Προστασία Μοτέρ: Τύποι, Ανωμαλίες και Συσκευές

Ένα σύστημα προστασίας μοτέρ είναι ένα σύνολο συσκευών και μεθόδων που προστατεύουν ένα ηλεκτρικό μοτέρ από διάφορες παραβιάσεις και βλάβες. Το ηλεκτρικό μοτέρ είναι ένα σημαντικό στοιχείο πολλών βιομηχανικών και οικιακών εφαρμογών, από μικρά συστήματα μέχρι μεγάλα μηχανήματα. Επομένως, είναι σημαντικό να εξασφαλίζεται η κατάλληλη λειτουργία και ασφάλεια του μοτέρ και του κύκλου του.

Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τους τύπους παραβιάσεων μοτέρ, τους τύπους συσκευών προστασίας μοτέρ και πώς να επιλέξετε τις συσκευές αυτές σύμφωνα με τον National Electrical Code (NEC) και τα χαρακτηριστικά του μοτέρ.

Τι είναι μια παραβίαση μοτέρ;

Μια παραβίαση μοτέρ είναι μια συνθήκη που προκαλεί το μοτέρ να λειτουργεί ανωμαλά ή να παύει τη λειτουργία του. Οι παραβιάσεις μοτέρ μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο κύριες κατηγορίες:

• Εξωτερικές παραβιάσεις: Αυτές είναι παραβιάσεις που προέρχονται από το δίκτυο εφοδιασμού ή το φορτίο που είναι συνδεδεμένο με το μοτέρ. Μερικά παραδείγματα εξωτερικών παραβιάσεων είναι:

• Ανεξισορροπημένες τάσεις εφοδιασμού: Αυτό συμβαίνει όταν οι τριφασικές τάσεις δεν είναι ίσες σε μέγεθος ή φάση. Αυτό μπορεί να προκαλέσει αρνητικούς ακολουθικούς ρεύματα στο μοτέρ, οι οποίοι παράγουν επιπλέον απώλειες, θέρμανση και παλμούς ροπής.

• Υποτάση: Αυτό συμβαίνει όταν η τάση εφοδιασμού μειώνεται κάτω από την επιτευχθείσα τιμή του μοτέρ. Αυτό μπορεί να προκαλέσει μειωμένη ροπή, αύξηση ρεύματος και υπερθέρμανση του μοτέρ.

• Αντίστροφη ακολουθία φάσης: Αυτό συμβαίνει όταν η σειρά των φάσεων εφοδιασμού αντιστρέφεται. Αυτό μπορεί να προκαλέσει αντίστροφη περιστροφή του μοτέρ, η οποία μπορεί να βλάψει το φορτίο ή το μοτέρ ίδιο.

• Απώλεια συγχρονισμού: Αυτό συμβαίνει όταν ένα συγχρόνο μοτέρ χάνει τη μαγνητική του κλείδωση με τη συχνότητα εφοδιασμού. Αυτό μπορεί να προκαλέσει υπερβολική διάφορη ροπή, αναζήτηση και αστάθεια του μοτέρ.

• Εσωτερικές παραβιάσεις: Αυτές είναι παραβιάσεις που προέρχονται από το μοτέρ ή το εκτελούμενο εργοστάσιο. Μερικά παραδείγματα εσωτερικών παραβιάσεων είναι:

• Αποτυχία ρουλεμάν: Αυτό συμβαίνει όταν τα ρουλεμάν που υποστηρίζουν τον γάξτρο του μοτέρ φθάνουν σε αποσύνθεση ή καταστροφή λόγω τριβής, προβλημάτων λιπαντικού ή μηχανικού στρες. Αυτό μπορεί να προκαλέσει θόρυβο, ταλαντώσεις, εκτροχιασμό γάξτρου και στάση του μοτέρ.

• Υπερθέρμανση: Αυτό συμβαίνει όταν η θερμοκρασία του μοτέρ υπερβαίνει το θερμοδυναμικό του όριο λόγω υπερφόρτισης, ανεπαρκούς ψύξης, περιβαλλοντικών συνθηκών ή διάβρωσης απομόνωσης. Αυτό μπορεί να προκαλέσει διάβρωση της απομόνωσης, βλάβη συνενώσεων και μείωση της απόδοσης του μοτέρ.

• Αποτυχία συνενώσεων: Αυτό συμβαίνει όταν οι συνενώσεις του μοτέρ είναι σε κατάσταση σύνδεσης ή ανοιχτής κύκλωσης λόγω διάβρωσης απομόνωσης, μηχανικού στρες ή εξωτερικών παραβιάσεων. Αυτό μπορεί να προκαλέσει φωτιά, καπνό, φωτιά και απώλεια ροπής στο μοτέρ.

• Παραβίαση σε γη: Αυτό συμβαίνει όταν ένας φάσης συνενώσεων του μοτέρ έρχεται σε επαφή με ένα συνδεδεμένο μέρος του κυκλώματος ή εξοπλισμού. Αυτό μπορεί να προκαλέσει υψηλά ρεύματα παραβίασης, βλάβη της απομόνωσης και εξοπλισμού, καθώς και δυνητικά κινδύνους ηλεκτροσοκ.

