Motor Protection: Types, Faults and Devices حفاظت از موتور: انواع، خرابی‌ها و دستگاه‌ها
سیستم حفاظت موتور مجموعه‌ای از دستگاه‌ها و روش‌هایی است که موتور الکتریکی را از انواع خرابی‌ها و آسیب‌ها محافظت می‌کنند. موتور الکتریکی عنصری مهم در بسیاری از کاربردهای صنعتی و خانگی، از وسایل کوچک تا ماشین‌های بزرگ است. بنابراین، تضمین عملکرد صحیح و ایمنی موتور و مدار آن اهمیت دارد.
در این مقاله، انواع خرابی‌های موتور، انواع دستگاه‌های حفاظت موتور و نحوه انتخاب آن‌ها بر اساس قانون ملی برق (NEC) و مشخصات موتور را بررسی خواهیم کرد.
چه چیزی خرابی موتور است؟
خرابی موتور وضعیتی است که باعث عملکرد غیرطبیعی یا خرابی موتور می‌شود. خرابی‌های موتور به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
خرابی‌های خارجی: این خرابی‌ها از شبکه تغذیه یا بار متصل به موتور ناشی می‌شوند. برخی نمونه‌های خرابی‌های خارجی عبارتند از:
عدم تعادل ولتاژ: این وضعیت زمانی رخ می‌دهد که ولتاژ سه‌فازی در مقیاس یا زاویه فازی برابر نباشد. این می‌تواند باعث جریان‌های دنباله منفی در موتور شود که باعث تلفات اضافی، گرم شدن و نوسان گشتاور می‌شود.
ولتاژ پایین: این وضعیت زمانی رخ می‌دهد که ولتاژ تغذیه زیر مقدار اسمی موتور بیفتد. این می‌تواند باعث کاهش گشتاور، افزایش جریان و گرم شدن موتور شود.
معکوس شدن ترتیب فاز: این وضعیت زمانی رخ می‌دهد که ترتیب فازهای تغذیه معکوس شود. این می‌تواند باعث چرخش معکوس موتور شود که می‌تواند بار یا خود موتور را آسیب ببیند.
اتلاف همزمانی: این وضعیت زمانی رخ می‌دهد که موتور سنکرون با فرآیند مغناطیسی خود از دست بدهد. این می‌تواند باعث اسلیپ بیش از حد، تلاطم و عدم ثبات موتور شود.
خرابی‌های داخلی: این خرابی‌ها از موتور یا سیستم مورد نیاز ناشی می‌شوند. برخی نمونه‌های خرابی‌های داخلی عبارتند از:
خرابی لagers: این وضعیت زمانی رخ می‌دهد که لagers که محور موتور را حمایت می‌کنند به دلیل اصطکاک، مشکلات روغن‌کشی یا تنش مکانیکی از کار بیفتند. این می‌تواند باعث صدای بلند، ارتعاش، عدم ترازی محور و توقف موتور شود.
گرم شدن بیش از حد: این وضعیت زمانی رخ می‌دهد که دما موتور بیش از حد مجاز از-به دلیل بار زیاد، خنک‌سازی ناکافی، شرایط محیطی یا خرابی عایق شود. این می‌تواند باعث تخریب عایق، آسیب به سیم‌پیچ و کاهش کارایی موتور شود.
خرابی سیم‌پیچ: این وضعیت زمانی رخ می‌دهد که سیم‌پیچ‌های موتور که مختصر یا باز شوند به دلیل خرابی عایق، تنش مکانیکی یا خرابی‌های خارجی. این می‌تواند باعث ایجاد جرقه، دود، آتش و از دست دادن گشتاور در موتور شود.
خرابی زمین: این وضعیت زمانی رخ می‌دهد که یک فاز رسانا از موتور با بخشی از مدار یا تجهیزات زمین شده در تماس باشد. این می‌تواند باعث جریان‌های خرابی بالا، خسارت به عایق و تجهیزات و خطرات شوک الکتریکی شود.
