Тепловая защита двигателя от перегрузки

Установка защиты от тепловой перегрузки двигателя

Защита от тепловой перегрузки — это система безопасности, которая предотвращает перегрев двигателя, обнаруживая избыточный ток и останавливая двигатель.

Причины перегрева

Когда речь заходит о перегреве двигателя, первое, что приходит на ум, — это перегрузка. Механическая перегрузка приводит к увеличению потребляемого тока, что вызывает перегрев. Если ротор заблокирован внешними силами, потребление слишком большого тока также приведет к перегреву. Низкое напряжение питания — еще одна причина; двигатель потребляет больше тока для поддержания момента. При отказе одной фазы питания происходит несбалансированность однофазного питания, что приводит к появлению отрицательного последовательного тока, который также может вызвать перегрев. Когда двигатель ускоряется до номинальной скорости, внезапное исчезновение и восстановление напряжения могут привести к перегреву, что связано с большим потреблением тока.

Поскольку тепловая перегрузка или перегрев двигателя могут привести к повреждению изоляции и обмоток, для правильной защиты от тепловой перегрузки двигатель должен быть защищен от следующих условий

• Механическая перегрузка

• Вал двигателя заблокирован

• Низкое напряжение питания

• Однофазное питание

• Несбалансированность питания

• Внезапное исчезновение и восстановление напряжения питания

Наиболее базовая схема защиты двигателя — это защита от тепловой перегрузки, которая в основном охватывает защиту от всех вышеуказанных ситуаций. Чтобы понять основные принципы защиты от тепловой перегрузки, рассмотрим схематическое изображение базовой схемы управления двигателем.

На рисунке выше, когда кнопка ПУСК закрыта, катушка пуска подключается через трансформатор. Когда катушка пуска подключена, нормально открытый (НО) контакт 5 закрывается, и двигатель получает напряжение питания на своих выводах и начинает вращаться. Катушка пуска также закрывает контакт 4, обеспечивая питание катушки пуска, даже если контакт кнопки ПУСК освобожден из своего закрытого положения.

Чтобы остановить двигатель, существует несколько нормально закрытых (НЗ) контактов, соединенных последовательно с катушкой пуска, как показано на рисунке. Один из них — контакт кнопки СТОП. Если нажать кнопку СТОП, этот контакт откроется, разорвав цепь катушки пуска, что приведет к потере питания катушки пуска.

Таким образом, контакты 5 и 4 возвращаются в свое нормальное открытое положение. Затем, в отсутствие напряжения на выводах двигателя, он в конечном итоге остановится. Аналогично, любые другие НЗ контакты (1, 2 и 3), если они открыты, соединенные последовательно с катушкой пуска, также остановят двигатель. Эти НЗ контакты электрически связаны с различными защитными реле, чтобы остановить работу двигателя при различных аномальных условиях.

Еще одним важным аспектом защиты от тепловой перегрузки двигателя является предопределенный допустимый уровень перегрузки двигателя. Каждый двигатель может работать некоторое время сверх своей номинальной нагрузки в соответствии с условиями, указанными производителем. Эта зависимость между нагрузкой двигателя и безопасным временем работы показана на термической предельной кривой. Вот пример такой кривой.

Здесь ось Y или вертикальная ось представляет собой допустимое время в секундах, а ось X или горизонтальная ось — процент перегрузки. Из кривой видно, что двигатель может безопасно работать при 100% номинальной нагрузки длительное время без повреждений из-за перегрева. Он может безопасно работать 1000 секунд при 200% своей нормальной номинальной нагрузки. Он может безопасно работать 100 секунд при 300% нормальной номинальной нагрузки.

Он может безопасно работать 600 секунд при 15% своей нормальной номинальной нагрузки. Верхняя половина кривой указывает на нормальные условия работы ротора, а нижняя половина — на механическую блокировку ротора.

Тепловое реле перегрузки

Реле использует биметаллические пластины, которые нагреваются и изгибаются при слишком высоком токе, разрывая цепь и останавливая двигатель.

Термическая предельная кривая

Эта кривая показывает, как долго двигатель может работать при различных уровнях перегрузки без повреждений, помогая установить пределы защиты.

Дополнительная защита RTD

Терморезисторы (RTD) обеспечивают точную защиту двигателя, контролируя изменения температуры и активируя защитные меры.