Protectio Motoris: Typi Fallaciaeque et Instrumenta
Systema protectionis motoris est congeries instrumentorum et methodorum quae protegunt motorem electricum ab variis vitiis et damnis. Motor electricus est componentia crucialis multarum applicationum industrialium et domesticarum, a parvis apparatibus ad magnas machinas. Propterea, est necessarium uti functionem propriam et securitatem motoris et circuitus eius tueatur.
In hoc articulo, disseremus de typis vitiorum motorum, de typis instrumentorum protectionis motorum, et de modo eorum selectionis secundum Codicem Electricum Nationalem (NEC) et characteristica motoris.
Quid est Vitium Motoris?
Vitium motoris est conditio quae facit ut motor abnormiter operetur vel deficiat. Vitia motorum possunt in duas categorias principales dividi:
Vitia externa: Haec sunt vitia quae originantur ex rete alimentationis vel onere connecto ad motorem. Quaedam exempla vitiorum externorum sunt:
Tensiones immoderatae: Hoc accidit quando tres tensiones non sunt aequalis magnitudinis aut anguli phasalis. Hoc potest causare currentes sequentiae negativae in motore, qui producunt perditas additionales, calefactionem, et pulsationes momenti.
Subtensio: Hoc accidit quando tensio alimentationis cadit sub valorem nominalem motoris. Hoc potest causare momentum diminutum, incrementum currentis, et supercalefactionem motoris.
Sequentia inversa phasorum: Hoc accidit quando ordo phasorum alimentationis invertitur. Hoc potest causare rotationem inversam motoris, quod potest laedere onus vel ipsum motorem.
Amisso synchronismi: Hoc accidit quando motor synchronus amittit suum clavem magneticum cum frequentia alimentationis. Hoc potest causare excessivum slip, venationem, et instabilitatem motoris.
Vitia interna: Haec sunt vitia quae originantur ex motore vel planta ducta. Quaedam exempla vitiorum internorum sunt:
Defectus rotae: Hoc accidit quando rotae quae sustinent arborem motoris attritantur vel immobiles fiunt propter frictionem, problemata lubricationis, vel stressum mechanicum. Hoc potest causare sonum, vibrationem, malalignmentem arboris, et stagnationem motoris.
Supercalefactio: Hoc accidit quando temperatura motoris excedit limitem thermicum propter overloading, insufficiens refrigerationem, conditiones ambientales, vel disruptionem insulationis. Hoc potest causare deteriorationem insulationis, damnum bobinatum, et reductionem efficientiae motoris.
Defectus bobinatus: Hoc accidit quando bobinatus motoris sunt short-circuitati vel open-circuitati propter disruptionem insulationis, stressum mechanicum, vel vitia externa. Hoc potest causare scintillas, fumum, incendium, et amissionem momenti in motore.
Fault terrae: Hoc accidit quando conductor phase motoris tangit partem terre circuitus vel equipment. Hoc potest causare altos currentes fault, damnum insulationis et equipment, et pericula shock.
Vitia motoris possunt habere graves consequentias pro performance, securitate, et vita motoris et circuitus eius. Propterea, est essentialis ut detegantur et protegantur contra ea per instrumenta et methodos appropriate.
Quid est Instrumentum Protectionis Motoris?
Instrumentum protectionis motoris est instrumentum quod monitorat et controlat unum aut plures parametra motoris vel circuitus eius, sicut currentem, tensionem, temperaturam, velocitatem vel momentum. Scopus instrumenti protectionis motoris est praevertere vel minuere damnum motoris et circuitus eius in casu viti vel conditionis abnormalis.
Sunt diversi typi instrumentorum protectionis motoris secundum functionem, principium, et applicationem. Quaedam communes sunt:
Fusi: Haec sunt instrumenta quae interrumpunt circuitum quando magnus currentis transibit per eos propter short circuitum vel overload. Consistunt in lamina metallica vel filo quae funduntur quando calefaciuntur a currente fault. Fusi sunt simplices, tenuis, et fideles instrumenta quae praebent celerem protectionem contra short-circuitos. Tamen, habent quaedam incommoda, sicut:
Non sunt reutilizabiles et debent substitui post quamlibet operationem.
Non praebent protectionem contra overloads vel subtensiones.
Non praebent indicationem vel isolationem loci viti.
Interruptores circuiti: Haec sunt instrumenta quae interrumpunt circuitum quando magnus currentis transibit per eos propter short circuitum vel overload. Consistunt in par contactuum quae aperiuntur vel clauduntur per mechanismum electromechanicum activatum elementum sensibilis. Interruptores circuiti sunt progressiores quam fusi quia praebent haec:
Reutilizabilitatem et resetabilitatem post quamlibet operationem.
Protectionem contra overloads et subtensiones per adjustmentem trip settings.
Indicationem et isolationem loci viti per operationem manualem vel automaticam.
Relays overload: Haec sunt instrumenta quae interrumpunt circuitum quando magnus currentis transibit per eos propter overload. Consistunt in elemento sensibili quod mensurat currentem et contactu quod aperiuntur vel clauduntur per mechanismum electromechanicum vel electronicum. Relays overload sunt designati ut protegant motus a supercalefactione et damno insulationis propter prolongatos overloads vel tensiones immoderatas. Sunt duae principales species relays overload:
Responsum celerius et melior protectio contra currentes short-circuiti vel fault terrae.
Immunitas ad temperaturam ambientem et non opus est adjustmenti.
Maior accuratezza et repetibilitas propter processing digitalem.
Additiones sicut detectio loss phase, detectio rotationis inversae, communicatio, et diagnostica.
Sunt lenti ad respondendum et fortasse non protegant contra currentes short-circuiti vel fault terrae.
Afficiuntur a temperaturam ambientem et fortasse oporteat eas adjustare.