Οι παραβιάσεις μοτέρ μπορούν να έχουν σοβαρές επιπτώσεις στην απόδοση, την ασφάλεια και τη διάρκεια ζωής του μοτέρ και του κυκλώματός του. Επομένως, είναι απαραίτητο να ανιχνεύονται και να προστατεύονται με κατάλληλες συσκευές και μεθόδους.

Τι είναι μια συσκευή προστασίας μοτέρ;

Μια συσκευή προστασίας μοτέρ είναι μια συσκευή που παρακολουθεί και ελέγχει ένα ή περισσότερα παράμετρα του μοτέρ ή του κυκλώματός του, όπως ρεύμα, τάση, θερμοκρασία, ταχύτητα ή ροπή. Η σκοπός μιας συσκευής προστασίας μοτέρ είναι να προλαμβάνει ή να μειώνει τις βλάβες στο μοτέρ και το κύκλο του σε περίπτωση παραβίασης ή ανωμαλίας.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι συσκευών προστασίας μοτέρ ανάλογα με τη λειτουργία, την αρχή και την εφαρμογή τους. Κάποιοι κοινοί τύποι είναι:

• Φίδακες: Αυτές είναι συσκευές που διακόπτουν το κύκλο όταν ένα υψηλό ρεύμα ρέει μέσα τους λόγω μιας σύνδεσης κατά μήκος ή υπερφόρτισης. Αποτελούνται από μια μεταλλική λωρίδα ή καλώδιο που ξετελειώνει όταν θερμανθεί από το ρεύμα παραβίασης. Οι φίδακες είναι απλές, φθηνές και αξιόπιστες συσκευές που παρέχουν γρήγορη προστασία από συνδέσεις κατά μήκος. Ωστόσο, έχουν κάποιες αδυναμίες, όπως:

• Δεν είναι επαναχρησιμοποιήσιμες και χρειάζεται να αντικατασταθούν μετά από κάθε λειτουργία.

• Δεν παρέχουν προστασία από υπερφόρτιση ή υποτάση.

• Δεν παρέχουν ενδείξη ή απομόνωση της τοποθεσίας της παραβίασης.

• Προστατευτικά στοιχεία: Αυτές είναι συσκευές που διακόπτουν το κύκλο όταν ένα υψηλό ρεύμα ρέει μέσα τους λόγω μιας σύνδεσης κατά μήκος ή υπερφόρτισης. Αποτελούνται από ένα ζευγάρι επαφών που ανοίγουν ή κλείνουν από ένα ηλεκτρομηχανικό μηχανισμό που ενεργοποιείται από ένα στοιχείο ανίχνευσης. Τα προστατευτικά στοιχεία είναι πιο προηγμένα από τις φίδακες, καθώς παρέχουν τα εξής:

• Επαναχρησιμοποιησιμότητα και επαναφορά μετά από κάθε λειτουργία.

• Προστασία από υπερφόρτιση και υποτάση με προσαρμογή των ρυθμίσεων τους.

• Ενδείξη και απομόνωση της τοποθεσίας της παραβίασης με χειροκίνητη ή αυτόματη λειτουργία.

• Ρελέ υπερφόρτισης: Αυτές είναι συσκευές που διακόπτουν το κύκλο όταν ένα υψηλό ρεύμα ρέει μέσα τους λόγω υπερφόρτισης. Αποτελούνται από ένα στοιχείο ανίχνευσης που μετρά το ρεύμα και μια επαφή που ανοίγει ή κλείνει από ένα ηλεκτρομηχανικό ή ηλεκτρονικό μηχανισμό. Τα ρελέ υπερφόρτισης σχεδιάζονται να προστατεύουν τα μοτέρ από υπερθέρμανση και διάβρωση απομόνωσης λόγω παρατεταμένης υπερφόρτισης ή ανεξισορροπημένων τάσεων. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι ρελέ υπερφόρτισης:

• Γρηγορότερη απόκριση και καλύτερη προστασία από ρεύματα σύνδεσης κατά μήκος ή παραβίαση σε γη.

• Ανοσία στην περιβαλλοντική θερμοκρασία και δεν χρειάζεται προσαρμογή.

• Υψηλότερη ακρίβεια και επαναλαμβανόμενη λειτουργία λόγω ψηφιακής επεξεργασίας.

• Επιπλέον χαρακτηριστικά όπως ανίχνευση απώλειας φάσης, ανίχνευση αντίστροφης περιστροφής, επικοινωνία και διαγνωστικά.

• Είναι αργά στην απόκριση και μπορεί να μην προστατεύουν από ρεύματα σύνδεσης κατά μήκος ή παραβίαση σε γη.

• Επηρεάζονται από την περιβαλλοντική θερμοκρασία και μπορεί να χρειάζεται προσαρμογή.

• Έχουν περιορισμένη ακρίβεια και επαναλαμβανόμενη λειτουργία λόγω μηχανικής φθοράς.

• Θερμικά ρελέ υπερφόρτισης: Αυτές είναι συσκευές που χρησιμοποιούν μια δίμεταλλική λωρίδα ή ένα θερμαντικό στοιχείο για να ανιχνεύσουν την αύξηση της θερμοκρασίας του ρεύματος του μοτέρ. Όταν το ρεύμα υπερβαίνει την προκαθορισμένη τιμή, το θερμικό στοιχείο καμπυλώνεται ή τελειώνει, προκαλώντας την επαφή να ανοίξει ή