モータ熱過負荷保護

モータの熱過負荷保護設定

熱過負荷保護は、過大な電流を検出し、モータの停止によってモータが過熱することを防ぐ安全機構です。

過熱の原因

モータの過熱を考えるとき、最初に思い浮かぶ原因は過負荷です。機械的な過負荷により、モータはより高い電流を消費し、これが過熱につながります。外部の力によってローターがロックされた場合、過大な電流を消費するため、モータは過熱します。供給電圧が低いこともまた理由の一つで、モータはトルクを維持するためにより多くの電流を消費します。一相供給が故障した場合、単相と電源がアンバランスになり、負序電流が発生し、これも過熱につながります。モータが定格速度に加速する際、電圧の突然の消失と回復は大きな電流を消費し、これも過熱の原因となります。

モータの熱過負荷または過熱は絶縁破損や巻線の損傷につながるため、適切なモータの熱過負荷保護のために、以下の状況からモータを保護する必要があります。

• 機械的な過負荷

• モータ軸がブロックされる

• 供給電圧が低い

• 単相電源

• 電力のアンバランス

• 供給電圧の突然の消失と再構築

モータの最も基本的な保護スキームは熱過負荷保護であり、主に上記のすべての状況をカバーしています。熱過負荷保護の基本原理を理解するためには、基本的なモータ制御スキームの図を見てみましょう。

上記の図では、STARTボタンが閉じられると、トランスを通じて起動コイルが励磁されます。起動コイルが励磁されると、通常開（NO）接点5が閉じ、モータ端子に供給電圧が得られ、回転を開始します。STARTコイルはまた、接点4を閉じ、Startボタンの接触が開放位置に戻ったとしても、起動コイルが励磁されたままになります。

 モータを停止させるには、図のように起動コイルと直列に接続されたいくつかの通常閉（NC）接点があります。そのうちの一つがSTOPボタンの接点です。STOPボタンを押すと、この接点が開き、起動コイル回路の連続性が切断され、起動コイルの電源が失われます。 

したがって、接点5と4は通常の開位置に戻ります。モータ端子に電圧がないため、最終的に停止します。同様に、他のNC接点（1、2、3）が開いた場合、これらは起動コイルと直列に接続されているため、モータを停止させます。これらのNC接点は、さまざまな異常状態でモータの動作を停止させるために、様々な保護リレーと電気的に結合されています。

モータの熱過負荷保護のもう一つの重要な点は、モータの事前に定められた過負荷許容値です。各モータは、製造元が指定する負荷条件に基づいて、定格負荷を超えて一定期間動作することができます。このモータ負荷と安全な動作時間の関係は、熱限界曲線に示されています。以下はそのような曲線の一例です。

ここでは、Y軸または垂直軸が秒単位の許容時間を表し、X軸または水平軸が過負荷率を表します。曲線から明らかなように、モータは100%の定格負荷で長時間安全に動作でき、過熱による損傷はありません。正常な定格負荷の200%で1000秒間、300%で100秒間安全に動作できます。 

正常な定格負荷の15%で600秒間安全に動作できます。曲線の上半分はローターの通常の動作条件を示し、下半分はローターの機械的ロック状態を示しています。

熱過負荷リレー

リレーは、電流が大きすぎるときに二金属板が加熱され曲がり、回路を遮断してモータを停止します。

熱限界曲線

この曲線は、モータが異なる過負荷レベルで無損傷で動作できる時間を示し、保護限度を設定するのに役立ちます。

RTD高度保護

抵抗温度検出器（RTD）は、温度変化を監視し、保護措置をトリガーすることで、精密なモータ保護を提供します。