Pangangalaga sa Motor: Uri Mga Kamalian at mga Pansariling Paggamit
Ang isang sistema ng pagprotekta ng motor ay isang set ng mga aparato at paraan na nagbibigay ng proteksyon sa isang elektrikong motor mula sa iba't ibang pagkakamali at pinsala. Ang isang elektrikong motor ay isang mahalagang komponente ng maraming industriyal at domestiko aplikasyon, mula sa maliit na mga appliance hanggang sa malalaking makina. Kaya naman, mahalaga na tiyakin ang tamang pagganap at kaligtasan ng motor at ng kanyang circuit.
Sa artikulong ito, ipag-uusap natin ang mga uri ng pagkakamali ng motor, ang mga uri ng aparato ng pagprotekta ng motor, at paano pumili nito batay sa National Electrical Code (NEC) at sa mga katangian ng motor.
Ano ang Pagkakamali ng Motor?
Ang pagkakamali ng motor ay isang kondisyon na nagdudulot ng hindi normal na operasyon o pagkasira ng motor. Ang mga pagkakamali ng motor ay maaaring ikategorya sa dalawang pangunahing grupo:
Eksternal na pagkakamali: Ito ang mga pagkakamali na nagsisimula mula sa network ng power supply o sa load na konektado sa motor. Ilang halimbawa ng eksternal na pagkakamali ay:
Hindi balanse na supply voltages: Ito ay nangyayari kapag ang tatlong phase voltages ay hindi pantay sa magnitude o phase angle. Ito ay maaaring magdulot ng negative sequence currents sa motor, na nagdudulot ng karagdagang losses, heating, at torque pulsations.
Under-voltage: Ito ay nangyayari kapag ang supply voltage ay bumaba sa ibaba ng rated value ng motor. Ito ay maaaring magdulot ng reduced torque, increased current, at overheating ng motor.
Reverse-phase sequence: Ito ay nangyayari kapag ang order ng supply phases ay inibaliktad. Ito ay maaaring magdulot ng reverse rotation ng motor, na maaaring magdulot ng pinsala sa load o sa motor mismo.
Loss of synchronism: Ito ay nangyayari kapag ang synchronous motor ay nawalan ng magnetic lock sa supply frequency. Ito ay maaaring magdulot ng excessive slip, hunting, at instability ng motor.
Interno na pagkakamali: Ito ang mga pagkakamali na nagsisimula mula sa motor o sa driven plant. Ilang halimbawa ng interno na pagkakamali ay:
Bearing failure: Ito ay nangyayari kapag ang bearings na sumusuporta sa motor shaft ay nasira o nahuli dahil sa friction, problema sa lubrication, o mechanical stress. Ito ay maaaring magdulot ng ingay, vibration, shaft misalignment, at stalling ng motor.
Overheating: Ito ay nangyayari kapag ang temperatura ng motor ay lumampas sa thermal limit nito dahil sa overloading, insufficient cooling, ambient conditions, o insulation breakdown. Ito ay maaaring magdulot ng deterioration ng insulation, winding damage, at reduced efficiency ng motor.
Winding failure: Ito ay nangyayari kapag ang windings ng motor ay short-circuited o open-circuit dahil sa insulation breakdown, mechanical stress, o eksternal na pagkakamali. Ito ay maaaring magdulot ng sparks, smoke, fire, at loss of torque sa motor.
Earth fault: Ito ay nangyayari kapag ang phase conductor ng motor ay naka-contact sa grounded part ng circuit o equipment. Ito ay maaaring magdulot ng mataas na fault currents, damage sa insulation at equipment, at potential shock hazards.
Ang mga pagkakamali ng motor ay maaaring magdulot ng seryosong banta sa performance, kaligtasan, at lifespan ng motor at ng kanyang circuit. Kaya naman, mahalaga na detektiin at protektahan sila gamit ang angkop na aparato at paraan.
Ano ang Aparato ng Pagprotekta ng Motor?
Ang aparato ng pagprotekta ng motor ay isang aparato na nagsasaloob at kontrol sa isa o higit pang parameter ng motor o ng kanyang circuit, tulad ng current, voltage, temperature, speed o torque. Ang layunin ng aparato ng pagprotekta ng motor ay iwasan o minimisuhin ang pinsala sa motor at ng kanyang circuit sa kaso ng pagkakamali o abnormal na kondisyon.
