Motortermiese Ouerladingbeskerming

Vir die begrip van motor termiese ouerlaadbeskerming in 'n indusie-motor kan ons die bedryfsprinsipe van 'n driefase-indusie-motor bespreek. Daar is 'n silindervormige stator en 'n driefase-winding wat simmetries op die binnekant van die stator verdeel is. As gevolg van hierdie simmetriese verspreiding, wanneer 'n driefase-stroomtoevoer na die stator-winding toegepas word, word 'n draaiende magneetveld geproduseer. Hierdie veld draai teen sinchronese spoed. Die rotor in 'n indusie-motor word hoofsaaklik deur soliede koperstae geskep, wat aan beide einde kortgesluit is sodat hulle 'n silinderkooiagtige struktuur vorm. Dit is waarom hierdie motor ook as 'n eekhoringkooi-indusie-motor bekend staan. Laat ons egter kom by die basiese punt van 'n driefase-indusie-motor – wat ons sal help om verstaanbaar te maak oor motor termiese ouerlaadbeskerming.

Aangesien die draaiende magneetvlugt elke staafgeleier van die rotor sny, sal daar 'n geïnduseerde sirkulerende stroom deur die staafgeleiers vloei. Tussen die begin van die rotor is die statorveld draai teen sinchronese spoed, die relatiewe beweging tussen die draaiende veld en die rotor is maksimaal. Dus, die koers van vlugtsnitte met rotorstae is maksimaal, die geïnduseerde stroom is maksimaal onder hierdie toestand. Maar as gevolg van die oorsaak van die geïnduseerde stroom, sal die rotor probeer om hierdie relatiewe spoed te verminder en dit sal dus begin roteer in die rigting van die draaiende magneetveld om die sinchronese spoed te bereik. Sodra die rotor die sinchronese spoed bereik, word hierdie relatiewe spoed tussen die rotor en die draaiende magneetveld nul, daarom sal daar geen verdere vlugtsnitte wees en gevolglik geen geïnduseerde stroom in die rotorstae. Aangesien die geïnduseerde stroom nul word, sal daar geen verdere behoefte wees om nul relatiewe spoed tussen die rotor en die draaiende magneetveld te handhaaf, dus val die rotorspoed.

Sodra die rotorspoed val, word die relatiewe spoed tussen die rotor en die draaiende magneetveld weer 'n nie-nulwaarde, wat weer geïnduseerde stroom in die rotorstae veroorsaak, dan sal die rotor weer probeer om die sinchronese spoed te bereik en dit sal voortduur tot die motor aangeskakel is. As gevolg van hierdie verskynsel, sal die rotor nooit die sinchronese spoed bereik nie, soos dit ook nooit sal stop roteer tydens normale operasie. Die verskil tussen die sinchronese spoed en die rotorspoed in betrekking tot die sinchronese spoed, word as slip van die indusie-motor aangedui.

Die slip in 'n normaal werkende indusie-motor varieer tipies van 1% tot 3%, afhangende van die belastingstoestand van die motor. Ons sal nou probeer om die spoed-stroomkenmerke van die indusie-motor te trek – laat ons 'n voorbeeld neem van 'n groot ketelventilator.

In die kenmerk word die Y-as geneem as tyd in sekondes, die X-as word geneem as % van die statorstroom. Wanneer die rotor stil is, dat wil sê by die beginstoestand, is die slip maksimaal, dus is die geïnduseerde stroom in die rotor maksimaal en as gevolg van transformasieaksie, sal die stator ook 'n swaar stroom uit die toeloop trek en dit sou ongeveer 600% van die volledige belastingsstatorstroom wees. As die rotor versnel word, word die slip verminder, gevolglik val die rotorstroom dus die statorstroom tot ongeveer 500% van die volledige belastingsstroom binne 12 sekondes wanneer die rotorspoed 80% van die sinchronese spoed bereik. Daarna val die statorstroom vinnig tot die bepaalde waarde as die rotor sy normale spoed bereik.

