Jak pomáhají relé s ochranou před přetížením v průmyslových řídicích systémech?
Přepínače jsou široce používány v průmyslových řídicích systémech k ovládání zapnutí a vypnutí obvodů. V oblasti ochrany před přetížením detekují přepínače změny proudu, teploty nebo jiných parametrů a okamžitě odpojí zdroj napájení nebo aktivují ochranné mechanismy, aby zabránily poškození zařízení způsobeného přetížením. Níže jsou uvedeny hlavní způsoby, jakými přepínače dosahují ochrany před přetížením v průmyslových řídicích systémech:
1. Termický přepínač
Termický přepínač je jedním z nejrozšířenějších zařízení pro ochranu před přetížením, zejména pro elektrické motory. Funkcionuje na základě tepla vygenerovaného proudem, které aktivuje ochranný mechanismus.
Princip fungování:
Termický přepínač obsahuje dvoudílný pásek složený z dvou kovů s různými koeficienty tepelné roztažnosti.
Pokud proud motoru přesáhne jeho nominální hodnotu, proud procházející termickým přepínačem ohřeje dvoudílný pásek, což způsobí jeho deformaci a otevření kontaktů, čímž se odpojí napájení motoru.
Odpovědnost termického přepínače je nepřímo úměrná závažnosti přetížení: čím závažnější je přetížení, tím rychleji se dvoudílný pásek deformuje a tím rychleji se kontakty otevřou.
Vlastnosti:
Simuluje vytápěcí charakteristiky motoru: Termický přepínač je navržen tak, aby napodobil vytápěcí charakteristiky vinutí motoru, přesně odrážející skutečný provozní stav motoru.
Je vhodný pro dlouhodobou ochranu před přetížením: Je velmi citlivý na trvalé, mírné přetížení, což ho činí ideálním pro ochranu motorů před přehřátím způsobeným dlouhodobým přetížením.
Automatické resetování: Po vyřešení stavu přetížení se termický přepínač ochladí a kontakty se automaticky resetují, čímž se obnoví napájení.
Aplikace:
Široce používány v procesech spouštění a běhu motorů, zejména v aplikacích s častými spouštěními, zastavováním nebo proměnnými zatěžovacími režimy.
2. Elektronický přepínač pro přetížení
Elektronický přepínač pro přetížení je moderní zařízení používané pro ochranu před přetížením v průmyslových řídicích systémech. Používá elektronické obvody k monitorování parametrů jako je proud, teplota a poskytuje ochranu na základě přednastavených prahových hodnot.
Princip fungování:
Elektronický přepínač pro přetížení používá proudový transformátor nebo snímač proudu k neustálému monitorování proudu motoru.
Když detekovaný proud přesáhne přednastavenou prahovou hodnotu přetížení, přepínač odešle signál k odpojení napájení motoru nebo aktivaci jiných ochranných opatření.
Elektronické přepínače mohou také monitorovat další parametry, jako je teplota motoru, faktor využití, nesrovnalost fází, a poskytovat komplexní ochranu.
Vlastnosti:
Vysoká přesnost a rychlá odpověď: Elektronické přepínače nabízí vyšší přesnost a rychlejší čas odpovědi, což jim umožňuje rychle detekovat přetížení a rychle zareagovat.
Programovatelné nastavení: Uživatelé mohou upravit prahové hodnoty ochrany před přetížením, prodlevy a metody resetování podle konkrétního typu motoru a zatěžovacích podmínek.
Několik ochranných funkcí: Kromě ochrany před přetížením mohou elektronické přepínače poskytovat ochranu proti chybě fáze, nesrovnalosti fází a zablokování rotoru.
Komunikační rozhraní: Mnoho elektronických přepínačů má komunikační rozhraní (např. Modbus, Profibus) pro integraci s PLC nebo jinými řídicími systémy, umožňující vzdálené monitorování a správu.