Habent limited accuratezza et repetibilitas propter usum mechanicum et abrasionem.
Relays overload thermal: Haec sunt instrumenta quae utuntur lamina bimetallica vel elemento calefactorio ad sentiendi augmentum temperature currentis motoris. Quando currentis excedit valor preset, elementum thermale curvatur vel funditur, causans contactum aperiri vel claudi. Relays overload thermal sunt simplices, tenuis, et fideles instrumenta quae praebent protectionem temporis inversa, significans quod trippant celerius pro maiori overloads. Tamen, habent quaedam incommoda, sicut:
Relays overload electronicos vel digitales: Haec sunt instrumenta quae utuntur transformator currentis vel resistor shunt ad mensurandum currentem motoris et microprocessorem vel circuitum solid-state ad controlandum contactum. Quando currentis excedit valor preset, elementum electronicum mittit signal ad aperire vel claudere contactum. Relays overload electronicos vel digitales sunt progressiores quam relays overload thermal quia praebent:
Relays protectionis differentialis: Haec sunt instrumenta quae comparant currentes ad terminales input et output motoris vel winding. Quando differentia inter currentes excedit certum valorem, indicans vitium winding, relay interrumpit circuitum. Relays protectionis differentialis sunt sensitivi et fideles instrumenta quae praebent celerem protectionem contra fault phase-to-phase et phase-to-earth in motoribus low-voltage et high-voltage.
Relays protectionis rotationis inversae: Haec sunt instrumenta quae detectant directionem rotationis motoris et prohibent eum ab operando inversum. Rotatio inversa potest laedere motus vel onus, praesertim in applicationibus sicut conveyor belts, pumps, vel fans. Relays protectionis rotationis inversae possunt uti diversis methodis ad sentiendi directionem rotationis, sicut:
Detectio sequentiae phasorum: Haec methodus utitur voltage relay vel wattmeter relay ad mensurandum sequentiam phasorum tensionis alimentationis. Si sequentia phasorum invertitur, indicans rotationem inversam, relay interrumpit circuitum.
Detectio sequentiae negativae: Haec methodus utitur current relay vel power relay ad mensurandum componentem sequentiae negativae currentis motoris. Si component sequentiae negativae est alta, indicans rotationem inversam, relay interrumpit circuitum.
Detectio velocitatis: Haec methodus utitur sensor velocitatis vel tachometer ad mensurandum velocitatem shaft motoris. Si velocitas est negativa, indicans rotationem inversam, relay interrumpit circuitum.
Quomodo Selectio Instrumentorum Protectionis Motoris?
Selectio instrumentorum protectionis motoris dependet a pluribus factoribus, sicut:
Typus et magnitudo motoris
Characteristica et ratings motoris
Typus et severitas possibilium vitorum
Requiritur NEC et alii standards
Costus et disponibilitas instrumentorum
Articulus 430 NEC praebet regulas et guidelines generales pro selectione instrumentorum protectionis motoris secundum hos factores. Tamen, est etiam importantis consulere cum recommendationibus et specificationibus manufacturer pro quisque motus et instrumentum.
Quaedam passus generalis pro selectione instrumentorum protectionis motoris sunt:
Determina currentem full-load (FLC) motoris ex nameplate suo vel ex Table 430.250 NEC pro motoribus AC vel Table 430.251(B) pro motoribus DC.
Select instrumentum protectionis overload quod potest gerere saltem 115% FLC pro motoribus cum factor service 1.15 aut superior vel cum augmentum temperature 40°C vel minus; aut 125% FLC pro aliis motoribus. Instrumentum protectionis overload potest esse relay overload thermal, relay overload electronicum vel digitale, vel relay protectionis differential, secundum typum et magnitudinem motoris.
Select instrumentum protectionis short-circuit et ground-fault quod potest gerere saltem 150% FLC pro motoribus cum factor service 1.15 aut superior vel cum augmentum temperature 40°C vel minus; aut 175% FLC pro aliis motoribus. Instrumentum protectionis short-circuit et ground-fault potest esse fusus vel interruptor circuiti, secundum typum et magnitudinem motoris.
Select instrumentum protectionis rotationis inversae si motus vel onus non tolerare possunt rotationem inversam. Instrumentum protectionis rotationis inversae potest esse relay detectio sequentiae phasorum, relay detectio sequentiae negativae, vel relay detectio velocitatis, secundum typum et magnitudinem motoris.
Select sizes conductores pro circuitu motoris secundum Table 310.15(B)(16) NEC pro wiring generali et Table 430.250 NEC pro motor branch circuits. Conductores debent habere ampacitatem non minus 125% FLC pro motoribus cum factor service 1.15 aut superior vel cum augmentum temperature 40°C vel minus; aut 115% FLC pro aliis motoribus.
Select instrumenta et methodos appropriatos pro controllo, initiando, stopeando, regulatione velocitatis, et communicatione secundum typum et applicationem motoris.
Conclusio
Protectio motoris est aspectus vitalis ingeniarium electricorum qui tutatur securitatem et efficientiam motorum electricorum et circuitus eorum. Instrumenta protectionis motoris selectantur secundum typum et magnitudinem motoris, typum et severitatem possibilium vitorum, requiritur NEC et alii standards, et costus et disponibilitas instrumentorum. Instrumenta protectionis motoris includunt fuses, interruptores circuiti, relays overload, relays protectionis differential, et relays protectionis rotationis inversae. Instrumenta protectionis motoris monitorant et controlant parametras sicut currentem, tensionem, temperaturam, velocitatem, et momentum ut praeverteant vel minuant damnum motoris et circuitus eius in casu viti vel conditionis abnormalis.
Declaratio: Respect originalis, boni articuli merito participandi, si est infractio contactus deleatur.
