سیم کشی قطع کننده حفاظتی موتور یا MPCB

موتور محافظ پرکننده سیم کسری نوع خاصی از دستگاه محافظ الکتریکی هستند که به طور خاص برای موتورهای الکتریکی طراحی شده‌اند، همانطور که نام آنها نشان می‌دهد. موتورهای الکتریکی کاربردهای فراوانی دارند و برای به حرکت درآوردن دستگاه‌های مکانیکی انواع مختلف استفاده می‌شوند، بنابراین حفاظت مناسب آنها با MPCBs بسیار مهم است. در زیر چند مثال از دستگاه‌هایی که توسط موتورهای الکتریکی در ساختمان‌های تجاری و صنعتی به حرکت در می‌آیند آورده شده است:

• کولرهای روی سقف، چلرها، کمپرسورها، پمپ‌های گرمایی و برج‌های خنک‌کننده.

• فن‌های استخراج و تزریق، همچنین واحد‌های مدیریت هوایی.

• سیستم‌های پمپاژ آب.

• آسانسورها و دیگر دستگاه‌های بالابری.

• نوارهای حمل و نقل صنعتی و دیگر ماشین‌آلات استفاده شده در فرآیندهای تولید.

در تمامی این کاربردهای صنعتی و تجاری موتورهای الکتریکی، MPCB نقش کلیدی در ارائه حفاظت الکتریکی دارد.

موتور محافظ پرکننده سیم کسری چیست و وظایف آن چیست؟

یک موتور محافظ پرکننده سیم کسری یا MPCB دستگاه الکترومکانیکی تخصصی است که می‌تواند با مدارهای موتور 60 Hz و 50 Hz استفاده شود. این دستگاه چندین وظیفه دارد که به آن اجازه می‌دهد تامین الکتریکی ایمن را برای موتورها فراهم کند:

• حفاظت از خطاهای الکتریکی مانند کوتاه‌مداری، خطاهای خط-به-زمین و خط-به-خط. MPCB می‌تواند هر خطای الکتریکی که زیر ظرفیت قطع خود باشد را قطع کند.

• حفاظت از بیش‌باری موتور، وقتی که موتور جریان الکتریکی بالاتر از مقدار مشخصه‌اش را برای مدت طولانی مصرف می‌کند. حفاظت از بیش‌باری معمولاً در MPCBs قابل تنظیم است.

• حفاظت از عدم تعادل فاز و از دست دادن فاز. هر دو شرایط می‌توانند موتور سه‌فاز را به شدت آسیب ببینند، بنابراین MPCB موتور را در هر دو حالت فوراً قطع می‌کند.

• تاخیر حرارتی برای جلوگیری از فعال شدن مجدد موتور فوراً بعد از بیش‌باری، به موتور فرصت می‌دهد تا خنک شود. موتوری که گرم شده است می‌تواند اگر فوراً فعال شود، به طور دائم آسیب ببیند.

• سوئیچ مدار موتور – MPCBs معمولاً با دکمه‌ها یا دایال‌ها برای این منظور مجهز هستند.

• سیگنال‌دهی خطای – بیشتر مدل‌های موتور محافظ پرکننده سیم کسری دارای نمایشگر LED هستند که هر زمان که MPCB عمل کند روشن می‌شود. این یک نشانه بصری برای کارکنان نزدیک است که خطایی رخ داده و موتور الکتریکی نباید مجدداً به شبکه متصل شود تا خطا حل نشده باشد.

• اتصال مجدد خودکار – برخی از مدل‌های MPCB اجازه می‌دهند که زمان خنک شدن وارد شود در صورت بیش‌باری، پس از آن موتور به طور خودکار مجدداً شروع به کار می‌کند.
  موتورهای الکتریکی تجهیزات گران‌قیمتی هستند، بنابراین نقش موتور محافظ پرکننده سیم کسری بسیار مهم است. اگر موتور به درستی محافظت نشود، ممکن است نیاز به انجام کارهای تعمیری گران‌قیمت یا حتی جایگزینی کامل تجهیزات باشد. موتوری که با یک MPCB به درستی محافظت شده است عمر خدمتی بسیار طولانی‌تری خواهد داشت.