خرابی‌های موتور می‌توانند عواقب جدی برای عملکرد، ایمنی و طول عمر موتور و مدار آن داشته باشند. بنابراین، تشخیص و محافظت از آن‌ها با استفاده از دستگاه‌ها و روش‌های مناسب ضروری است.
چه چیزی دستگاه حفاظت موتور است؟
دستگاه حفاظت موتور دستگاهی است که یک یا چند پارامتر موتور یا مدار آن را مانند جریان، ولتاژ، دما، سرعت یا گشتاور نظارت و کنترل می‌کند. هدف دستگاه حفاظت موتور جلوگیری یا کاهش خسارت به موتور و مدار آن در صورت خرابی یا وضعیت غیرطبیعی است.
انواع مختلفی از دستگاه‌های حفاظت موتور وجود دارد که بسته به عملکرد، اصول و کاربرد آن‌ها متفاوت است. برخی از انواع معمول عبارتند از:
保险丝：这些装置在高电流通过它们时中断电路，由于短路或过载。它们由金属条或线组成，在故障电流加热下熔化。保险丝简单、便宜且可靠，能快速保护短路。然而，它们有一些缺点，例如：
它们不可重复使用，每次操作后都需要更换。
它们不提供过载或欠压保护。
它们不提供故障位置的指示或隔离。
断路器：这些装置在高电流通过它们时中断电路，由于短路或过载。它们由一对触点组成，通过机电机构触发感应元件打开或关闭。断路器比保险丝更先进，因为它们提供以下功能：
可重复使用和重置每次操作。
通过调整其跳闸设置来提供过载和欠压保护。
手动或自动操作以指示和隔离故障位置。
过载继电器：这些装置在高电流通过它们时中断电路，由于过载。它们由测量电流的感应元件和通过机电或电子机制打开或关闭的触点组成。过载继电器旨在保护电机免受长时间过载或不平衡电压引起的过热和绝缘损坏。有两种主要类型的过载继电器：
更快的响应和更好的短路电流或接地故障保护。
不受环境温度影响，无需调整。
由于数字处理而具有更高的精度和重复性。
附加功能，如缺相检测、反向旋转检测、通信和诊断。
它们对短路电流或接地故障的响应较慢。
它们受环境温度影响，可能需要相应调整。
由于机械磨损，它们的精度和重复性有限。
热过载继电器：这些装置使用双金属条或加热元件来感应电机电流的温升。当电流超过预设值时，热元件弯曲或熔化，导致触点打开或关闭。热过载继电器简单、便宜且可靠，提供反时限保护，意味着对于更高的过载，它们会更快跳闸。然而，它们有一些缺点，例如：
电子或数字过载继电器：这些装置使用电流互感器或分流电阻来测量电机电流，并使用微处理器或固态电路来控制触点。当电流超过预设值时，电子元件发送信号打开或关闭触点。电子或数字过载继电器比热过载继电器更先进，因为它们提供：
差动保护继电器：这些装置比较电机输入和输出端子的电流。当电流之间的差异超过某个值，表明绕组故障时，继电器跳闸电路。差动保护继电器非常灵敏且可靠，能够快速保护低压和高压电机的相间和相地故障。
反向旋转保护继电器：这些装置检测电机的旋转方向并防止其反向运行。反向旋转可以损坏电机或负载，特别是在输送带、泵或风扇等应用中。反向旋转保护继电器可以使用不同的方法来感应旋转方向，例如：
相序检测：这种方法使用电压继电器或瓦特表继电器来测量电源电压的相序。如果相序反转，表明反向旋转，继电器跳闸电路。
负序检测：这种方法使用电流继电器或功率继电器来测量电机电流的负序分量。如果负序分量较高，表明反向旋转，继电器跳闸电路。
速度检测：这种方法使用速度传感器或测速发电机来测量电机轴的速度。如果速度为负，表明反向旋转，继电器跳闸电路。
چگونه دستگاه‌های حفاظت موتور را انتخاب کنیم؟
انتخاب دستگاه‌های حفاظت موتور بستگی به عوامل مختلفی دارد، از جمله:
نوع و اندازه موتور
مشخصات و رتبه‌بندی‌های موتور
نوع و شدت خرابی‌های ممکن
نیازهای NEC و استانداردهای دیگر
هزینه و دسترسی دستگاه‌ها
مقاله 430 NEC قوانین و دستورالعمل‌های عمومی برای انتخاب دستگاه‌های حفاظت موتور بر اساس این عوامل ارائه می‌دهد. با این حال، مشاوره با پیشنهادات و مشخصات سازنده برای هر موتور و دستگاه نیز مهم است.
