود دارد: حرارتی و مغناطیسی.

کلیدهای مدار حرارتی

قطع کننده های حرارتی مطمئن ترین و مقرون به صرفه ترین نوع وسایل حفاظتی هستند که برای موتورهای الکتریکی مناسب هستند. آن‌ها می‌توانند دامنه‌های جریان بالایی را که هنگام راه‌اندازی موتور رخ می‌دهد، کنترل کنند و از موتور در برابر نقص‌هایی مانند قفل شدن روتور محافظت کنند.

قطع کننده های مدار مغناطیسی

کلیدهای مدار مغناطیسی دقیق، قابل اعتماد و مقرون به صرفه هستند. مدار شکن مغناطیسی در برابر تغییرات دما مقاوم است، یعنی. تغییرات دمای محیط بر محدودیت پاسخ آن تأثیر نمی گذارد. در مقایسه با مدارشکن های حرارتی، مدارشکن های مغناطیسی زمان پاسخگویی دقیق تری دارند. در جدول مشخصات دو نوع قطع کننده مدار نشان داده شده است.

محدوده عملکرد کلیدهای مدار

قطع کننده های مدار در سطح جریان سفر متفاوت است. این به این معنی است که شما همیشه باید مدار شکنی را انتخاب کنید که بتواند بالاترین جریان اتصال کوتاهی را که می تواند در یک سیستم خاص رخ دهد، تحمل کند.

توابع رله اضافه بار

رله اضافه بار:

هنگام راه اندازی موتور الکتریکی، آنها اجازه دارند در برابر اضافه بارهای موقت بدون قطع شدن مدار مقاومت کنند.

اگر جریان از حداکثر مقدار مجاز بیشتر شد و خطر آسیب به موتور وجود داشت، مدار موتور را باز کنید.

پس از حذف اضافه بار، به صورت خودکار یا دستی در موقعیت اولیه قرار دهید.

IEC و NEMA کلاس های سفر رله اضافه بار را استاندارد می کنند.

به طور کلی، رله های اضافه بار با توجه به مشخصه پیکاپ به شرایط اضافه بار واکنش نشان می دهند. برای هر استانداردی (NEMA یا IEC)، طبقه‌بندی محصول تعیین می‌کند که رله چه مدت طول می‌کشد تا در هنگام اضافه بار کار کند. متداول ترین کلاس ها 10، 20 و 30 هستند. تعیین عددی زمان مورد نیاز برای کار رله را منعکس می کند. یک رله اضافه بار کلاس 10 در 10 ثانیه یا کمتر در 600٪ جریان بار کامل کار می کند، یک رله کلاس 20 در 20 ثانیه یا کمتر و یک رله کلاس 30 در 30 ثانیه یا کمتر کار می کند.

شیب مشخصه خاموشی به کلاس حفاظتی موتور بستگی دارد. موتورهای IEC معمولاً برای یک کاربرد خاص طراحی می شوند. این بدان معنی است که رله اضافه بار می تواند جریان اضافی را که بسیار نزدیک به حداکثر عملکرد رله است، کنترل کند. کلاس 10 رایج ترین کلاس برای موتورهای IEC است. موتورهای NEMA خازن داخلی بزرگتری دارند، بنابراین کلاس 20 بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.

رله های کلاس 10 معمولاً برای موتورهای پمپ استفاده می شوند زیرا زمان شتاب موتورها حدود 0.1-1 ثانیه است. بسیاری از بارهای صنعتی با اینرسی بالا برای کار کردن به رله کلاس 20 نیاز دارند.

فیوزها برای محافظت از نصب در برابر آسیب هایی که ممکن است در اثر اتصال کوتاه ایجاد شود، عمل می کنند. بنابراین فیوزها باید از ظرفیت کافی برخوردار باشند. جریان های پایین تر با یک رله اضافه بار جدا می شوند. در اینجا، جریان نامی فیوز با محدوده عملیاتی موتور الکتریکی مطابقت ندارد، بلکه با جریانی مطابقت دارد که می تواند به ضعیف ترین اجزای نصب آسیب برساند. همانطور که قبلاً ذکر شد، فیوز حفاظت از اتصال کوتاه را ارائه می دهد، اما حفاظت از اضافه بار جریان کم را ندارد.

شکل مهمترین پارامترهایی را نشان می دهد که اساس عملکرد هماهنگ فیوزها را در ترکیب با یک رله اضافه بار تشکیل می دهند.

بسیار مهم است که فیوز قبل از اینکه سایر قسمت های نصب در اثر اتصال کوتاه آسیب حرارتی ببینند منفجر شود.

