Автоматический выключатель защиты двигателя или MPCB

Выключатели защиты двигателей — это специализированный тип электрического защитного устройства, разработанный специально для электродвигателей, как следует из их названия. Электродвигатели имеют множество применений и используются для привода механических устройств всех типов, поэтому очень важно обеспечить их надлежащую защиту с помощью MPCB. Приведены лишь некоторые примеры устройств, приводимых в действие электродвигателями в коммерческих и промышленных зданиях:

• Крышные кондиционеры, холодильные установки, компрессоры, тепловые насосы и охладительные башни.

• Вентиляторы для отвода и подачи воздуха, а также воздушные обработчики.

• Системы водяного насосирования.

• Лифты и другие подъемные устройства.

• Промышленные конвейерные ленты и другое оборудование, используемое в производственных процессах.

Во всех этих промышленных и коммерческих применениях электродвигателей ключевая роль MPCB заключается в обеспечении электрической защиты.

Что такое выключатель защиты двигателя и какие у него функции?

Выключатель защиты двигателя, или MPCB, — это специализированное электромеханическое устройство, которое можно использовать с цепями двигателей как 60 Гц, так и 50 Гц. У него есть несколько функций, которые позволяют ему обеспечивать безопасное электроснабжение для двигателей:

• Защита от электрических неисправностей, таких как короткие замыкания, линейно-земляные неисправности и межлинейные неисправности. MPCB может прервать любую электрическую неисправность, которая ниже его прерывной способности.

• Защита от перегрузки двигателя, когда двигатель потребляет электрический ток выше его номинального значения в течение длительного времени. Защита от перегрузки обычно регулируется в MPCB.

• Защита от несимметрии фаз и потери фазы. Обе эти ситуации могут серьезно повредить трехфазный двигатель, поэтому MPCB отключит двигатель при обнаружении любой из этих неисправностей.

• Тепловой задержка, чтобы предотвратить немедленное повторное включение двигателя после перегрузки, давая двигателю время остыть. Перегретый двигатель может быть поврежден навсегда, если его снова включить.

• Переключение цепи двигателя – MPCB обычно оснащены кнопками или ручками для этой цели.

• Сигнализация о неисправностях – Большинство моделей выключателей защиты двигателей имеют светодиодный дисплей, который загорается, когда MPCB срабатывает. Это визуальное указание для находящихся поблизости сотрудников, что произошла неисправность и электродвигатель не должен быть подключен, пока неисправность не будет устранена.

• Автоматическое повторное подключение – Некоторые модели MPCB позволяют ввести время охлаждения в случае перегрузки, после чего двигатель автоматически перезапустится. Электродвигатели являются дорогостоящим оборудованием, поэтому роль выключателя защиты двигателя очень важна. Если двигатель не защищен правильно, может потребоваться выполнение дорогостоящих ремонтных работ или даже полная замена оборудования. Двигатель, который правильно защищен с помощью MPCB, будет иметь гораздо более длительный срок службы.

Принцип работы выключателя защиты двигателя

Выключатель защиты двигателя можно рассматривать как подтип тепломагнитного выключателя, но с дополнительными функциями, специально разработанными для защиты электродвигателей. Основной принцип работы аналогичен всем другим выключателям.

• Тепловая защита используется для защиты электродвигателя от перегрузки. Она основана на расширяющемся и сжимающемся контакте, который отключает двигатель при обнаружении чрезмерного тока. Очень важно знать, что тепловая защита имеет запаздывающий ответ, чтобы позволить высокий пусковой ток при запуске двигателя. Однако, если двигатель по какой-либо причине не может запуститься, тепловая защита сработает в ответ на продолжительный пусковой ток.

• Магнитная защита используется при коротком замыкании, линейном неисправности или других высоких токах электрической неисправности. В отличие от тепловой защиты, магнитная защита мгновенная; чтобы немедленно прервать опасные токи неисправности.

• Основное отличие MPCB от других выключателей заключается в том, что MPCB может обеспечивать защиту от несимметрии фаз и потери фазы. Трехфазные двигатели требуют трех живых проводников с сбалансированными напряжениями для эффективной работы. Несимметрия более 2% будет вредна для срока службы двигателя. Если одно из фазных напряжений внезапно исчезнет, эффект будет еще более разрушительным, потому что двигатель будет продолжать работать только с двумя фазами. Выключатель защиты двигателя способен обнаруживать эти условия, измеряя различия между фазными напряжениями, и немедленно отключает двигатель, когда они возникают. Важно отметить, что несимметрия фазного тока является нормальной в трехфазных системах, которые питают отдельные однофазные нагрузки, но недопустима, когда трехфазная цепь питает электродвигатель.

• MPCB также оснащены механизмом ручного отключения, позволяющим отключать электродвигатели для замены или обслуживания.

• Выключатели защиты двигателей доступны в широком диапазоне номинальных токов, и одним из их лучших качеств является то, что многие модели позволяют регулировать номинальный ток. Это означает, что один и тот же MCPB можно настроить для защиты двигателей различных мощностей.

Защита асинхронного двигателя

Большинство двигателей, используемых в промышленности, являются асинхронными двигателями, также известными как клеточные индукционные двигатели. Эти двигатели используют трехфазное питание для создания вращающегося магнитного поля, которое, в свою очередь, намагничивает ротор и создает вращательное движение. При проектировании электрической защиты для асинхронного двигателя и выборе выключателей защиты двигателей, есть некоторые очень важные факторы, которые необходимо учитывать, и которые отсутствуют при защите других типов электрических цепей.

