Przełącznik wyłączający ochronny silników lub MPCB

Przekaźniki ochronne silników to specjalizowane urządzenia elektryczne zaprojektowane specjalnie do ochrony silników elektrycznych, jak wskazuje ich nazwa. Silniki elektryczne mają wiele zastosowań i są używane do napędzania różnych typów urządzeń mechanicznych, dlatego ważne jest, aby odpowiednio je chronić za pomocą MPCB. Poniżej przedstawiono kilka przykładów urządzeń napędzanych przez silniki elektryczne w budynkach komercyjnych i przemysłowych:

• Klimatyzatory dachowe, chłodnice, kompresory, pompy ciepła i wieże chłodzące.

• Wentylatory wentylacyjne i wydobywcze, a także jednostki rozprowadzające powietrze.

• Systemy pompowania wody.

• Winda i inne urządzenia podnoszące.

• Przemysłowe taśmy transportowe i inne maszyny używane w procesach produkcyjnych.

We wszystkich tych przemysłowych i komercyjnych zastosowaniach silników elektrycznych, MPCB ma kluczową rolę w zapewnianiu ochrony elektrycznej.

Co to jest przekaźnik ochronny silnika i jakie są jego funkcje?

Przekaźnik ochronny silnika, lub MPCB, to specjalizowane urządzenie elektromechaniczne, które można stosować w obwodach silników o częstotliwości 60 Hz i 50 Hz. Ma on wiele funkcji, które umożliwiają mu zapewnienie bezpiecznego dostawu prądu dla silników:

• Ochrona przed awariami elektrycznymi, takimi jak zwarcia, zwarcia między fazą a ziemią i zwarcia między fazami. MPCB może przerwać każdą awarię elektryczną poniżej swojej pojemności przerwania.

• Ochrona przed przeciążeniem silnika, gdy silnik pobiera prąd powyżej wartości na tabliczce imiennej przez dłuższy okres czasu. Ochrona przed przeciążeniem jest zwykle regulowalna w MPCB.

• Ochrona przed nierównowagą faz i utratą fazy. Obie te sytuacje mogą znacznie uszkodzić silnik trójfazowy, dlatego MPCB odłącza silnik w obu przypadkach natychmiast po wykryciu awarii.

• Opóźnienie termiczne, aby zapobiec ponownemu włączeniu silnika bezpośrednio po przeciążeniu, co pozwala silnikowi ostygnąć. Przegrzany silnik może zostać nieodwracalnie uszkodzony, jeśli zostanie ponownie włączony.

• Przelaczanie obwodu silnika – MPCB są zazwyczaj wyposażone w przyciski lub pokrętła do tego celu.

• Sygnalizacja awarii – Większość modeli przekazników ochronnych silników ma wyświetlacze LED, które są włączone, gdy MPCB ulega przepięciu. Jest to wizualna informacja dla personelu znajdującego się w pobliżu, że wystąpiła awaria i silnik elektryczny nie powinien być ponownie podłączony, dopóki nie zostanie rozwiązana.

• Automatyczne ponowne połączenie – Niektóre modele MPCB pozwalają wprowadzić czas ostygnięcia w przypadku przeciążenia, po którym silnik automatycznie uruchomi się ponownie.
  Silniki elektryczne to drogie urządzenia, dlatego rola przekaznika ochronnego silnika jest bardzo ważna. Jeśli silnik nie jest prawidłowo chroniony, może być konieczne wykonanie kosztownych napraw lub nawet wymiana sprzętu. Silnik elektryczny odpowiednio chroniony za pomocą MPCB będzie miał znacznie dłuższy okres użytkowania.

Zasada działania przekaznika ochronnego silnika

Przekaźnik ochronny silnika można uznać za podtyp termomagnetycznego przekaźnika obwodowego, ale z dodatkowymi funkcjami specjalnie zaprojektowanymi do ochrony silników elektrycznych. Podstawowa zasada działania jest podobna do innych przekaźników obwodowych.