رله های مدرن محافظ موتور در فضای باز

سیستم‌های حفاظتی موتور خارجی پیشرفته همچنین محافظت در برابر اضافه ولتاژ، عدم تعادل فاز، محدود کردن تعداد روشن/خاموش کردن و حذف ارتعاشات را فراهم می‌کنند. علاوه بر این، آنها اجازه می دهند که دمای استاتور و یاتاقان از طریق یک سنسور دما (PT100) کنترل شود، مقاومت عایق اندازه گیری شود و دمای محیط ثبت شود. علاوه بر این، سیستم های حفاظتی موتور خارجی پیشرفته می توانند سیگنال حفاظت حرارتی داخلی را دریافت و پردازش کنند. در ادامه این فصل به یک محافظ حرارتی خواهیم پرداخت.

رله‌های محافظ موتور خارجی برای محافظت از موتورهای الکتریکی سه فاز با خطر آسیب موتور برای مدت کوتاه یا طولانی‌تر کارکرد طراحی شده‌اند. رله حفاظت خارجی علاوه بر محافظت از موتور، دارای تعدادی ویژگی است که از موتور الکتریکی در شرایط مختلف محافظت می کند:

قبل از وقوع نقص در نتیجه کل فرآیند، سیگنالی را ارائه می دهد

عیب های رخ داده را تشخیص می دهد

به شما امکان می دهد عملکرد رله را در طول تعمیر و نگهداری بررسی کنید

دما و لرزش یاتاقان ها را کنترل می کند

یک رله اضافه بار می تواند به سیستم مدیریت ساختمان مرکزی برای نظارت مستمر و عیب یابی آنلاین متصل شود. اگر یک رله حفاظتی خارجی در رله اضافه بار نصب شده باشد، به دلیل وقفه در فرآیند به دلیل خرابی، خرابی کمتری وجود دارد. این امر با تشخیص سریع خرابی ها و جلوگیری از آسیب دیدن موتور به دست می آید.

به عنوان مثال، یک موتور الکتریکی را می توان در برابر موارد زیر محافظت کرد:

اضافه بار

مسدود کردن روتور

پارازیت

راه اندازی مجدد مکرر

فاز باز

کوتاه به زمین

گرمای بیش از حد (از طریق سیگنال موتور از طریق سنسور PT100 یا ترمیستور)

جریان ضعیف

هشدار اضافه بار

تنظیم رله اضافه بار خارجی

جریان بار کامل در ولتاژ مشخصی که روی پلاک نشان داده شده است، راهنمای تنظیم رله اضافه بار است. از آنجایی که ولتاژهای متفاوتی در شبکه های کشورهای مختلف وجود دارد، موتورهای الکتریکی پمپ را می توان هم در فرکانس 50 هرتز و هم در 60 هرتز در محدوده ولتاژ وسیع استفاده کرد. به همین دلیل، محدوده جریان بر روی پلاک موتور نشان داده شده است. اگر ولتاژ را بدانیم، می توانیم ظرفیت حمل جریان دقیق را محاسبه کنیم.

مثال محاسبه

با دانستن ولتاژ دقیق برای نصب، می توانید جریان بار کامل را در 254/440 Y B، 60 هرتز محاسبه کنید.

داده ها همانطور که در تصویر نشان داده شده روی پلاک نشان داده می شوند.

محاسبات برای 60 هرتز

بهره ولتاژ با معادلات زیر تعیین می شود:

محاسبه جریان بار کامل واقعی (I):

(مقادیر جریان برای اتصالات مثلث و ستاره در حداقل ولتاژ)

(مقادیر جریان برای اتصالات مثلث و ستاره در حداکثر ولتاژ)

اکنون می توان جریان بار کامل را با استفاده از فرمول اول محاسبه کرد:

من برای "مثلث":

من برای "ستاره":

مقادیر جریان بار کامل با جریان بار کامل مجاز موتور در 254 Δ / 440 Y V، 60 هرتز مطابقت دارد.

توجه : رله اضافه بار موتور خارجی همیشه روی جریان نامی نشان داده شده روی پلاک تنظیم می شود.

با این حال، اگر موتورها با ضریب بار طراحی شوند که سپس روی پلاک ذکر شده است، به عنوان مثال 1.15، جریان نقطه تنظیم برای رله اضافه بار را می توان در مقایسه با جریان بار کامل یا آمپرهای ضریب سرویس (SFA) 15 درصد افزایش داد. که معمولا روی پلاک اسم مشخص می شود.

