Protezione termica di sovraccarico del motore

Impostazione della protezione termica di sovraccarico del motore

La protezione termica di sovraccarico è un meccanismo di sicurezza che impedisce al motore di surriscaldarsi rilevando la corrente eccessiva e fermando il motore.

Causa del surriscaldamento

Quando si considera il surriscaldamento del motore, la prima causa che viene in mente è il sovraccarico. Il sovraccarico meccanico fa sì che il motore consumi una corrente maggiore, il che porta al surriscaldamento. Se il rotore viene bloccato da forze esterne, consumando troppa corrente, il motore si surriscalda. Un'altra ragione è la tensione di alimentazione bassa; il motore consuma più corrente per mantenere la coppia. Quando una fase dell'alimentazione fallisce, la singola fase e l'alimentazione diventano squilibrate, generando una corrente di sequenza negativa, che può anche portare al surriscaldamento. Quando il motore accelera alla sua velocità nominale, la perdita e il recupero improvviso della tensione possono portare al surriscaldamento, consumando una corrente elevata.

Poiché il sovraccarico termico o il surriscaldamento del motore possono portare al guasto dell'isolamento e al danno delle spire, per una corretta protezione termica di sovraccarico del motore, il motore dovrebbe essere protetto dalle seguenti condizioni

• Sovraccarico meccanico

• L'asse del motore è bloccato

• Tensione di alimentazione bassa

• Alimentazione monofase

• Squilibrio di potenza

• Perdita e ricostruzione improvvisa della tensione di alimentazione

Lo schema di protezione più basilare del motore è la protezione termica di sovraccarico, che copre principalmente la protezione di tutte le situazioni sopra menzionate. Per comprendere il principio fondamentale della protezione termica di sovraccarico, esaminiamo lo schema di base del controllo del motore.

Nella figura sopra, quando il pulsante START viene chiuso, la bobina di avviamento viene alimentata attraverso il trasformatore. Quando la bobina di avviamento è alimentata, il contatto normalmente aperto (NA) 5 si chiude, quindi il motore ottiene la tensione di alimentazione ai suoi terminali e inizia a ruotare. La bobina di avviamento chiude anche il contatto 4, alimentando la bobina di avviamento anche se il contatto del pulsante START viene rilasciato dalla sua posizione chiusa.

 Per fermare il motore, ci sono diversi contatti normalmente chiusi (NC) in serie con la bobina di avviamento, come mostrato nella figura. Uno di questi è il contatto del pulsante STOP. Se il pulsante STOP viene premuto, questo contatto si aprirà e interromperà la continuità del circuito della bobina di avviamento, causando un'interruzione dell'alimentazione della bobina di avviamento. 

Così, i contatti 5 e 4 tornano alle loro posizioni normalmente aperte. Quindi, in assenza di tensione ai terminali del motore, smetterà di funzionare. Analogamente, qualsiasi altro contatto NC (1, 2 e 3), se aperto, collegato in serie con la bobina di avviamento; fermerà il motore. Questi contatti NC sono accoppiati elettricamente con vari relè di protezione per fermare l'operazione del motore in diverse condizioni anormali

Un altro punto importante della protezione termica di sovraccarico del motore è il valore predefinito di tolleranza al sovraccarico del motore. Ogni motore può operare per un certo periodo di tempo oltre il carico nominale secondo le condizioni di carico specificate dal produttore. Questa relazione tra carico del motore e tempo di funzionamento sicuro è mostrata nella curva limite termica. Ecco un esempio di tale curva.

Qui l'asse Y o asse verticale rappresenta il tempo consentito in secondi, mentre l'asse X o asse orizzontale rappresenta la percentuale di sovraccarico. È chiaro dalla curva che il motore può funzionare in sicurezza al 100% del carico nominale per un lungo periodo senza causare danni dovuti al surriscaldamento. Può funzionare in sicurezza per 1000 secondi al 200% del suo carico nominale normale. Può funzionare in sicurezza per 100 secondi al 300% del carico nominale normale. 

Può funzionare in sicurezza per 600 secondi al 15% del suo carico nominale normale. La metà superiore della curva indica le condizioni operative normali del rotore, mentre la metà inferiore indica lo stato di blocco meccanico del rotore

Relè di sovraccarico termico

Il relè utilizza lamelle bimetalliche che si scaldano e si piegano quando la corrente è troppo alta, interrompendo il circuito per fermare il motore.

Curva limite termica

Questa curva mostra per quanto tempo il motore può funzionare a diversi livelli di sovraccarico senza subire danni, aiutando a impostare i limiti di protezione.

Protezione avanzata RTD

I rilevatori di temperatura a resistenza (RTD) offrono una protezione precisa del motore monitorando i cambiamenti di temperatura e attivando misure di protezione.