Захист від перегріву електродвигунів

Набір захисту від теплового перенавантаження двигуна

Захист від теплового перенавантаження - це механізм безпеки, який запобігає перегріванню двигуна, виявляючи надмірний струм і зупиняючи двигун.

Причини перегріву

Розглядаючи перегрів двигуна, першою причиною, яка приходить на думку, є перенавантаження. Механічне перенавантаження призводить до того, що двигун споживає більший струм, що призводить до перегріву. Якщо ротор заблоковано зовнішніми силами, споживання надмірного струму також призведе до перегріву двигуна. Низьке напруга живлення - ще одна причина; Двигун споживає більше струму для підтримки моменту. При відмові одного фази живлення однофазне живлення та небаланс живлення призводять до появи негативного послідовного струму, що також може призвести до перегріву. Коли двигун прискорюється до своєї номінальної швидкості, раптове зникнення та відновлення напруги може призвести до перегріву, що призводить до споживання великого струму.

Оскільки теплове перенавантаження або перегрів двигуна можуть призвести до відмови ізоляції та пошкодження обмоток, для правильного захисту двигуна від теплового перенавантаження, двигун повинен бути захищений від таких умов

• Механічне перенавантаження

• Вал двигуна заблокований

• Низьке напруга живлення

• Однофазне живлення

• Небаланс живлення

• Раптове зникнення та відновлення напруги живлення

Найбазовіша схема захисту двигуна - це захист від теплового перенавантаження, який включає захист від всіх вищезазначених ситуацій. Для розуміння базового принципу захисту від теплового перенавантаження, розгляньмо схему базової системи керування двигуном.

На малюнку вище, коли кнопка START закрита, катушка запуску збуджується через трансформатор. Коли катушка запуску збуджена, нормально відкрите (NO) контакти 5 замикуються, тому двигун отримує напругу живлення на своїх клемах і починає обертатися. Катушка START також замикає контакт 4, збуджуючи катушку запуску, навіть якщо контакт кнопки START відкритий.

Щоб зупинити двигун, є кілька нормально замкнутих (NC) контактів, що поєднані в ряд з катушкою запуску, як показано на малюнку. Один із них - контакт кнопки STOP. Якщо натиснути кнопку STOP, цей контакт відкривається, розриваючи контур катушки запуску, що призводить до відключення електропостачання катушки запуску. 

Таким чином, контакти 5 і 4 повертаються до своїх нормальних відкритих положень. Потім, відсутність напруги на клемах двигуна призведе до його зупинки. Аналогічно, будь-які інші NC контакти (1, 2 і 3), якщо вони відкриті, що поєднані в ряд з катушкою запуску, також зупинять двигун. Ці NC контакти електрично з'єднані з різними захисними реле, щоб зупинити роботу двигуна при різних аномальних умовах

Іншим важливим аспектом захисту двигуна від теплового перенавантаження є передвизначене значення перенавантаження двигуна. Кожен двигун може працювати протягом певного часу з перевищенням своєї номінальної навантаженості відповідно до умов, визначених виробником. Це співвідношення між навантаженням двигуна та безпечним часом роботи показано на термічній границі. Ось приклад такого графіка.

Тут вертикальна вісь (Y-вісь) представляє дозволений час у секундах, а горизонтальна вісь (X-вісь) - відсоток перенавантаження. З графіка видно, що двигун може безпечний працювати на 100% номінальної навантаженості довго без пошкодження від перегріву. Він може безпечний працювати 1000 секунд при 200% своєї звичайної номінальної навантаженості. Він може безпечний працювати 100 секунд при 300% звичайної номінальної навантаженості. 

Він може безпечний працювати 600 секунд при 15% звичайної номінальної навантаженості. Верхня частина графіка вказує на нормальні умови роботи ротора, а нижня частина - на механічний блокування ротора

Тепловий релейний захисний пристрій

Реле використовує двометалеві пластини, які нагріваються та гнуться, коли струм занадто великий, розриваючи контур, щоб зупинити двигун.

Термічна границя

Цей графік показує, скільки часу двигун може працювати при різних рівнях перенавантаження без пошкодження, допомагаючи встановити межі захисту.

RTD Передовий захист

Детектори температури опору (RTD) забезпечують точний захист двигуна, контролюючи зміни температури та запускаючи заходи захисту.