اصول کاری موتور محافظ پرکننده سیم کسری

موتور محافظ پرکننده سیم کسری می‌تواند به عنوان زیرمجموعه‌ای از مدار قطع‌کننده ترمومغناطیسی در نظر گرفته شود، اما با وظایف اضافی که به طور خاص برای حفاظت از موتورهای الکتریکی طراحی شده‌اند. اصول کاری اساسی مشابه با تمامی مدارهای قطع‌کننده دیگر است.

• حفاظت حرارتی برای محافظت از موتور الکتریکی در برابر بیش‌باری استفاده می‌شود. این حفاظت بر اساس یک تماس که با گسترش و انقباض موتور را در صورت تشخیص جریان بیش از حد قطع می‌کند. بسیار مهم است بدانید که حفاظت حرارتی پاسخ تأخیری دارد تا اجازه دهد جریان‌های ورودی بالا زمانی که موتور شروع به کار می‌کند عبور کنند. با این حال، اگر موتور به دلیلی نتواند شروع به کار کند، حفاظت حرارتی در پاسخ به جریان ورودی طولانی عمل می‌کند.

• حفاظت مغناطیسی زمانی استفاده می‌شود که کوتاه‌مداری، خطای خط یا دیگر جریان‌های الکتریکی بالا رخ دهد. برخلاف حفاظت حرارتی، حفاظت مغناطیسی فوری است؛ برای فوراً قطع کردن جریان‌های خطرناک.

• تفاوت اصلی بین MPCB و دیگر مدارهای قطع‌کننده این است که MPCB می‌تواند حفاظت از عدم تعادل فاز و از دست دادن فاز را فراهم کند. موتورهای سه‌فاز برای عملکرد موثر نیاز به سه مسیر زنده با ولتاژ‌های متعادل دارند. عدم تعادل بیش از ۲٪ مضر برای عمر موتور خواهد بود. اگر یکی از ولتاژ‌های فاز ناگهان از دست بربود، اثر آن بیشتر خسارت‌بار است زیرا موتور با دو فاز می‌خواهد به کار ادامه دهد. موتور محافظ پرکننده سیم کسری قادر به تشخیص این شرایط با اندازه‌گیری تفاوت‌های میان ولتاژ‌های فاز است و فوراً موتور را در صورت رخ دادن آن‌ها قطع می‌کند. مهم است بدانید که عدم تعادل جریان فاز در سیستم‌های سه‌فاز که بارهای تک‌فاز جداگانه را تغذیه می‌کنند معمول است، اما در صورتی که سیستم سه‌فاز موتور الکتریکی را تغذیه کند، غیرقابل قبول است.

• MPCBs همچنین با مکانیسم قطع دستی مجهز شده‌اند که اجازه می‌دهند موتورهای الکتریکی برای جایگزینی یا نگهداری قطع شوند.

• مدارهای قطع‌کننده محافظ موتور در انواع مختلفی از رتبه‌های جریان موجود هستند و یکی از بهترین ویژگی‌های آن‌ها این است که بسیاری از مدل‌ها اجازه می‌دهند که رتبه جریان تنظیم شود. این به این معنی است که همان MCPB می‌تواند برای محافظت از موتورهای با ظرفیت‌های مختلف تنظیم شود.

حفاظت از موتورهای ناهمزمان

بیشتر موتورهای استفاده شده در صنعت موتورهای ناهمزمان هستند، که به عنوان موتورهای القایی کیسه‌ای نیز شناخته می‌شوند. این موتورها از برق سه‌فاز برای ایجاد میدان مغناطیسی چرخان استفاده می‌کنند که به نوبه خود روتور را مغناطیسی می‌کند و حرکت چرخشی ایجاد می‌کند. هنگام طراحی حفاظت الکتریکی برای یک موتور ناهمزمان و انتخاب مدارهای قطع‌کننده محافظ موتور، برخی عوامل بسیار مهم وجود دارد که در حفاظت از دیگر انواع مدارهای الکتریکی وجود ندارند.

• موتورهای ناهمزمان در زمان شروع کار جریان ورودی بسیار بالایی را می‌طلبد، زیرا باید میدان مغناطیسی چرخانی ایجاد کنند. این جریان می‌تواند مقادیر ۵۰۰٪ تا ۸۰۰٪ از مقدار اسمی را در کسری از ثانیه برسد. به همین دلیل، حفاظت مغناطیسی MPCB در مقادیر بیش از ۱۰ برابر جریان اسمی عمل می‌کند، در حالی که برخی از مدارهای قطع‌کننده کوچک در مقادیر کمتر از ۳ برابر جریان اسمی عمل می‌کنند. در این موارد، استفاده از مدار قطع‌کننده غیر از MPCB حتی اجازه شروع کار موتور را قبل از عمل کردن حفاظت مغناطیسی نمی‌دهد. برای کاهش جریان ورودی، یک روش بسیار معمول ترکیب مدار قطع‌کننده محافظ موتور با یک موتور شروع‌کننده ولتاژ کاهش یافته است.

