Pangangalaga sa Motor: Uri, Mga Kamalian, at mga Pagsasakatuparan
Ang isang motor protection system ay isang set ng mga aparato at pamamaraan na nagbibigay 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 domestikong aplikasyon, mula sa maliit na mga appliance hanggang sa malalaking makina. Kaya, mahalaga na tiyakin ang wastong paggana at kaligtasan ng motor at ng kanyang circuit.
Sa artikulong ito, ipaglalarawan natin ang mga uri ng pagkakamali ng motor, ang mga uri ng mga aparato para sa proteksyon 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 pagkabigo ng motor. Maaaring ikategorya ang mga pagkakamali ng motor sa dalawang pangunahing kategorya:
Eksternal na pagkakamali: Ito ang mga pagkakamali na nagsimula mula sa network ng power supply o sa load na konektado sa motor. Ang ilang halimbawa ng eksternal na pagkakamali ay:
Hindi balanse na supply ng voltages: Ito ang nangyayari kapag ang tatlong phase ng voltages ay hindi pantay sa magnitude o phase angle. Ito ay maaaring magdulot ng negative sequence currents sa motor, na nagpapadala ng karagdagang pagkawala, init, at torque pulsations.
Under-voltage: Ito ang nangyayari kapag ang supply voltage ay bumaba sa ibaba ng rated value ng motor. Ito ay maaaring magdulot ng pagbawas ng torque, pagtaas ng current, at sobrang init ng motor.
Reverse-phase sequence: Ito ang nangyayari kapag ang order ng supply phases ay inihinalo. Ito ay maaaring magdulot ng reverse rotation ng motor, na maaaring magdulot ng pinsala sa load o sa motor mismo.
Loss of synchronism: Ito ang 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 nagsimula mula sa motor o sa driven plant. Ang ilang halimbawa ng interno na pagkakamali ay:
Bearing failure: Ito ang nangyayari kapag ang bearings na sumusuporta sa shaft ng motor ay nasira o natigil dahil sa friction, problema sa lubrikasyon, o mechanical stress. Ito ay maaaring magdulot ng ingay, vibration, misalignment ng shaft, at stalling ng motor.
Overheating: Ito ang 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 pagkasira ng insulation, winding damage, at pagbawas ng efficiency ng motor.
Winding failure: Ito ang 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, usok, apoy, at pagkawala ng torque sa motor.
Earth fault: Ito ang nangyayari kapag ang phase conductor ng motor ay nakontak sa grounded part ng circuit o equipment. Ito ay maaaring magdulot ng mataas na fault currents, pinsala sa insulation at equipment, at potensyal na shock hazards.
Maaaring magkaroon ng seryosong konsekwensiya ang mga pagkakamali ng motor sa performance, kaligtasan, at buhay ng motor at ng kanyang circuit. Kaya, mahalaga na detektihin at protektahan ang mga ito gamit ang angkop na mga aparato at pamamaraan.
Ano ang Aparatong Proteksyon ng Motor?
Ang aparato para sa proteksyon ng motor ay isang aparato na nagsusuri at kontrol ng isa o higit pang parametro ng motor o ng kanyang circuit, tulad ng current, voltage, temperature, speed o torque. Ang layunin ng aparato para sa proteksyon ng motor ay upang maprevent o mapaliit ang pinsala sa motor at ng kanyang circuit sa kaso ng pagkakamali o abnormal na kondisyon.
May iba't ibang uri ng aparato para sa proteksyon ng motor depende sa kanilang function, principle, at application. Ang ilang karaniwang uri ay:
Fuses: Ito ang mga aparato na nagtatapos ng circuit kapag may mataas na current na umagos dito dahil sa short circuit o overload. Binubuo sila ng metal strip o wire na sumusunog kapag iniinit ng fault current. Ang fuses ay simple, murang, at reliable na mga aparato na nagbibigay ng mabilis na proteksyon laban sa short-circuits. Gayunpaman, mayroon silang ilang kakulangan, tulad ng:
Hindi sila reusable at kailangan palitan pagkatapos ng bawat operasyon.
Hindi sila nagbibigay ng proteksyon laban sa overloads o under-voltages.
Hindi sila nagbibigay ng indication o isolation ng lokasyon ng pagkakamali.
Circuit breakers: Ito ang mga aparato na nagtatapos ng circuit kapag may mataas na current na umagos dito dahil sa short circuit o overload. Binubuo sila ng isang pares ng contacts na binubuksan o isinasara ng isang electromechanical mechanism na pinapatakbo ng sensing element. Ang circuit breakers ay mas advanced kaysa sa 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 nagtatapos ng circuit kapag may mataas na current na umagos dito dahil sa overload. Binubuo sila ng isang sensing element na nagsusukat ng current at isang contact na binubuksan o isinasara ng isang electromechanical o electronic mechanism. Ang mga overload relay ay disenyo upang protektahan ang motors mula sa sobrang init at insulation damage dahil sa matagal na overloads o unbalanced voltages. May dalawang pangunahing uri ng overload relays:
Mas mabilis na response at mas mabuting proteksyon laban sa short-circuit currents o ground faults.