• Асинхронные двигатели потребляют очень высокий пусковой ток во время запуска, поскольку им необходимо создать вращающееся магнитное поле. Этот ток может достигать значений 500-800% от номинального значения на несколько долей секунды. Поэтому магнитная защита MPCB срабатывает при значениях, превышающих 10 раз номинальный ток, в отличие от некоторых типов миниатюрных выключателей, которые срабатывают при значениях, как низко как 3 раза номинальный ток. В этих случаях использование выключателя, отличного от MPCB, не позволит даже запустить двигатель до того, как сработает магнитная защита. Для снижения пускового тока очень распространенной практикой является дополнение выключателя защиты двигателя с пониженным напряжением пускового устройства.

• Асинхронные двигатели требуют, чтобы три фазных проводника имели сбалансированное напряжение для правильной работы. Если фазные проводники имеют несимметрию более 2%, двигатель со временем будет поврежден и будет иметь сокращенный срок службы. Электродвигатель также будет склонен к перегреву, вызывая дополнительные энергетические расходы в виде тепла. Поэтому выключатель цепи двигателя должен быть способен обнаруживать несимметрию фаз и соответствующим образом отключать двигатель.

• Если одна из фаз полностью отключена, двигатель продолжит работу, но ток в оставшихся двух фазах превысит номинальное значение из-за электрической несимметрии, и, вероятно, сожжет обмотки двигателя. Поэтому защитные устройства должны немедленно сработать, как только обнаруживается несимметрия фаз или потеря фазы. Обычно это достигается путем измерения различий в токах между фазными проводниками. Если один из фазных токов значительно увеличивается или уменьшается по сравнению с другими двумя, это указывает на несимметрию. Аналогично, если один из фазных токов падает до нуля, в то время как другие два остаются, происходит потеря фазы.

Тогда, какие виды выключателей можно использовать для защиты асинхронных двигателей? Производители обычно предлагают три разных типа выключателей защиты двигателей, доступных для широкого диапазона напряжений и токов, чтобы удовлетворить большинство потребностей в защите асинхронных двигателей. Очень распространено дополнение выключателей защиты двигателей контактором, чтобы позволить автоматическое управление запуском и отключением двигателя. Система также может включать устройство защиты от недостаточного напряжения, которое отключает двигатель, если напряжение системы значительно падает ниже номинального значения.

Размеры выключателя защиты двигателя (руководство по выбору)

Два основных фактора, определяющие подходящий размер выключателя защиты двигателя, — это номинальное напряжение и номинальный ток самого двигателя.

• Номинальное напряжение MPCB должно соответствовать номинальному напряжению двигателя. Обычно выключатели защиты двигателей могут использоваться в широком диапазоне номинальных напряжений, таких как 230 В, 380 В, 415 В, 440 В, 500 В и 660 В переменного тока.

• После того, как известно напряжение, необходимо проверить номинальный ток электродвигателя. Важно отметить, что фактический рабочий ток может быть ниже номинального, особенно если двигатель не полностью нагружен. Однако MPCB всегда должен выбираться по номинальному току, чтобы позволить пусковой ток при запуске двигателя. Например, двигатель с номинальным током 20 ампер может потреблять гораздо меньший ток при частичной нагрузке, но MPCB должен выбираться по номинальному значению 20 ампер, иначе он может сработать, если двигатель используется при полной нагрузке.

• Выключатели защиты двигателей затем могут быть настроены на точное значение тока, подходящее для защищаемого электродвигателя. Они обычно имеют диапазон настройки. Например, MPCB, рассчитанный на 32 ампера, может использоваться для двигателей с номинальными токами, как низкими, как 22 ампера. Это очень полезно, если электродвигатель заменяется на более эффективную модель, требующую меньшего тока, так как не потребуется заменять выключатель двигателя.

• Даже если выключатель защиты двигателя правильно выбран по защищаемому электродвигателю, также важно использовать подходящий провод. Чтобы обеспечить надлежащую защиту, провод должен быть способен безопасно проводить номинальный ток. Провод, который слишком мал, будет перегреваться, изоляция будет плавиться, и электрические неисправности могут происходить даже при установленном выключателе.

Таблица характеристик выключателя защиты двигателя

Производители MPCB обычно предоставляют таблицы, где представлены технические характеристики выключателя, чтобы упростить процесс выбора. Следующая таблица, предоставленная в качестве примера, предназначена для модели выключателя защиты двигателя SGV2-ME, произведенного компанией CGSL.

Значения тока, при которых срабатывают тепловая и магнитная защиты, отображаются в столбцах теплового и магнитного срабатывания. Перед установкой MPCB очень важно проверить, совместимы ли напряжение и токовые характеристики с защищаемым двигателем.

Заключения о выключателе защиты двигателя

Выключатели защиты двигателей играют очень важную роль в электрической безопасности, так как двигатели, которые они защищают, имеют широкий спектр применений в коммерческих зданиях и промышленности.
Асинхронные двигатели, самый распространенный тип электродвигателя в промышленных и коммерческих условиях, имеют специальные требования к защите, которые могут быть удовлетворены только выключателем защиты двигателя. Также возможно дополнение MPCB другими защитными или автоматическими устройствами, такими как защита от недостаточного напряжения, таймеры и пусковые устройства с пониженным напряжением.
Правильный выбор MPCB является ключевым для обеспечения надежной защиты двигателя. Недостаточно большой MPCB не позволит даже запустить двигатель, тогда как слишком большой MPCB может быть неспособен обнаружить условия перегрузки по току для защищаемого электродвигателя.