Mayroong iba't ibang uri ng aparato ng pagprotekta ng motor depende sa kanilang function, principle, at application. Ilang karaniwang uri ay:
Fuses: Ito ang mga aparato na nag-iinterrupt sa circuit kapag may mataas na current na umuusbong dito dahil sa short circuit o overload. Ito ay binubuo ng metal strip o wire na umaabot kapag iniinit ng fault current. Ang fuses ay simple, mura, at reliable na aparato na nagbibigay ng mabilis na proteksyon laban sa short-circuits. Gayunpaman, mayroon itong ilang disadvantages, tulad ng:
Hindi reusable at kailangan palitan pagkatapos ng bawat operasyon.
Hindi nagbibigay ng proteksyon laban sa overloads o under-voltages.
Hindi nagbibigay ng indication o isolation ng lokasyon ng pagkakamali.
Circuit breakers: Ito ang mga aparato na nag-iinterrupt sa circuit kapag may mataas na current na umuusbong dito dahil sa short circuit o overload. Ito ay binubuo ng pair ng contacts na bukas o sarado ng isang electromechanical mechanism na pinag-trigger ng sensing element. Ang circuit breakers ay mas advanced kaysa fuses dahil nagbibigay sila ng mga sumusunod:
Reusability at resetability pagkatapos ng bawat operasyon.
Proteksyon laban sa overloads at under-voltages sa pamamagitan ng pag-adjust ng kanilang trip settings.
Indication at isolation ng lokasyon ng pagkakamali sa pamamagitan ng manual o automatic operation.
Overload relays: Ito ang mga aparato na nag-iinterrupt sa circuit kapag may mataas na current na umuusbong dito dahil sa overload. Ito ay binubuo ng sensing element na nagsusukat ng current at ng contact na bukas o sarado ng isang electromechanical o electronic mechanism. Ang overload relays ay disenyo upang protektahan ang motors mula sa overheating at insulation damage dahil sa prolonged overloads o unbalanced voltages. Mayroong dalawang pangunahing uri ng overload relays:
Mas mabilis na response at mas maayos na proteksyon laban sa short-circuit currents o ground faults.
Immunity sa ambient temperature at walang pangangailangan ng adjustment.
Mas mataas na accuracy at repeatability dahil sa digital processing.
Karagdagang features tulad ng phase loss detection, reverse rotation detection, communication, at diagnostics.
Medyo mabagal ang response at maaaring hindi protektahan laban sa short-circuit currents o ground faults.
Naaapektuhan ng ambient temperature at maaaring kailanganin ng adjustment.
May limitadong accuracy at repeatability dahil sa mechanical wear and tear.
Thermal overload relays: Ito ang mga aparato na gumagamit ng bimetallic strip o heating element upang sukatin ang temperature rise ng motor current. Kapag ang current ay lumampas sa preset value, ang thermal element ay bumabend o lumulutang, na nagdudulot ng contact na bukas o sarado. Ang thermal overload relays ay simple, mura, at reliable na aparato na nagbibigay ng inverse time protection, ibig sabihin, mas mabilis silang trip para sa mas mataas na overloads. Gayunpaman, mayroon itong ilang disadvantages, tulad ng:
Electronic o digital overload relays: Ito ang mga aparato na gumagamit ng current transformer o shunt resistor upang sukatin ang motor current at ng microprocessor o solid-state circuit upang kontrolin ang contact. Kapag ang current ay lumampas sa preset value, ang electronic element ay nagpapadala ng signal upang buksan o sarado ang contact. Ang electronic o digital overload relays ay mas advanced kaysa thermal overload relays dahil nagbibigay sila ng:
Differential protection relays: Ito ang mga aparato na nagsusukat ng currents sa input at output terminals ng motor o ng kanyang winding. Kapag ang difference sa currents ay lumampas sa tiyak na value, na nag-indicate ng winding fault, ang relay ay trip ang circuit. Ang differential protection relays ay napakasensitive at reliable na aparato na nagbibigay ng mabilis na proteksyon laban sa phase-to-phase at phase-to-earth faults sa low-voltage at high-voltage motors.
