Paano Pumili ng Isang Thermal Relay para sa Proteksyon ng Motor?

Pangangalang Paninita para sa Overload ng Motor: Mga Prinsipyo, Paggamit, at Pagpili

Sa mga sistemang kontrol ng motor, ang mga fuse ay pangunahing ginagamit para sa pagprotekta laban sa short-circuit. Gayunpaman, hindi sila makapagbibigay ng proteksyon laban sa sobrang init na dulot ng matagal na pag-overload, madalas na pagbabago ng direksyon, o operasyon sa mababang boltya. Sa kasalukuyan, malawakang ginagamit ang mga thermal relay para sa proteksyon ng overload ng motor. Ang isang thermal relay ay isang device ng proteksyon na gumagana batay sa epekto ng init ng kuryente, at ito ay esensyal na isang uri ng current relay. Ito ay gumagana sa pamamagitan ng paglikha ng init sa pamamagitan ng kuryente na umuusbong sa kanyang heating element, na nagdudulot ng deformasyon sa bimetallic strip (gawa ng dalawang metal na may iba't ibang expansion coefficients). Kapag ang deformasyon ay umabot sa tiyak na threshold, ito ay pumipilit ng isang linkage mechanism, na binubuksan ang control circuit. Ito ay nagsasara ng contactor at nagdidisconnect ng main circuit, na nagpaprotekta ng motor mula sa overload.

Ang mga thermal relay ay naklase ayon sa bilang ng mga heating elements: two-pole at three-pole types. Ang mga three-pole relays ay hinihiwalay pa sa mga modelo na may at walang phase-loss protection. Ang mga karaniwang serye ay kinabibilangan ng JR0, JR9, JR14, at JR16. Ang time-current characteristic (ampere-second characteristic) ng mga thermal relay ay tipikal na nagpapakita ng inverse-time behavior na tumutugma sa allowable overload curve ng motor: ang mas malaking overload current, ang mas maikling tripping time; kabaligtaran, ang mas maliit na overload current, ang mas mahabang tripping time. Sa tamang pagpili, ang relay ay maaaring mag-trip bago ang motor umabot sa kanyang thermal limit, na nagpapahintulot ng ganap na paggamit ng overload capacity ng motor habang pinoprotektahan ito mula sa pinsala.

Dahil sa kanilang maliit na sukat, simple structure, at mababang cost, malawakang ginagamit ang mga thermal relay sa industriya para sa proteksyon ng motor.

I. Proteksyon ng Motors sa Pamamagitan ng Thermal Relays

Ang koneksyon ng stator winding ng motor ay nagpapadala ng mga katangian ng overload at phase-loss current, na nagsisimula sa tamang uri ng thermal relay.

Star (Y) Connected Stator Windings

Sa star connection, ang line current ay katumbas ng phase current. Sa panahon ng overload ng motor, ang tatlong phase currents ay tipikal na tataas. Kapag ang three-phase supply voltage ay balanse at ang mga motor currents ay symmetrical, ang isang two-pole thermal relay ay maaaring mabisa na protektahan ang isang three-phase motor. Gayunpaman, kung ang three-phase voltage ay lubhang hindi balanse (halimbawa, 4% voltage imbalance maaaring magresulta ng hanggang 25% current imbalance), o kung may single-phase short circuit na ang fault current ay hindi lumalabas sa heating element, ang two-pole relay ay maaaring hindi makapagbigay ng sapat na proteksyon. Sa mga kaso na ito, dapat gamitin ang three-pole thermal relay.

Delta (Δ) Connected Stator Windings

Sa normal na operasyon, ang line current (I) = 0.58 × phase current (Iφ), at phase current Iφ = 0.58 × line current I. Kapag nawala ang isang supply phase (halimbawa, ang isang fuse ay bumagsak), tulad ng ipinapakita sa Figure 1 (na may bukas na phase B), dahil sa equal winding impedance, Ic = Ia + Ib = 1.5Iφ, at Ib = (2/3)Ic. Ito ay nagpapakita na ang line current ay hindi na accurately reflects phase current, kaya ang paggamit ng line current para sa proteksyon ay hindi na makakapagtanto ng tunay na winding overload.

Kapag may phase loss sa full load, Ia = 0.58Ie, Ib = 1.16Ie—ang overcurrent na ito ay sapat para sa standard three-pole thermal relay na mag-trip. Gayunpaman, sa 64% ng rated load na may phase loss, Ia = 0.37Ie, Ib = 0.75Ie. Ang overcurrent dahil sa phase loss ay mas maliit kaysa 20%, kaya ang standard three-pole relay ay maaaring hindi mag-trip, bagaman ang isang phase ay nagdadala ng 58% mas marami kaysa sa normal na current, na nagpapalubha ng panganib ng motor burnout. Kaya, para sa delta-connected motors, ang standard three-pole thermal relays ay hindi maaaring magbigay ng mabisang proteksyon; dapat gamitin ang phase-loss protective relays.

