Perlindungan Motor: Jenis Kerosakan dan Peranti
Sistem perlindungan motor adalah satu set peranti dan kaedah yang melindungi motor elektrik daripada pelbagai kerosakan dan kerusakan. Motor elektrik merupakan komponen penting dalam banyak aplikasi industri dan domestik, dari peralatan kecil hingga mesin besar. Oleh itu, adalah penting untuk memastikan fungsi dan keselamatan motor dan litarannya.
Dalam artikel ini, kami akan membincangkan jenis-jenis kerosakan motor, jenis-jenis peranti perlindungan motor, dan bagaimana memilihnya mengikut Kod Elektrik Kebangsaan (NEC) dan ciri-ciri motor.
Apakah Kerosakan Motor?
Kerosakan motor adalah keadaan yang menyebabkan motor beroperasi secara tidak normal atau gagal. Kerosakan motor boleh diklasifikasikan kepada dua kategori utama:
Kerosakan luaran: Ini adalah kerosakan yang berasal dari rangkaian bekalan kuasa atau beban yang disambungkan ke motor. Beberapa contoh kerosakan luaran termasuk:
Tegangan bekalan tidak seimbang: Ini berlaku apabila tiga fasa tegangan tidak sama magnitud atau sudut fasa. Ini boleh menyebabkan arus negatif di dalam motor, yang menghasilkan kerugian tambahan, pemanasan, dan pulsasi tork.
Tegangan rendah: Ini berlaku apabila tegangan bekalan jatuh di bawah nilai terpilih motor. Ini boleh menyebabkan pengurangan tork, peningkatan arus, dan pemanasan berlebihan motor.
Urutan fasa terbalik: Ini berlaku apabila urutan fasa bekalan dibalik. Ini boleh menyebabkan putaran motor terbalik, yang boleh merosakkan beban atau motor itu sendiri.
Kehilangan sinkronisasi: Ini berlaku apabila motor sinkron kehilangan kunci magnetik dengan frekuensi bekalan. Ini boleh menyebabkan slip berlebihan, hunting, dan ketidakstabilan motor.
Kerosakan dalaman: Ini adalah kerosakan yang berasal dari motor atau tanaman yang didorong. Beberapa contoh kerosakan dalaman termasuk:
Kerosakan bantalan: Ini berlaku apabila bantalan yang menyokong poros motor aus atau terkekang disebabkan oleh geseran, masalah pelumasan, atau tekanan mekanikal. Ini boleh menyebabkan bunyi, getaran, misalignment poros, dan motor terhenti.
Pemanasan berlebihan: Ini berlaku apabila suhu motor melebihi had termalnya disebabkan oleh overloading, pendinginan tidak mencukupi, keadaan ambien, atau kerosakan isolasi. Ini boleh menyebabkan pengurangan insulasi, kerosakan pembungkusan, dan efisiensi motor berkurang.
Kerosakan pembungkusan: Ini berlaku apabila pembungkusan motor pendek sirkuit atau terputus disebabkan oleh kerosakan isolasi, tekanan mekanikal, atau kerosakan luaran. Ini boleh menyebabkan percikan, asap, api, dan kehilangan tork pada motor.
Kerosakan ke bumi: Ini berlaku apabila konduktor fasa motor bersentuhan dengan bahagian rangkaian atau peralatan yang ditanahkan. Ini boleh menyebabkan arus kerosakan tinggi, kerosakan pada isolasi dan peralatan, serta bahaya syok.
Kerosakan motor boleh memberi akibat serius terhadap prestasi, keselamatan, dan umur motor dan litarannya. Oleh itu, adalah penting untuk mendeteksi dan melindungi mereka menggunakan peranti dan kaedah yang sesuai.
Apakah Peranti Perlindungan Motor?
Peranti perlindungan motor adalah peranti yang memantau dan mengawal satu atau lebih parameter motor atau litarannya, seperti arus, tegangan, suhu, kelajuan, atau tork. Tujuan peranti perlindungan motor adalah untuk mencegah atau mengurangkan kerosakan pada motor dan litarannya dalam keadaan kerosakan atau tidak normal.