Ons sal nou bespreek oor termiese ouerlaad van elektriese motor of oorgroot warmteprobleem van elektriese motor en die noodsaaklikheid van motor termiese ouerlaadbeskerming.
Wanneer ons dink aan die oorgroot warmte van 'n motor, is die eerste ding wat in ons gedagte spring, oorbelaaiing. As gevolg van meganiese oorbelaaiing van die motor, trek die motor hoër stroom uit die toeloop, wat lei tot oorgroot verhitte van die motor. Die motor kan ook oorgroot verhit word as die rotor meganies ingesluit word, d.w.s. word staties deur enige buiteste meganiese krag. In hierdie situasie sal die motor oorgroot hoë stroom uit die toeloop trek, wat ook lei tot termiese ouerlaading van die motor of oorgroot verhitte probleem. 'n Ander oorsaak van oorgroot verhitte is lae toeloopspanning. Aangesien die krag deur die motor uit die toeloop afhang van die belastingstoestand van die motor, sal die motor vir lae toeloopspanning hoër stroom uit die hoofstraal trek om die vereiste koppel te handhaaf. Enkel fase kan ook motor termiese ouerlaad veroorsaak. Wanneer een fase van die toeloop uit diens is, trek die oorblywende twee fases hoër stroom om die vereiste belastingkoppel te handhaaf en dit lei tot oorgroot verhitte van die motor. Ongelykheid tussen die drie fases van die toeloop veroorsaak ook oorgroot verhitte van die motorkoil, aangesien 'n ongebalanceerde stelsel negatiewe reeksstroom in die statorkoil veroorsaak. Weer, as gevolg van plotselinge verlies en herstel van toeloopspanning, kan dit oorgroot verhitte van die motor veroorsaak. Aangesien as gevolg van plotselinge verlies van toeloopspanning, word die motor vertraag en as gevolg van plotselinge herstel van spanning, word die motor versnel om sy bepaalde spoed te bereik en dus trek die motor hoër stroom uit die toeloop.

Aangesien termiese ouerlaading of oorgroot verhitte van die motor kan lei tot isolasiefout en skade aan die koil, moet die motor teen die volgende toestande beskerm word vir regte motor termiese ouerlaadbeskerming,

1. Meganiese oorbelaaiing,

2. Stalling van die motorskaft,

3. Lae toeloopspanning,

4. Enkel fase van die toeloopstraal,

5. Ongelykheid van die toeloopstraal,

6. Plotselinge Verlies en herbou van toeloopspanning.

Die mees basiese beskermingskema van die motor is termiese ouerlaadbeskerming wat hoofsaaklik die beskerming van al die bogenoemde toestande dek. Om die basiese beginsel van termiese ouerlaadbeskerming te verstaan, laat ons die skematiese diagram van 'n basiese motorbeheerskema ondersoek.

In die figuur bo, wanneer die START-knop gesluit word, word die starter-koil deur die transformator geenergieer. Aangesien die starter-koil geenergieer word, word die normaal oop (NO) kontak 5 gesluit, dus kry die motor toeloopspanning aan sy terminale en dit begin roteer. Hierdie start-koil sluit ook kontak 4 wat die starter-koil geenergieer selfs nadat die START-knopkontak losgelaat word. Om die motor te stop, is daar verskeie normaal geslote (NC) kontakte in reeks met die starter-koil soos in die figuur getoon. Een van hulle is die STOP-knopkontak. As die STOP-knop ingedruk word, open hierdie knopkontak en breeke die kontinuïteit van die starter-koil-sirkel en maak die starter-koil ongeenergieerd. Dus kom kontak 5 en 4 terug na hul normaal oop posisie. Dan, in afwesigheid van spanning aan die motorterminals, sal dit uiteindelik ophou roteer. Op dieselfde manier, enige van die ander NC-kontakte (1, 2 en 3) verbonden in reeks met die starter-koil, as dit oop is, sal dit ook die motor stop. Hierdie NC-kontakte is elektries gekoppeld met verskeie beskermingsreles om die operasie van die motor in verskillende ongewone toestande te stop.

Laat ons kyk na die termiese ouerlaadreël en sy funksie in motor termiese ouerlaadbeskerming.
Die sekondêre van die CT's in reeks met die motortoevoerkring, is verbonden met 'n tweemetaalstrip van die termiese ouerlaadreël (49). Soos in die figuur hieronder getoon, wanneer die stroom deur die sekondêre van enige van die CT's, sy bepaalde waardes vir 'n bepaalde tyd oorskry, word die tweemetaalstrip oorgroot verhit en dit vervorm, wat uiteindelik lei tot die werking van die reël 49. Sodra die reël 49 geaktiveer word, word die NC-kontakte 1 en 2 oop gelaat, wat die starter-koil ongeenergieerd en dus die motor stop.

'n Ander ding wat ons moet onthou tydens die verskaffing van motor termiese ouerlaadbeskerming. Eintlik het elke motor 'n bepaalde ouerlaadtoleransiewaarde. Dit beteken dat elke motor kan loop buite sy bepaalde belasting vir 'n spesifieke toegelaatse periode, afhangende van sy belastingstoestand. Hoe lank 'n motor veilig kan loop vir 'n spesifieke belasting word deur die vervaardiger spesifiseer. Die verhouding tussen verskillende belastings op die motor en ooreenkomstige toegelaatse periodes vir die loop van dieselfde in veilige toestand word aangedui as die termiese limietkromme van die motor. Laat ons kyk na die kromme van 'n spesifieke motor, hieronder gegee.

