Bảo vệ quá tải nhiệt động cơ

Bộ bảo vệ quá tải nhiệt động cơ

Bảo vệ quá tải nhiệt là cơ chế an toàn ngăn chặn động cơ bị quá nhiệt bằng cách phát hiện dòng điện quá mức và dừng động cơ.

Nguyên nhân gây quá nhiệt

Khi nghĩ đến việc động cơ bị quá nhiệt, nguyên nhân đầu tiên xuất hiện trong tâm trí là quá tải. Quá tải cơ khí khiến động cơ tiêu thụ dòng điện cao hơn, dẫn đến quá nhiệt. Nếu rotor bị khóa bởi lực bên ngoài, tiêu thụ quá nhiều dòng điện, động cơ cũng sẽ bị quá nhiệt. Điện áp cung cấp thấp là một lý do khác; Động cơ tiêu thụ nhiều dòng điện hơn để duy trì mô-men xoắn. Khi một pha nguồn điện bị hỏng, nguồn điện đơn pha và nguồn điện không cân đối, dẫn đến dòng điện thứ tự âm, cũng có thể gây ra quá nhiệt. Khi động cơ tăng tốc lên tốc độ định mức, sự mất đột ngột và khôi phục lại điện áp có thể dẫn đến quá nhiệt, tiêu thụ lượng lớn dòng điện.

Do quá tải nhiệt hoặc quá nhiệt của động cơ có thể dẫn đến hỏng hóc cách điện và cuộn dây, vì vậy để bảo vệ đúng cách khỏi quá tải nhiệt, động cơ nên được bảo vệ khỏi các tình huống sau

• Quá tải cơ khí

• Trục động cơ bị chặn

• Điện áp cung cấp thấp

• Nguồn điện đơn pha

• Không cân đối nguồn điện

• Mất đột ngột và tái tạo lại điện áp cung cấp

Phương án bảo vệ cơ bản nhất của động cơ là bảo vệ quá tải nhiệt, chủ yếu bao gồm bảo vệ tất cả các tình huống trên. Để hiểu nguyên tắc cơ bản của bảo vệ quá tải nhiệt, hãy xem sơ đồ mạch điều khiển cơ bản của động cơ.

Trong hình trên, khi nút START được đóng, cuộn khởi động được kích hoạt thông qua biến áp. Khi cuộn khởi động được kích hoạt, tiếp điểm thường mở (NO) số 5 đóng, do đó động cơ nhận được điện áp cung cấp tại các đầu của nó và bắt đầu quay. Cuộn khởi động cũng đóng tiếp điểm số 4, kích hoạt cuộn khởi động ngay cả khi tiếp điểm nút Start được thả từ vị trí đóng.

 Để dừng động cơ, có một số tiếp điểm thường đóng (NC) nối tiếp với cuộn khởi động, như được hiển thị trong hình. Một trong số đó là tiếp điểm nút STOP. Nếu nút STOP được nhấn, tiếp điểm này sẽ mở và ngắt liên tục của mạch cuộn khởi động, dẫn đến mất điện của cuộn khởi động. 

Vì vậy, tiếp điểm 5 và 4 trở về vị trí mở bình thường. Sau đó, trong trường hợp không có điện áp tại các đầu của động cơ, nó cuối cùng sẽ ngừng chạy. Tương tự, bất kỳ tiếp điểm NC nào khác (1, 2, và 3), nếu mở, được nối tiếp với cuộn khởi động; Cũng sẽ dừng động cơ. Các tiếp điểm NC này được kết nối điện với các rơle bảo vệ khác nhau để dừng hoạt động của động cơ dưới các điều kiện bất thường khác nhau

Một điểm quan trọng khác của bảo vệ quá tải nhiệt động cơ là giá trị dung sai quá tải được xác định trước của động cơ. Mỗi động cơ có thể hoạt động trong một khoảng thời gian vượt quá tải định mức theo điều kiện tải được chỉ định bởi nhà sản xuất. Mối quan hệ giữa tải động cơ và thời gian hoạt động an toàn được thể hiện trong đường cong giới hạn nhiệt. Dưới đây là một ví dụ về đường cong như vậy.

Ở đây trục Y hoặc trục dọc đại diện cho thời gian cho phép tính bằng giây, và trục X hoặc trục ngang đại diện cho tỷ lệ quá tải. Rõ ràng từ đường cong, động cơ có thể hoạt động an toàn ở 100% tải định mức trong thời gian dài mà không gây hư hại do quá nhiệt. Nó có thể hoạt động an toàn trong 1000 giây ở 200% tải định mức bình thường. Nó có thể hoạt động an toàn trong 100 giây ở 300% tải định mức bình thường. 

Nó có thể hoạt động an toàn trong 600 giây ở 15% tải định mức bình thường. Nửa trên của đường cong chỉ ra điều kiện hoạt động bình thường của rotor, và nửa dưới chỉ ra trạng thái khóa cơ khí của rotor

Rơle quá tải nhiệt

Rơle sử dụng các tấm kim loại kép nóng lên và uốn cong khi dòng điện quá cao, ngắt mạch để dừng động cơ.

Đường cong giới hạn nhiệt

Đường cong này cho thấy động cơ có thể hoạt động trong bao lâu ở các mức quá tải khác nhau mà không bị hư hại, giúp thiết lập giới hạn bảo vệ.

Bảo vệ nâng cao RTD

Các bộ cảm biến nhiệt độ điện trở (RTDS) cung cấp bảo vệ chính xác cho động cơ bằng cách theo dõi sự thay đổi nhiệt độ và kích hoạt các biện pháp bảo vệ.