اگر موتور از قبل به رله اضافه بار و فیوز مجهز شده باشد، چرا حفاظت موتور داخلی مورد نیاز است؟ در برخی موارد، رله اضافه بار اضافه بار موتور را ثبت نمی کند. به عنوان مثال، در شرایط:

هنگامی که موتور بسته است (به اندازه کافی خنک نشده) و به آرامی تا دمای خطرناک گرم می شود.

در دمای بالای محیط.

هنگامی که محافظ موتور خارجی خیلی زیاد تنظیم شده باشد، جریان قطع یا به درستی تنظیم نشده است.

هنگامی که موتور چندین بار در مدت زمان کوتاهی راه اندازی مجدد می شود و جریان راه اندازی موتور را گرم می کند که در نهایت می تواند به آن آسیب برساند.

سطح حفاظتی که حفاظت داخلی می تواند ارائه دهد در IEC 60034-11 مشخص شده است.

تعیین TP

TP مخفف حفاظت حرارتی است. انواع مختلفی از حفاظت حرارتی وجود دارد که با کد TP (TPxxx) مشخص می شود. کد شامل:

نوع اضافه بار حرارتی که محافظ حرارتی برای آن طراحی شده است (رقم 1)

تعداد سطوح و نوع عمل (رقم دوم)

در موتورهای پمپ، رایج ترین نامگذاری های TP عبارتند از:

TP 111: حفاظت از اضافه بار تدریجی

TP 211: محافظت در برابر اضافه بار سریع و تدریجی.

تعیین	بار فنی و انواع آن (رقم 1)	تعداد سطوح و ناحیه عملکردی (رقم دوم)
تی پی 111	فقط به آرامی (اضافه بار دائمی)	1 سطح زمانی که غیرفعال است
TR 112
تی پی 121
TP 122
TR 211	آهسته و سریع (اضافه بار مداوم، انسداد)	1 سطح زمانی که غیرفعال است
TR 212
TR 221 TR 222		2 سطح در زنگ هشدار و خاموش شدن

TR 311 TR 321	فقط سریع (مسدود کننده)	1 سطح زمانی که غیرفعال است

نمایش سطح دمای مجاز زمانی که موتور در معرض دماهای بالا قرار می گیرد. رده 2 دماهای بالاتری را نسبت به دسته 1 می دهد.

تمامی موتورهای تک فاز Grundfos مجهز به حفاظت در برابر جریان بیش از حد موتور و دما مطابق با استاندارد IEC 60034-11 هستند. نوع حفاظت موتور TP 211 به این معنی است که به افزایش تدریجی و سریع دما واکنش نشان می دهد.

تنظیم مجدد داده ها در دستگاه و بازگشت به موقعیت اولیه به طور خودکار انجام می شود. موتورهای سه فاز Grundfos MG از 3.0 کیلووات به طور استاندارد به سنسور دمای PTC مجهز هستند.

این موتورها به عنوان موتورهای TP 211 تست و تایید شده اند که هم به افزایش آهسته و هم سریع دما پاسخ می دهند. سایر موتورهای الکتریکی مورد استفاده برای پمپ های گراندفوس (MMG مدل های D و E، زیمنس و ...) را می توان به عنوان TP 211 طبقه بندی کرد، اما معمولاً دارای نوع حفاظتی TP 111 هستند.

اطلاعات روی پلاک نام همیشه باید رعایت شود. اطلاعات مربوط به نوع حفاظت از یک موتور خاص را می توان در پلاک نام - TP (حفاظت حرارتی) مطابق با IEC 60034-11 یافت. به طور معمول، حفاظت داخلی را می توان با استفاده از دو نوع دستگاه حفاظتی سازماندهی کرد: دستگاه های حفاظت حرارتی یا ترمیستورها.

دستگاه های حفاظت حرارتی تعبیه شده در جعبه ترمینال

محافظ‌های حرارتی یا ترموستات‌ها از یک مدارشکن دو فلزی از نوع دیسکی برای باز و بسته کردن مدار هنگام رسیدن به دمای معین استفاده می‌کنند. محافظ های حرارتی نیز به عنوان "Klixons" (از Texas Instruments) نامیده می شوند. به محض اینکه دیسک دو فلزی به دمای تنظیم شده رسید، گروه کنتاکت ها را در مدار کنترل متصل باز یا بسته می کند. ترموستات ها به کنتاکت هایی برای عملکرد معمولی باز یا بسته مجهز هستند، اما نمی توان از یک دستگاه برای هر دو حالت استفاده کرد. ترموستات ها از قبل توسط سازنده کالیبره شده اند و قابل تغییر نیستند. دیسک ها به صورت هرمتیک مهر و موم شده اند و روی بلوک ترمینال قرار دارند.