Hier verteenwoordig die Y-as of vertikale as die toegelaatse tyd in sekondes en die X-as of horisontale as die persentasie van ouerlaad. Hier is dit duidelik van die kromme dat die motor veilig sonder enige skade as gevolg van oorgroot verhitte kan loop vir 'n lang periode by 100% van die bepaalde belasting. Dit kan veilig 1000 sekondes loop by 200% van die normale bepaalde belasting. Dit kan veilig 100 sekondes loop by 300% van die normale bepaalde belasting. Dit kan veilig 15 sekondes loop by 600% van die normale bepaalde belasting. Die bo-afdeling van die kromme verteenwoordig die normale loopstoestand van die rotor en die laagste afdeling verteenwoordig die meganies ingesluite toestand van die rotor.

Nou moet die operasietyd Vs aktiveringstroomkromme van die gekose termiese ouerlaadreël onder die termiese limietkromme van die motor geleë word vir bevredigende en veilige operasie. Laat ons 'n bespreking hê oor meer details-

Onthou die kenmerke van die startstroom van die motor - Tussen die begin van die indusie-motor, gaan die statorstroom oor 600% van die normale bepaalde stroom, maar dit bly net 10 tot 12 sekondes daarna val die statorstroom plotseling tot die normale bepaalde waarde. Dus, as die termiese ouerlaadreël voordat die 10 tot 12 sekondes vir die stroom 600% van die normale bepaalde geaktiveer word, kan die motor nie begin nie. Dus, kan dit gevolgtrek word dat die operasietyd Vs aktiveringstroomkromme van die gekose termiese ouerlaadreël onder die termiese limietkromme van die motor, maar bo die startstroomkenmerkekromme van die motor geleë moet word. Die moontlike posisie van die termiese stroomreëlkenmerke word deur hierdie twee genoemde krommes begrens soos in die grafiek deur die beklemtoonde area gewys.

'n Ander ding wat onthou moet word tydens die keuse van die termiese ouerlaadreël. Hierdie reël is nie 'n onmiddellike reël nie. Dit het 'n minimumvertrag in operasie omdat die tweemetaalstrip 'n minimumtyd nodig het om verhit en vervorm te word vir die maksimumwaarde van die operasiestroom. Uit die grafiek word gevind dat die termiese reël na 25 tot 30 sekondes geaktiveer sal word as óf die rotor plotseling meganies geblokkeer word óf die motor faal om te begin. In hierdie situasie sal die motor 'n groot stroom uit die toeloop trek. As die motor nie vinnig geïsoleer word nie, kan ernstige skade voorkom.

Hierdie probleem word oorkom deur 'n tyd oorgroot stroomreël met hoë oppakkapiteit te verskaf. Die tyd-stroomkenmerke van hierdie oorgroot stroomreëls word so gekies dat vir lae waardes van oorbelaaiing, die reël nie geaktiveer sal word nie omdat die termiese ouerlaadreël voor dit geaktiveer sal word. Maar vir hoë waardes van oorbelaaiing en vir geblokkeerde rotor-toestand, sal die tyd oorgroot stroomreël in plaas van die termiese reël geaktiveer word omdat die eerste veel vroër geaktiveer sal word as die laaste.
Dus word beide die tweemetaal ouerlaadreël en tyd oorgroot stroomreël verskaf vir volledige motor termiese ouerlaadbeskerming.
Daar is 'n hoofnadeel van die tweemetaal termiese ouerlaadreël, aangesien die verhittings- en afkoelingskoers van die tweemetaal deur die omgewingstemperatuur beïnvloed word, kan die prestasie van die reël verskil vir verskillende omgewingstemperature. Hierdie probleem kan oorkom word deur die gebruik van RTD of weerstandstemperatuurdetektor. Grooter en meer gesofistikeerde motore word akkurater teen termiese ouerlaading beskerm deur die gebruik van RTD. In die statorgleufte, word RTD's saam met die statorkoil geplaas. Die weerstand van die RTD verander met veranderende temperatuur en hierdie veranderde weerstandswaarde word deur 'n Wheatstone-brugkrets opgemerk.
Hierdie motor termiese ouerlaadbeskermingsskema is baie eenvoudig. RTD van die stator word as een arm van 'n gebalanseerde Wheatstone-brug gebruik. Die hoeveelheid stroom deur die reël 49 hang af van die mate van onbalansering van die brug. As die temperatuur van die statorkoil verhoog, verhoog die elektriese weerstand van die detektor, wat die gebalanceerde toestand van die brug stoorn. As gevolg hiervan begin stroom deur die reël 49 vloei en die reël sal geaktiveer word na 'n bepaalde waarde van hierdie onbalanserde stroom en uiteindelik sal die starterkontak oop gelaat word om die toeloop aan die motor te stop.

Verklaring: Respekteer die oorspronklike, goeie artikels wat deelwaardig is om gedeel te word, as daar inbreuk is maak asb. kontak vir verwydering.