Immunity sa ambient temperature at walang kailangan 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.
Silang mabagal na tumugon at maaaring hindi protektahan laban sa short-circuit currents o ground faults.
Silang apektado ng ambient temperature at maaaring kailangan ng adjustment.
Limited na 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 pagtaas ng temperatura ng motor current. Kapag ang current ay lumampas sa preset value, ang thermal element ay nababago o sumusunog, na nagdudulot ng contact na binubuksan o isinasara. Ang thermal overload relays ay simple, murang, at reliable na mga aparato na nagbibigay ng inverse time protection, na nangangahulugan na mas mabilis silang nag-trigger para sa mas mataas na overloads. Gayunpaman, mayroon silang ilang kakulangan, 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 isang 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 binuksan o isara ang contact. Ang electronic o digital overload relays ay mas advanced kaysa sa thermal overload relays dahil nagbibigay sila ng:
Differential protection relays: Ito ang mga aparato na nag-uumpisa ng currents sa input at output terminals ng motor o ng kanyang winding. Kapag ang difference sa pagitan ng currents ay lumampas sa tiyak na value, na nagpapahiwatig ng winding fault, ang relay ay nag-trigger ng circuit. Ang differential protection relays ay napaka-sensitive at reliable na mga 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 nagdidetect ng direksyon ng rotation ng motor at nagpipigil nito 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 pamamaraan upang sukatin ang rotation direction, tulad ng:
Phase sequence detection: Ito ang pamamaraan na gumagamit ng voltage relay o wattmeter relay upang sukatin ang phase sequence ng supply voltage. Kapag ang phase sequence ay inihinalo, na nagpapahiwatig ng reverse rotation, ang relay ay nag-trigger ng circuit.
Negative sequence detection: Ito ang pamamaraan na gumagamit ng current relay o power relay upang sukatin ang negative sequence component ng motor current. Kapag ang negative sequence component ay mataas, na nagpapahiwatig ng reverse rotation, ang relay ay nag-trigger ng circuit.
Speed detection: Ito ang pamamaraan na gumagamit ng speed sensor o tachometer upang sukatin ang speed ng motor shaft. Kapag ang speed ay negatibo, na nagpapahiwatig ng reverse rotation, ang relay ay nag-trigger ng circuit.
Paano Pumili ng Aparatong Proteksyon ng Motor?
Ang pagpili ng aparato para sa proteksyon 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 Article 430 ng NEC ay nagbibigay ng general rules at guidelines para sa pagpili ng aparato para sa proteksyon ng motor batay sa mga factor na ito. Gayunpaman, mahalaga rin na konsultahin ang mga rekomendasyon at specifications ng manufacturer para sa bawat motor at aparato.
Ang ilang general steps para sa pagpili ng aparato para sa proteksyon ng motor ay:
Tuklasin ang full-load current (FLC) ng motor mula sa kanyang nameplate o mula sa Table 430.250 ng NEC para sa AC motors o Table 430.251(B) para sa DC motors.
Pumili ng overload protection device na maaaring hanapin 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 iba pang 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 hanapin 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 iba pang 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 hindi matatamo ng motor o ng load 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 Table 310.15(B)(16) ng NEC para sa general wiring at Table 430.250 ng NEC 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 iba pang motors.
Pumili ng angkop na mga aparato at pamamaraan para sa motor control, starting, stopping, speed regulation, at communication ayon sa uri at application ng motor.
Kwento ng Wika
Ang proteksyon ng motor ay isang vital na aspeto ng electrical engineering na nagtitiyak ng kaligtasan at efisyensiya ng elektrikong motors at ng kanilang circuits. Ang mga aparato para sa proteksyon ng motor ay pinili batay sa uri at laki ng motor, ang uri at severity ng posible na pagkakamali, ang mga requirement ng NEC at iba pang standards, at ang cost at availability ng mga aparato. Ang mga aparato para sa proteksyon ng motor ay kinabibilangan ng fuses, circuit breakers, overload relays, differential protection relays, at reverse rotation protection relays. Ang mga aparato para sa proteksyon ng motor ay nagsusuri at kontrol ng mga parameter tulad ng current, voltage, temperature, speed, at torque upang maprevent o mapaliit ang pinsala sa motor at ng kanyang circuit sa kaso ng pagkakamali o abnormal na kondisyon.
Statement: Respetuhin ang orihinal, mahalagang artikulo na nagbabahagi, kung may infringement pakisama ang pag-delete.