ترموستات می تواند ولتاژ را به مدار دزدگیر برساند - اگر به طور معمول باز باشد، یا ترموستات می تواند موتور را خاموش کند - اگر به طور معمول بسته باشد و به صورت سری به کنتاکتور متصل شود. از آنجایی که ترموستات ها در سطح بیرونی انتهای سیم پیچ قرار دارند، به دمای محل واکنش نشان می دهند. با توجه به موتورهای الکتریکی سه فاز، ترموستات ها در شرایط ترمزگیری یا سایر شرایط تغییرات سریع دما، محافظت ناپایدار در نظر گرفته می شوند. در موتورهای تک فاز از ترموستات ها برای محافظت در برابر قفل شدن روتور استفاده می شود.

مدار شکن حرارتی که در سیم پیچ ها تعبیه شده است

محافظ های حرارتی را نیز می توان در سیم پیچ ها تعبیه کرد، به تصویر مراجعه کنید.

آنها به عنوان کلید برق برای موتورهای تک فاز و سه فاز عمل می کنند. در موتورهای تک فاز تا 1.1 کیلو وات، دستگاه حفاظت حرارتی به طور مستقیم در مدار اصلی نصب می شود تا به عنوان یک وسیله حفاظت سیم پیچ عمل کند. کلیکسون و ترمیک نمونه هایی از مدارشکن های حرارتی هستند. به این دستگاه ها PTO (Protection Thermique a Ouverture) نیز می گویند.

نصب داخل ساختمان

موتورهای تک فاز از یک مدارشکن حرارتی استفاده می کنند. در موتورهای سه فاز دو کلید متصل به سری بین فازهای موتور قرار دارند. بنابراین، هر سه فاز با کلید حرارتی در تماس هستند. کلیدهای مدار حرارتی را می توان در انتهای سیم پیچ ها نصب کرد، اما این باعث افزایش زمان پاسخ می شود. سوئیچ ها باید به یک سیستم کنترل خارجی متصل شوند. این از موتور در برابر اضافه بار تدریجی محافظت می کند. برای قطع کننده مدار حرارتی، رله تقویت کننده مورد نیاز نیست.

کلیدهای حرارتی در صورت قفل بودن روتور از موتور محافظت نمی کنند.

اصل عملکرد قطع کننده مدار حرارتی

نمودار سمت راست مقاومت در برابر دما را برای یک مدارشکن حرارتی استاندارد نشان می دهد. هر سازنده ویژگی خاص خود را دارد. TN معمولاً در محدوده 150-160 درجه سانتیگراد قرار دارد.

ارتباط

اتصال الکتروموتور سه فاز با کلید حرارتی داخلی و رله اضافه بار.

نماد TP روی نمودار

حفاظت بر اساس IEC 60034-11:

TP 111 (اضافه بار تدریجی). به منظور حفاظت در صورت قفل شدن روتور، موتور الکتریکی باید مجهز به رله اضافه بار باشد.

نوع دوم حفاظت داخلی ترمیستورها یا سنسورهای ضریب دمای مثبت (PTC) هستند. ترمیستورها در سیم پیچ های یک موتور الکتریکی تعبیه شده اند و از آن در برابر قفل شدن روتور، اضافه بار طولانی مدت و دمای بالای محیط محافظت می کنند. حفاظت حرارتی با نظارت بر دمای سیم پیچ موتور با استفاده از سنسورهای PTC ارائه می شود. اگر دمای سیم پیچ ها از دمای خاموش شدن بیشتر شود، مقاومت سنسور با توجه به تغییر دما تغییر می کند.

در نتیجه این تغییر، رله های داخلی حلقه کنترل کنتاکتور خارجی را خاموش می کنند. موتور الکتریکی خنک می شود و دمای قابل قبول سیم پیچ موتور الکتریکی بازیابی می شود، مقاومت سنسور به سطح اولیه کاهش می یابد. در این مرحله، ماژول کنترل به طور خودکار به موقعیت اصلی خود بازنشانی می‌شود، مگر اینکه قبلاً برای تنظیم مجدد و فعال کردن مجدد دستی پیکربندی شده باشد.

