حماية التحميل الزائد الحراري للمحرك

مجموعة حماية الحرارة الزائدة للمحرك

تعتبر حماية الحرارة الزائدة آلية أمان تمنع المحرك من الارتفاع الحراري عن طريق اكتشاف التيار الزائد وتوقف المحرك.

أسباب الارتفاع الحراري

عند النظر في ارتفاع حرارة المحرك، فإن السبب الأول الذي يتبادر إلى الذهن هو الحمل الزائد. يؤدي الحمل الميكانيكي الزائد إلى استهلاك المحرك لتيار أعلى مما يؤدي إلى الارتفاع الحراري. إذا تم قفل الدوار بواسطة قوى خارجية واستهلك تيارًا زائدًا، سيؤدي ذلك أيضًا إلى ارتفاع الحرارة. الجهد المنخفض للإمداد الكهربائي هو سبب آخر؛ يستهلك المحرك المزيد من التيار للحفاظ على العزم. عند فشل أحد مراحل إمداد الطاقة، يكون الإمداد الفازي الواحد والطاقة غير متوازنين، مما يؤدي إلى ظهور تيار السلسلة السلبية، مما يمكن أن يؤدي أيضًا إلى ارتفاع الحرارة. عندما يتسارع المحرك إلى سرعته المحددة، يمكن أن يؤدي فقدان واعادة الجهد المفاجئ إلى ارتفاع الحرارة، مما يؤدي إلى استهلاك تيار كبير.

نظرًا لأن الحرارة الزائدة أو ارتفاع حرارة المحرك يمكن أن يؤدي إلى فشل العزل وتلف اللفائف، يجب حماية المحرك من الحالات التالية للحصول على حماية حرارية زائدة صحيحة

• الحمل الزائد الميكانيكي

• حجب عمود المحرك

• انخفاض جهد الإمداد

• إمداد طاقة فاز واحد

• عدم التوازن في الطاقة

• فقدان وإعادة بناء جهد الإمداد المفاجئ

إن أبسط نظام حماية للمحرك هو حماية الحرارة الزائدة، والتي تغطي بشكل أساسي حماية جميع الحالات المذكورة أعلاه. للتعرف على المبدأ الأساسي لحماية الحرارة الزائدة، دعنا ننظر إلى مخطط الرسم البياني لنظام تحكم المحرك الأساسي.

في الشكل أعلاه، عند إغلاق الزر START، يتم تغذية ملف بدء التشغيل عبر المحول. عندما يتم تغذية ملف بدء التشغيل، يتم إغلاق الاتصال المفتوح (NO) رقم 5، وبالتالي يحصل المحرك على الجهد الكهربائي في طرفيه ويبدأ بالدوران. كما يقوم ملف START بإغلاق الاتصال رقم 4، مما يؤدي إلى تغذية ملف بدء التشغيل حتى بعد إطلاق زر START من وضعه المغلق.

 لإيقاف المحرك، هناك عدة اتصالات مغلقة عادة (NC) متصلة بملف بدء التشغيل، كما هو موضح في الشكل. أحدها هو اتصال زر STOP. إذا تم الضغط على زر STOP، سيتم فتح هذا الاتصال وسيتم قطع استمرارية دائرة ملف بدء التشغيل، مما يؤدي إلى انقطاع الطاقة عن ملف بدء التشغيل. 

وبالتالي، تعود الاتصالات 5 و4 إلى مواقعها المفتوحة عادة. ثم، في غياب الجهد في طرفي المحرك، سيتوقف عن العمل في النهاية. وبالمثل، أي اتصالات NC أخرى (1، 2، و3)، إذا تم فتحها وهي متصلة بملف بدء التشغيل؛ ستقوم أيضًا بإيقاف المحرك. هذه الاتصالات NC مرتبطة كهربائيًا مع العديد من الأجهزة الحماية لتوقف عمل المحرك تحت ظروف مختلفة غير طبيعية

نقطة مهمة أخرى في حماية الحرارة الزائدة للمحرك هي قيمة التحمل الزائد المحددة مسبقًا للمحرك. يمكن لكل محرك العمل لفترة زمنية معينة بأحمال تتجاوز حمولته المقدرة وفقًا للشروط التي يحددها الصانع. تظهر العلاقة بين حمل المحرك وزمن التشغيل الآمن في منحنى الحد الحراري. إليك مثال على مثل هذا المنحنى.

هنا، المحور Y أو المحور العمودي يمثل الوقت المسموح به بالثواني، والمحور X أو المحور الأفقي يمثل نسبة الحمل الزائد. يتضح من المنحنى أن المحرك يمكنه العمل بأمان بنسبة 100% من حمولته المقدرة لفترة طويلة دون أن يسبب أي ضرر بسبب الارتفاع الحراري. يمكنه العمل بأمان لمدة 1000 ثانية بنسبة 200% من حمولته المقدرة الطبيعية. يمكنه العمل بأمان لمدة 100 ثانية بنسبة 300% من حمولته المقدرة الطبيعية. 

يمكنه العمل بأمان لمدة 600 ثانية بنسبة 15% من حمولته المقدرة الطبيعية. الجزء العلوي من المنحنى يشير إلى ظروف التشغيل العادية للروتر، والجزء السفلي يشير إلى حالة القفل الميكانيكي للروتر

المقاوم الحراري

يستخدم المقاوم صفائح ثنائية الفلز التي تسخن وتقوس عندما يكون التيار عاليًا جدًا، مما يؤدي إلى قطع الدائرة لإيقاف المحرك.

منحنى الحد الحراري

يظهر هذا المنحنى مدى استطاعة المحرك العمل عند مستويات مختلفة من الحمل الزائد دون تضرر، مما يساعد في تحديد حدود الحماية.

IEE-Business حماية متقدمة RTD

توفر أجهزة كشف درجة الحرارة مقاومة (RTDS) حماية دقيقة للمحرك عن طريق مراقبة التغيرات في درجة الحرارة وتوجيه تدابير الحماية.