Reverse rotation protection relays: Ito ang mga aparato na nakakadetect ng direksyon ng rotation ng motor at pinipigilan ito mula sa pag-run sa reverse. Ang reverse rotation ay maaaring magdulot ng pinsala sa motor o sa load, lalo na sa mga aplikasyon tulad ng conveyor belts, pumps, o fans. Ang reverse rotation protection relays ay maaaring gumamit ng iba't ibang paraan upang sukatin ang rotation direction, tulad ng:
Phase sequence detection: Ito ang paraan na gumagamit ng voltage relay o wattmeter relay upang sukatin ang phase sequence ng supply voltage. Kung ang phase sequence ay inibaliktad, na nag-indicate ng reverse rotation, ang relay ay trip ang circuit.
Negative sequence detection: Ito ang paraan na gumagamit ng current relay o power relay upang sukatin ang negative sequence component ng motor current. Kung ang negative sequence component ay mataas, na nag-indicate ng reverse rotation, ang relay ay trip ang circuit.
Speed detection: Ito ang paraan na gumagamit ng speed sensor o tachometer upang sukatin ang speed ng motor shaft. Kung ang speed ay negatibo, na nag-indicate ng reverse rotation, ang relay ay trip ang circuit.
Paano Pumili ng Aparato ng Pagprotekta ng Motor?
Ang pilihan ng aparato ng pagprotekta ng motor ay depende sa maraming factor, tulad ng:
Ang uri at laki ng motor
Ang mga katangian at ratings ng motor
Ang uri at severity ng posible na pagkakamali
Ang mga requirement ng NEC at iba pang standards
Ang cost at availability ng mga aparato
Ang NEC Article 430 ay nagbibigay ng general rules at guidelines para sa pilihan ng aparato ng pagprotekta ng motor batay sa mga factor na ito. Gayunpaman, mahalaga rin na konsultahin ang recommendations at specifications ng manufacturer para sa bawat motor at aparato.
Ilang general steps para sa pilihan ng aparato ng pagprotekta ng motor ay:
Tuklasin ang full-load current (FLC) ng motor mula sa nameplate nito o mula sa NEC Table 430.250 para sa AC motors o Table 430.251(B) para sa DC motors.
Pumili ng overload protection device na maaaring handle ang hindi bababa sa 115% ng FLC para sa motors na may service factor ng 1.15 o mas mataas o may temperature rise ng 40°C o mas mababa; o 125% ng FLC para sa ibang motors. Ang overload protection device ay maaaring thermal overload relay, electronic o digital overload relay, o differential protection relay, depende sa uri at laki ng motor.
Pumili ng short-circuit at ground-fault protection device na maaaring handle ang hindi bababa sa 150% ng FLC para sa motors na may service factor ng 1.15 o mas mataas o may temperature rise ng 40°C o mas mababa; o 175% ng FLC para sa ibang motors. Ang short-circuit at ground-fault protection device ay maaaring fuse o circuit breaker, depende sa uri at laki ng motor.
Pumili ng reverse rotation protection device kung ang motor o ang load ay hindi matatamo ang reverse rotation. Ang reverse rotation protection device ay maaaring phase sequence detection relay, negative sequence detection relay, o speed detection relay, depende sa uri at laki ng motor.
Pumili ng conductor sizes para sa motor circuit ayon sa NEC Table 310.15(B)(16) para sa general wiring at NEC Table 430.250 para sa motor branch circuits. Ang conductors ay dapat may ampacity na hindi bababa sa 125% ng FLC para sa motors na may service factor ng 1.15 o mas mataas o may temperature rise ng 40°C o mas mababa; o 115% ng FLC para sa ibang motors.
Pumili ng angkop na devices at methods para sa motor control, starting, stopping, speed regulation, at communication ayon sa uri at application ng motor.
Kwento
Ang pagprotekta ng motor ay isang vital na aspeto ng electrical engineering na nagtitiyak ng kaligtasan at epektividad ng elektrikong motors at ng kanilang circuit. Ang mga aparato ng pagprotekta ng motor ay pinili batay sa uri at laki ng motor, sa uri at severity ng posible na pagkakamali, sa requirements ng NEC at iba pang standards, at sa cost at availability ng mga aparato. Ang mga aparato ng pagprotekta ng motor ay kasama ang fuses, circuit breakers, overload relays, differential protection relays, at reverse rotation protection relays. Ang mga aparato ng pagprotekta ng motor ay nagsasaloob at kontrol sa mga parameter tulad ng current, voltage, temperature, speed, at torque upang iwasan o minimisuhin ang pinsala sa motor at ng kanyang circuit sa kaso ng pagkakamali o abnormal na kondisyon.
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