Terdapat pelbagai jenis peranti perlindungan motor bergantung pada fungsinya, prinsip, dan aplikasinya. Beberapa jenis biasa termasuk:
Fuse: Ini adalah peranti yang mengganggu litar apabila arus tinggi mengalir melaluinya disebabkan oleh pendek sirkuit atau overload. Mereka terdiri daripada jalur logam atau dawai yang melebur apabila dipanaskan oleh arus kerosakan. Fuse adalah peranti yang mudah, murah, dan dapat dipercayai yang memberikan perlindungan cepat terhadap pendek sirkuit. Namun, mereka mempunyai beberapa kelemahan, seperti:
Mereka tidak boleh digunakan semula dan perlu digantikan selepas setiap operasi.
Mereka tidak memberikan perlindungan terhadap overload atau tegangan rendah.
Mereka tidak memberikan indikasi atau isolasi lokasi kerosakan.
Pembreak litar: Ini adalah peranti yang mengganggu litar apabila arus tinggi mengalir melaluinya disebabkan oleh pendek sirkuit atau overload. Mereka terdiri daripada sepasang kontak yang dibuka atau ditutup oleh mekanisme elektromekanikal yang dipicu oleh elemen pemancang. Pembreak litar lebih maju daripada fuse kerana mereka memberikan:
Kebolehan digunakan semula dan disetkan semula selepas setiap operasi.
Perlindungan terhadap overload dan tegangan rendah dengan menyesuaikan tetapan trip mereka.
Indikasi dan isolasi lokasi kerosakan dengan operasi manual atau automatik.
Relai overload: Ini adalah peranti yang mengganggu litar apabila arus tinggi mengalir melaluinya disebabkan oleh overload. Mereka terdiri daripada elemen pemancang yang mengukur arus dan kontak yang dibuka atau ditutup oleh mekanisme elektromekanikal atau elektronik. Relai overload direka untuk melindungi motor daripada pemanasan berlebihan dan kerosakan isolasi disebabkan oleh overload berpanjangan atau tegangan tidak seimbang. Terdapat dua jenis utama relai overload:
Respons yang lebih cepat dan perlindungan yang lebih baik terhadap arus pendek atau kerosakan ke bumi.
Kekalahan terhadap suhu ambien dan tidak memerlukan penyesuaian.
Ketepatan dan ulangan yang lebih tinggi disebabkan pemprosesan digital.
Ciri tambahan seperti deteksi kehilangan fasa, deteksi putaran terbalik, komunikasi, dan diagnosis.
Mereka lambat untuk bertindak balas dan mungkin tidak melindungi terhadap arus pendek atau kerosakan ke bumi.
Mereka dipengaruhi oleh suhu ambien dan mungkin perlu disesuaikan dengan betul.
Mereka mempunyai ketepatan dan ulangan yang terhad disebabkan ausan mekanikal.
Relai overload termal: Ini adalah peranti yang menggunakan jalur bimetala atau elemen pemanas untuk merasakan peningkatan suhu arus motor. Apabila arus melebihi nilai yang ditetapkan, elemen termal melengkung atau melebur, menyebabkan kontak dibuka atau ditutup. Relai overload termal adalah peranti yang mudah, murah, dan dapat dipercayai yang memberikan perlindungan masa songsang, iaitu mereka trip lebih cepat untuk overload yang lebih tinggi. Namun, mereka mempunyai beberapa kelemahan, seperti:
Relai overload elektronik atau digital: Ini adalah peranti yang menggunakan transformator arus atau resistor shunt untuk mengukur arus motor dan mikroprosesor atau litar padat untuk mengawal kontak. Apabila arus melebihi nilai yang ditetapkan, elemen elektronik mengirim isyarat untuk membuka atau menutup kontak. Relai overload elektronik atau digital lebih maju daripada relai overload termal kerana mereka memberikan:
Relai perlindungan diferensial: Ini adalah peranti yang membandingkan arus di terminal input dan output motor atau pembungkusannya. Apabila perbezaan antara arus melebihi nilai tertentu, menunjukkan kerosakan pembungkusan, relay akan mengganggu litar. Relai perlindungan diferensial adalah peranti yang sangat sensitif dan boleh dipercayai yang memberikan perlindungan cepat terhadap kerosakan fase-ke-fase dan fase-ke-bumi dalam motor voltan rendah dan voltan tinggi.
Relai perlindungan putaran terbalik: Ini adalah peranti yang mendeteksi arah putaran motor dan mencegahnya berputar terbalik. Putaran terbalik boleh merosakkan motor atau beban, terutamanya dalam aplikasi seperti talian penghantar, pam, atau kipas. Relai perlindungan putaran terbalik boleh menggunakan pelbagai kaedah untuk merasakan arah putaran, seperti:
Deteksi urutan fasa: Kaedah ini menggunakan relai tegangan atau relai watthour untuk mengukur urutan fasa tegangan bekalan. Jika urutan fasa terbalik, menunjukkan putaran terbalik, relai akan mengganggu litar.