اگر ترمیستورها در انتهای سیم پیچ نصب شده باشند، حفاظت را فقط می توان به عنوان TP 111 طبقه بندی کرد. دلیل آن این است که ترمیستورها با انتهای سیم پیچ تماس کامل ندارند و بنابراین نمی توانند به همان سرعتی که انگار هستند واکنش نشان دهند. در ابتدا در سیم پیچ ساخته شده است.

سیستم سنجش دمای ترمیستور متشکل از حسگرهای ضریب دمای مثبت (PTC) به صورت سری و یک سوئیچ الکترونیکی حالت جامد در یک جعبه کنترل محصور است. مجموعه سنسورها از سه تا یک در هر فاز تشکیل شده است. مقاومت در سنسور نسبتاً کم و ثابت در یک محدوده دمایی گسترده باقی می ماند، با افزایش شدید دمای پاسخ. در چنین مواردی، سنسور به عنوان یک مدارشکن حرارتی حالت جامد عمل می کند و رله مانیتورینگ را خاموش می کند. رله مدار کنترل کل مکانیسم را برای جدا کردن تجهیزات محافظت شده باز می کند. هنگامی که دمای سیم پیچ به مقدار قابل قبولی بازیابی می شود، واحد کنترل می تواند به صورت دستی تنظیم مجدد شود.

تمامی موتورهای گراندفوس از 3 کیلو وات به بالا مجهز به ترمیستور هستند. یک سیستم ترمیستور با ضریب دمای مثبت (PTC) مقاوم در برابر خطا در نظر گرفته می‌شود، زیرا خرابی سنسور یا قطع شدن سیم سنسور مقاومت بی‌نهایتی ایجاد می‌کند و سیستم مانند زمانی که دما افزایش می‌یابد پاسخ می‌دهد - رله نظارت قطع می‌شود. -پر انرژی

اصل عملکرد ترمیستور

روابط بحرانی مقاومت / دما برای سنسورهای محافظ موتور در DIN 44081 / DIN 44082 تعریف شده است.

منحنی DIN مقاومت سنسورهای ترمیستور را در مقابل دما نشان می دهد.

در مقایسه با ترمیستورهای PTO دارای مزایای زیر است:

پاسخ سریعتر به دلیل حجم و وزن کمتر

تماس بهتر با سیم پیچ موتور

سنسورها روی هر فاز نصب می شوند

هنگام مسدود شدن روتور محافظت می کند

تعیین TP برای موتور با PTC

حفاظت موتور TP 211 تنها زمانی محقق می شود که ترمیستورهای PTC به طور کامل در انتهای سیم پیچ ها در کارخانه نصب شوند. حفاظت TP 111 فقط با نصب خود در محل قابل تحقق است. موتور باید تست و تایید شود تا با علامت TP 211 مطابقت داشته باشد. اگر موتور دارای ترمیستور PTC دارای حفاظت TP 111 باشد، برای جلوگیری از عواقب تشنج باید به یک رله اضافه بار مجهز شود.

ترکیب

شکل های سمت راست نمودارهای اتصال یک موتور الکتریکی سه فاز مجهز به ترمیستورهای PTC با واحدهای تریپ زیمنس را نشان می دهد. برای اجرای حفاظت در برابر اضافه بار تدریجی و سریع، گزینه های اتصال زیر را برای موتورهای مجهز به سنسورهای PTC با حفاظت TP 211 و TP 111 توصیه می کنیم.

اگر موتور دارای ترمیستور دارای علامت TP 111 باشد، به این معنی است که موتور فقط در برابر اضافه بار تدریجی محافظت می شود. برای محافظت از موتور در برابر اضافه بار سریع، موتور باید مجهز به رله اضافه بار باشد. رله اضافه بار باید به صورت سری به رله PTC متصل شود.

موتور TP 211 فقط در صورتی محافظت می شود که ترمیستور PTC به طور کامل در سیم پیچ ها یکپارچه شده باشد. حفاظت TP 111 تنها زمانی تحقق می یابد که به طور مستقل متصل شود.

ترمیستورها مطابق با DIN 44082 طراحی شده اند و می توانند بار Umax 2.5 V DC را تحمل کنند. تمام عناصر قطع کننده برای دریافت سیگنال از ترمیستورهای DIN 44082، یعنی ترمیستورهای زیمنس طراحی شده اند.

توجه داشته باشید: اتصال سری دستگاه PTC داخلی به رله اضافه بار بسیار مهم است. انرژی دهی مجدد چندبار رله اضافه بار می تواند در صورت از کار افتادن موتور یا راه اندازی با اینرسی بالا منجر به فرسودگی شود. بنابراین بسیار مهم است که داده های دما و جریان مصرف دستگاه و رله PTC