برخی از مراحل عمومی برای انتخاب دستگاه‌های حفاظت موتور عبارتند از:
تعیین جریان کامل بار (FLC) موتور از صفحه نام یا از جدول 430.250 NEC برای موتورهای AC یا جدول 430.251(B) برای موتورهای DC.
انتخاب دستگاه حفاظت از بار زیاد که بتواند حداقل 115٪ FLC را برای موتورهای با عامل خدمات 1.15 یا بالاتر یا با افزایش دمای 40°C یا کمتر؛ یا 125٪ FLC برای موتورهای دیگر. دستگاه حفاظت از بار زیاد می‌تواند یک رله بار زیاد حرارتی، یک رله بار زیاد الکترونیکی یا دیجیتال یا یک رله حفاظت دیفرانسیل باشد، بسته به نوع و اندازه موتور.
انتخاب دستگاه حفاظت از خرابی کوتاه مداری و خرابی زمین که بتواند حداقل 150٪ FLC را برای موتورهای با عامل خدمات 1.15 یا بالاتر یا با افزایش دمای 40°C یا کمتر؛ یا 175٪ FLC برای موتورهای دیگر. دستگاه حفاظت از خرابی کوتاه مداری و خرابی زمین می‌تواند یک یونیت یا یک قطع‌کننده مدار باشد، بسته به نوع و اندازه موتور.
انتخاب دستگاه حفاظت از چرخش معکوس اگر موتور یا بار نمی‌تواند چرخش معکوس را تحمل کند. دستگاه حفاظت از چرخش معکوس می‌تواند یک رله تشخیص ترتیب فاز، یک رله تشخیص دنباله منفی یا یک رله تشخیص سرعت باشد، بسته به نوع و اندازه موتور.
انتخاب اندازه‌های رسانا برای مدار موتور بر اساس جدول 310.15(B)(16) NEC برای سیم‌کشی عمومی و جدول 430.250 NEC برای مدارهای شاخه موتور. رسانا باید ظرفیت جریانی حداقل 125٪ FLC برای موتورهای با عامل خدمات 1.15 یا بالاتر یا با افزایش دمای 40°C یا کمتر؛ یا 115٪ FLC برای موتورهای دیگر داشته باشد.
انتخاب دستگاه‌ها و روش‌های مناسب برای کنترل، شروع، توقف، تنظیم سرعت و ارتباط بر اساس نوع و کاربرد موتور.
نتیجه‌گیری
حفاظت موتور جنبه‌ای حیاتی در مهندسی برق است که ایمنی و کارایی موتورهای الکتریکی و مدارهای آن‌ها را تضمین می‌کند. دستگاه‌های حفاظت موتور بر اساس نوع و اندازه موتور، نوع و شدت خرابی‌های ممکن، نیازهای NEC و استانداردهای دیگر، و هزینه و دسترسی دستگاه‌ها انتخاب می‌شوند. دستگاه‌های حفاظت موتور شامل یونیت‌ها، قطع‌کننده‌های مدار، رله‌های بار زیاد، رله‌های حفاظت دیفرانسیل و رله‌های حفاظت از چرخش معکوس هستند. دستگاه‌های حفاظت موتور پارامترهایی مانند جریان، ولتاژ، دما، سرعت و گشتاور را نظارت و کنترل می‌کنند تا جلوگیری یا کاهش خسارت به موتور و مدار آن در صورت خرابی یا وضعیت غیرطبیعی کنند.
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