Deteksi urutan negatif: Kaedah ini menggunakan relai arus atau relai kuasa untuk mengukur komponen urutan negatif arus motor. Jika komponen urutan negatif tinggi, menunjukkan putaran terbalik, relai akan mengganggu litar.
Deteksi kelajuan: Kaedah ini menggunakan sensor kelajuan atau tachometer untuk mengukur kelajuan poros motor. Jika kelajuan negatif, menunjukkan putaran terbalik, relai akan mengganggu litar.
Bagaimana Memilih Peranti Perlindungan Motor?
Pilihan peranti perlindungan motor bergantung pada beberapa faktor, seperti:
Jenis dan saiz motor
Ciri-ciri dan penilaian motor
Jenis dan keparahan kerosakan yang mungkin
Syarat-syarat NEC dan piawaian lain
Kos dan ketersediaan peranti
Artikel 430 NEC memberikan peraturan dan panduan umum untuk memilih peranti perlindungan motor berdasarkan faktor-faktor ini. Namun, juga penting untuk berkonsultasi dengan cadangan dan spesifikasi pengeluar untuk setiap motor dan peranti.
Beberapa langkah umum untuk memilih peranti perlindungan motor adalah:
Tentukan arus penuh beban (FLC) motor dari plat nama atau dari Jadual 430.250 NEC untuk motor AC atau Jadual 430.251(B) untuk motor DC.
Pilih peranti perlindungan overload yang dapat menangani sekurang-kurangnya 115% FLC untuk motor dengan faktor perkhidmatan 1.15 atau lebih tinggi atau dengan peningkatan suhu 40°C atau kurang; atau 125% FLC untuk motor lain. Peranti perlindungan overload boleh menjadi relai overload termal, relai overload elektronik atau digital, atau relai perlindungan diferensial, bergantung pada jenis dan saiz motor.
Pilih peranti perlindungan pendek sirkuit dan kerosakan ke bumi yang dapat menangani sekurang-kurangnya 150% FLC untuk motor dengan faktor perkhidmatan 1.15 atau lebih tinggi atau dengan peningkatan suhu 40°C atau kurang; atau 175% FLC untuk motor lain. Peranti perlindungan pendek sirkuit dan kerosakan ke bumi boleh menjadi fuse atau pembreak litar, bergantung pada jenis dan saiz motor.
Pilih peranti perlindungan putaran terbalik jika motor atau beban tidak dapat mentoleransi putaran terbalik. Peranti perlindungan putaran terbalik boleh menjadi relai deteksi urutan fasa, relai deteksi urutan negatif, atau relai deteksi kelajuan, bergantung pada jenis dan saiz motor.
Pilih saiz konduktor untuk litar motor mengikut Jadual 310.15(B)(16) NEC untuk penyambungan umum dan Jadual 430.250 NEC untuk litar cabang motor. Konduktor harus mempunyai amperiti tidak kurang dari 125% FLC untuk motor dengan faktor perkhidmatan 1.15 atau lebih tinggi atau dengan peningkatan suhu 40°C atau kurang; atau 115% FLC untuk motor lain.
Pilih peranti dan kaedah yang sesuai untuk kawalan motor, permulaan, penghentian, pengawasan kelajuan, dan komunikasi mengikut jenis dan aplikasi motor.
Kesimpulan
Perlindungan motor adalah aspek vital dalam kejuruteraan elektrik yang memastikan keselamatan dan kecekapan motor elektrik dan litarannya. Peranti perlindungan motor dipilih berdasarkan jenis dan saiz motor, jenis dan keparahan kerosakan yang mungkin, syarat-syarat NEC dan piawaian lain, serta kos dan ketersediaan peranti. Peranti perlindungan motor termasuk fuse, pembreak litar, relai overload, relai perlindungan diferensial, dan relai perlindungan putaran terbalik. Peranti perlindungan motor memantau dan mengawal parameter seperti arus, tegangan, suhu, kelajuan, dan tork untuk mencegah atau mengurangkan kerosakan pada motor dan litarannya dalam keadaan kerosakan atau tidak normal.
Kenyataan: Hormati asal, artikel yang baik berharga dikongsi, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk dihapus.