• Ochrona termiczna służy do ochrony silnika elektrycznego przed przeciążeniem. Opiera się ona na kontaktach rozszerzających się i kurczących, które odłączają silnik, jeśli wykryty jest nadmierny prąd. Ważne jest, aby wiedzieć, że ochrona termiczna ma opóźnioną reakcję, aby umożliwić wysokie prądy początkowe, gdy silnik się uruchamia. Jeśli jednak silnik z jakiegoś powodu nie może się uruchomić, ochrona termiczna ulegnie przepięciu w odpowiedzi na przedłużony prąd początkowy.

• Ochrona magnetyczna jest stosowana w przypadku zwarcia, awarii linii lub innych wysokich prądów awaryjnych. W przeciwieństwie do ochrony termicznej, ochrona magnetyczna jest natychmiastowa, aby natychmiast odłączyć niebezpieczne prądy awaryjne.

• Główną różnicą między MPCB a innymi przekaźnikami obwodowymi jest to, że MPCB może zapewniać ochronę przed nierównowagą faz i utratą fazy. Trójfazowe silniki obrotowe wymagają trzech żył czynnych z zrównoważonymi napięciami, aby działały efektywnie. Nierównowaga większa niż 2% będzie szkodliwa dla żywotności silnika. Jeśli nagle jedno z napięć fazowych zostanie utracone, skutki są jeszcze bardziej szkodliwe, ponieważ silnik będzie kontynuował pracę tylko z dwiema fazami. Przekaźnik ochronny silnika jest w stanie wykrywać te warunki, mierząc różnice między napięciami fazowymi, i natychmiast odłącza silnik, gdy one wystąpią. Ważne jest, aby zauważyć, że nierównowaga prądu fazowego jest normalna w systemach trójfazowych, które zasilają oddzielne obciążenia jednofazowe, ale jest nieakceptowalna, gdy trójfazowy obwód zasilający silnik elektryczny.

• MPCB są również wyposażone w mechanizm ręcznego przerwania, umożliwiający odłączenie silników elektrycznych do wymiany lub konserwacji.

• Przekaźniki ochronne silników dostępne są w szerokim zakresie nominalnych prądów, a jednym z ich najlepszych cech jest to, że wiele modeli pozwala na dostosowanie nominalnego prądu. Oznacza to, że ten sam MPCB można skonfigurować do ochrony silników o różnych pojemnościach.

Ochrona asynchronicznego silnika

Większość silników używanych w przemyśle to silniki asynchroniczne, znane również jako silniki indukcyjne klatkowe. Te silniki wykorzystują zasilanie trójfazowe do tworzenia wirującego pola magnetycznego, które z kolei magnesuje rotor i tworzy ruch obrotowy. Podczas projektowania ochrony elektrycznej dla asynchronicznego silnika i wyboru przekazników ochronnych silników, istnieje kilka bardzo ważnych czynników, których należy wziąć pod uwagę, a które nie są obecne przy ochronie innych typów obwodów elektrycznych.

• Silniki asynchroniczne pobierają bardzo wysoki prąd początkowy podczas startu, ponieważ muszą ustalić wirujące pole magnetyczne. Ten prąd może osiągać wartości od 500% do 800% wartości nominalnej przez kilka ułamków sekundy. Dlatego ochrona magnetyczna MPCB ulega przepięciu przy wartościach większych niż 10 razy prąd nominalny, w przeciwieństwie do niektórych typów miniaturowych przekaźników obwodowych, które ulegają przepięciu przy wartościach tak niskich jak 3 razy prąd nominalny. W tych przypadkach użycie przekaźnika innego niż MPCB nie pozwoli nawet na uruchomienie silnika, zanim ochrona magnetyczna ulegnie przepięciu. Aby zmniejszyć prąd początkowy, bardzo powszechną praktyką jest uzupełnienie przekaźnika ochronnego silnika przez reduktor napięcia do uruchamiania silników.

• Silniki asynchroniczne wymagają, aby trzy przewody fazowe miały zrównoważone napięcia, aby działały poprawnie. Jeśli przewody fazowe mają nierównowagę większą niż 2%, silnik będzie się stopniowo uszkadzać i będzie miał krótszy okres użytkowania. Silnik elektryczny będzie również skłonny do przegrzewania, co spowoduje dodatkowe koszty energii jako ciepło odpadowe. Dlatego przekaźnik obwodowy silnika musi być w stanie wykryć nierównowagę faz i odpowiednio odłączyć silnik.