Aplikace:
Jsou vhodné pro aplikace vyžadující vysokou úroveň ochrany, jako jsou automatizované výrobní linky, velká průmyslová zařízení a čerpadlové systémy.
3. Kombinace pojistek a přepínačů pro ochranu před přetížením
Pojistky jsou jednoduché ochranné prvky před přetížením, které rychle tají, když proud přesáhne jejich nominální hodnotu, čímž odpojí obvod. Ačkoli pojistky poskytují rychlou ochranu před krátkým spojením, nemohou rozlišit mezi normálním startovacím proudem a přetížením, proto se často používají ve kombinaci s přepínači pro komplexní ochranu.
Princip fungování:
Pojistky chrání obvod před krátkým spojením a okamžitými vysokými proudy, zatímco přepínače monitorují dlouhodobé přetížení.
V případě krátkého spojení hned taje pojistka a odpojí napájení; v případě přetížení přepínač odpojí napájení na základě nastavené prahové hodnoty a prodlevy.
Tato kombinace zajišťuje efektivní ochranu před krátkým spojením i přetížením.
Vlastnosti:
Dvojitá ochrana: Pojistky poskytují rychlou ochranu před krátkým spojením, zatímco přepínače nabízejí dlouhodobou ochranu před přetížením, tvoříce dvojitý ochranný mechanismus.
Nákladově efektivní: Pojistky jsou jednoduché a levné, což je činí vhodnými pro malá zařízení nebo aplikace citlivé na náklady.
Aplikace:
Jsou vhodné pro malé a střední motory, domácí spotřebiče, osvětlovací systémy a jiné aplikace s nízkým výkonem.
4. Koordinovaná ochrana pomocí kontaktorů a přepínačů
Kontaktor je výkonový elektromagnetický přepínač používaný k ovládání spouštění a zastavování elektrických motorů. Kontaktory se často používají ve spojení s přepínači pro vytvoření kompletního systému ochrany před přetížením.
Princip fungování:
Kontaktor ovládá hlavní obvod motoru, zatímco přepínač monitoruje přetížení.
Když přepínač detekuje přetížení, odešle signál k deenergizaci cívky kontaktoru, čímž odpojí napájení motoru.
Koordinovaná operace kontaktorů a přepínačů zajišťuje, že napájení je rychle odpojeno v případě přetížení, chráníc motor a jiné zařízení.
Vlastnosti:
Vysoká kapacita pro přenos proudu: Kontaktory mohou zpracovat vysoké proudy, což je činí vhodnými pro vysokovýkonné motory.
Vzdálené ovládání: Kontaktory lze ovládat vzdáleně prostřednictvím PLC nebo jiných řídicích systémů, což usnadňuje automatizované operace.
Bezpečné a spolehlivé: Kombinace kontaktorů a přepínačů poskytuje spolehlivou ochranu před přetížením, zajišťující bezpečný provoz zařízení.
Aplikace:
Jsou vhodné pro velká průmyslová zařízení, automatizované výrobní linky, výtahové systémy a jiné vysokovýkonné aplikace.
Shrnutí
Přepínače pomáhají dosáhnout ochrany před přetížením v průmyslových řídicích systémech různými metodami, včetně:
Termické přepínače: Simulací vytápěcích charakteristik motoru poskytují dlouhodobou ochranu před přetížením, zejména pro spouštění a běh motorů.
Elektronické přepínače pro přetížení: Používají elektronické obvody k monitorování proudu, teploty a dalších parametrů, nabízí vysokou přesnost, rychlou odpověď a několik dalších ochranných funkcí.
Kombinace pojistek a přepínačů: Pojistky poskytují rychlou ochranu před krátkým spojením, zatímco přepínače nabízejí dlouhodobou ochranu před přetížením, tvoříce dvojitý ochranný mechanismus.
Koordinovaná operace kontaktorů a přepínačů: Kontaktory zpracovávají vysoké proudy, zatímco přepínače monitorují přetížení, zajišťují rychlé odpojení napájení v případě přetížení.