• موتورهای ناهمزمان نیاز به متعادل بودن ولتاژ در سه فاز برای عملکرد صحیح دارند. اگر فاز‌ها بیش از ۲٪ نامتقارن باشند، موتور در طول زمان آسیب می‌بیند و عمر خدمتی کمتری خواهد داشت. موتور الکتریکی همچنین می‌خواهد گرم شود، که موجب هزینه‌های انرژی اضافی به صورت گرما می‌شود. به همین دلیل، یک مدار قطع‌کننده موتور باید بتواند عدم تعادل فاز را تشخیص دهد و موتور را به ترتیب قطع کند.

• اگر یکی از فاز‌ها کاملاً قطع شود، موتور همچنان کار می‌کند اما جریان در دو فاز باقی‌مانده بالاتر از مقدار اسمی به دلیل عدم تعادل الکتریکی خواهد بود و احتمالاً سیم‌پیچ‌های موتور را می‌سوزاند. به همین دلیل، محافظ‌های موتور باید فوراً در صورت تشخیص عدم تعادل یا از دست دادن فاز عمل کنند. این معمولاً با اندازه‌گیری تفاوت‌های جریان بین فاز‌ها انجام می‌شود. اگر یکی از جریان‌های فاز به طور قابل توجهی نسبت به دو فاز دیگر افزایش یا کاهش یابد، نشان‌دهنده عدم تعادل است. همچنین، اگر یکی از جریان‌های فاز به صفر برسد در حالی که دو فاز دیگر باقی‌مانده‌اند، یک از دست دادن فاز رخ داده است.

پس، چه نوع مدارهای قطع‌کننده می‌توانند برای حفاظت از موتورهای ناهمزمان استفاده شوند؟ سازندگان معمولاً سه نوع مدار قطع‌کننده محافظ موتور را با گستره وسیعی از ولتاژ‌ها و جریان‌ها ارائه می‌دهند تا نیازهای حفاظتی بیشتر موتورهای ناهمزمان را برآورده کنند.
بسیار معمول است که مدارهای قطع‌کننده محافظ موتور با یک کنتاکتور ترکیب شوند تا کنترل خودکار شروع و قطع موتور را امکان‌پذیر کنند. سیستم ممکن است شامل یک دستگاه حفاظت تحت ولتاژ نیز باشد که موتور را در صورتی که ولتاژ سیستم به طور قابل توجهی کمتر از مقدار اسمی شود قطع می‌کند.

اندازه‌گیری مدار قطع‌کننده محافظ موتور (راهنمای انتخاب)

دو عامل اصلی که اندازه مناسب مدار قطع‌کننده محافظ موتور را تعیین می‌کنند، ولتاژ اسمی و جریان اسمی موتور هستند.

• رتبه ولتاژ MPCB باید با ولتاژ اسمی موتور مطابقت داشته باشد. معمولاً مدارهای قطع‌کننده محافظ موتور می‌توانند در گستره‌های مختلفی از رتبه‌های ولتاژ مانند ۲۳۰ V، ۳۸۰ V، ۴۱۵ V، ۴۴۰ V، ۵۰۰ V و ۶۶۰ V AC استفاده شوند.

• پس از شناخت ولتاژ، لازم است جریان اسمی موتور الکتریکی را بررسی کنید. مهم است بدانید که جریان عملی ممکن است کمتر از جریان اسمی باشد، به خصوص اگر موتور به طور کامل بارگذاری نشده باشد. با این حال، MPCB باید همیشه بر اساس مقدار جریان اسمی انتخاب شود تا جریان ورودی زمانی که موتور شروع به کار می‌کند مجاز باشد. به عنوان مثال، یک موتور با جریان اسمی ۲۰ آمپر ممکن است در زمان عملیات بار جزئی جریان کمتری مصرف کند، اما MPCB باید بر اساس مقدار اسمی ۲۰ آمپر انتخاب شود، یا ممکن است در صورت استفاده از موتور با بار کامل قط