• Jeśli jedna z faz zostanie całkowicie odłączona, silnik będzie nadal działać, ale prąd w pozostałych dwóch fazach wzrośnie powyżej wartości nominalnej ze względu na nierównowagę elektryczną, co prawdopodobnie spalićce windings of the motor. For this reason, motor protectors must trip immediately as soon as phase unbalance or phase loss is detected. This is normally achieved by measuring the differences in current among the phase conductors. If one of the phase currents rises or drops considerably compared with the other two, it is indicative of unbalance. Likewise, if one of the phase currents drops to zero while the other two remain, a phase loss has occurred.

Wtedy, jakie rodzaje przekładników mogą być używane do ochrony asynchronicznych silników? Producent zazwyczaj oferuje trzy różne przekładniki ochronne silników, dostępne w szerokim zakresie napięć i prądów, aby spełnić większość potrzeb ochrony asynchronicznych silników.
Jest bardzo powszechna praktyka uzupełniania przekładników ochronnych silników o kontaktron, aby umożliwić automatyczne sterowanie startem i odłączeniem silnika. System może również obejmować urządzenie ochrony przed napięciem, które odłącza silnik, gdy napięcie systemu znacznie spadnie poniżej wartości nominalnej.

Wybór wielkości przekładnika ochronnego silnika (poradnik)

Dwa główne czynniki, które określają odpowiednią wielkość przekładnika ochronnego silnika, to napięcie i prąd z tabliczki imiennej samego silnika.

• Nominalne napięcie MPCB musi odpowiadać napięciu z tabliczki imiennej silnika. Zwykle przekładniki ochronne silników mogą być używane w szerokim zakresie napięć, takich jak 230 V, 380 V, 415 V, 440 V, 500 V i 660 V AC.

• Po ustaleniu napięcia, konieczne jest sprawdzenie nominalnego prądu silnika elektrycznego. Warto zauważyć, że rzeczywisty prąd pracy może być niższy niż prąd z tabliczki imiennej, szczególnie jeśli silnik nie jest pełnoobciążony. Jednak MPCB zawsze musi być wybierany według wartości prądu z tabliczki imiennej, aby umożliwić prąd początkowy podczas uruchamiania silnika. Na przykład, silnik z prądem z tabliczki imiennej 20 amperów może pobierać znacznie niższy prąd podczas częściowego obciążenia, ale MPCB musi być wybierany według wartości nominalnej 20 amperów, w przeciwnym razie może ulec przepięciu, jeśli silnik jest używany pod pełnym obciążeniem.

• Przekładniki ochronne silników mogą następnie być kalibrowane do dokładnej wartości prądu, która jest odpowiednia dla chronionego silnika elektrycznego. Zwykle mają one zakres regulacji. Na przykład, MPCB o nominalnym prądzie 32 ampery może być używany dla silników o prądach nominalnych już 22 ampery. Jest to bardzo przydatne, jeśli silnik elektryczny jest zastąpiony bardziej efektywnym modelem, który wymaga niższego prądu, ponieważ nie będzie konieczne zastępowanie przekładnika silnika.

• Nawet jeśli przekładnik ochronny silnika jest prawidłowo dobrany według chronionego silnika elektrycznego, ważne jest również, aby używać odpowiedniego przewodzenia. Aby zapewnić odpowiednią ochronę, przewód musi być w stanie bezpiecznie przewodzić nominalny prąd. Przewód o zbyt małej średnicy będzie się nagrzewał, izolacja topniała, a awarie elektryczne mogą wystąpić nawet z zainstalowanym przekładnikiem.

Wykres specyfikacji przekładnika ochronnego silnika

Producenci MPCB zazwyczaj dostarczają wykresy, w których przedstawione są techniczne specyfikacje przekładnika, aby uprościć proces wyboru. Poniższy wykres, podany jako przykład, dotyczy modelu przekładnika ochronnego silnika SGV2-ME produkcji CGSL.

Wartości prądu, przy których działają ochrony termiczne i magnetyczne, są wyświetlane w kolumnach termicznej i magnetycznej. Przed instalacją MPCB, ważne jest, aby sprawdzić, czy napięcie i prąd są zgodne z chronionym silnikiem.

Podsumowanie dotyczące przekładnika ochronnego silnika

Przekładniki ochronne silników mają bardzo ważną