Kapag may isang stator winding na bumagsak (halimbawa, loose connection sa pagitan ng winding lead at terminal, tulad ng open sa pagitan ng A at B, tulad ng ipinapakita sa Figure 2), kaya Ia = Ic = Iφ, at Ib = Iφ. Dito, ang isang line current ay katumbas ng phase current, tulad ng sa normal na operasyon. Sa kaso na ito, ang phase-loss protective relay ay maaari pa ring magbigay ng proteksyon, samantalang ang mga phase-loss protection devices na umaasa sa pag-detect ng supply-side phase loss ay maaaring hindi mag-operate.

II. Paggamit ng Thermal Relays

Ang tamang pagpili at paggamit ng mga thermal relays ay isang kilalang paksa, ngunit ang mga aksidente ng motor burnout dahil sa maling pagpili at paggamit ay patuloy na nangyayari. Kaya, ang mga beginner ay dapat tandaan ang mga sumusunod na puntos sa kabila ng pagsunod sa standard guidelines:

• Unawain ang model, specifications, at characteristics ng motor na ipaprotektahan.

• Type Selection: Sa mga rural areas na may madalas na three-phase voltage imbalance, gamitin ang standard three-pole thermal relays para sa star-connected motors, at phase-loss protective relays para sa delta-connected motors.

• Current Rating Selection: Piliin ang rated current ng thermal relay batay sa rated current ng motor, at piliin ang rated current ng heating element. Ang adjustable range ng setting current ng heating element ay maaaring makita sa manufacturer tables. Kung ang starting current ng motor ay humigit-kumulang 6 beses ang rated current at ang starting time ay mas mababa kaysa 5 seconds, itakda ang current ng heating element na kapareho ng rated current ng motor. Para sa mga motors na may mas mahabang starting times, impact loads, o kung hindi pinapayagan ang shutdown, itakda ang current sa 1.1–1.15 beses ang rated current ng motor.

• Halimbawa: Ang motor ay may rated current na 30.3 A, starting current na 6 beses ang rated, maikling starting time, at walang impact load. Ang mga suitable models ay kinabibilangan ng JR0-40, JR0-60, o JR16-60. Gamit ang JR16-60: ang rated current ng relay ay 60 A, three-pole type. Piliin ang 32 A heating element, adjustable sa around 30.3 A.

• Connection Wire Selection: Ang paggamit ng mga wires na masyadong thick o masyadong thin ay nakakaapekto sa heat dissipation at kaya ang performance ng thermal relay. Ang laki ng wire ay dapat sundin ang manufacturer instructions o electrical handbooks.

• Mga motors na may mahina na overload capacity o mahina na cooling: Itakda ang rated current ng thermal relay sa 60%–80% ng rated current ng motor.

• Reset Mode: Ang mga thermal relays ay tipikal na nagbibigay ng parehong manual at automatic reset modes, switchable via an adjustment screw. Ang mga manufacturers ay karaniwang iniihip sa automatic reset mode. Ang pagpili ay depende sa control circuit. Bilang isang rule, kahit ang relay ay auto-reset, ang protektadong motor ay hindi dapat auto-restart—kundi, itakda ang relay sa manual reset upang maiwasan ang repeated starts sa ilalim ng kondisyong may pinsala at equipment damage. Halimbawa, sa manual start/stop circuits na gumagamit ng push buttons, ang automatic reset ay acceptable; sa automatic start circuits, gamitin ang manual reset.

III. Mga Precautions During Use

Upang palawakin ang service life ng mga thermal relays at tiyakin ang optimal na performance, sundin ang mga sumusunod:

• Gumamit ng connection wires sa mga terminals ng relay na may cross-sections na nasa specifications.

• Ang mga thermal relays ay hindi maaaring magbigay ng short-circuit protection—dapat i-install ang mga fuses nang hiwalay. Hindi sila angkop para sa mga motors na may napakahabang starting times, madalas na operasyon, o intermittent duty cycles.

• Kapag i-install kasama ang iba pang devices, i-mount ang thermal relay sa ilalim ng iba pang devices upang maiwasan ang heat interference. Regularly clean the dust and dirt.

• Pagkatapos mag-trip, ang automatic reset ay nangyayari sa loob ng 5 seconds; ang manual reset ay nangangailangan ng 2 minutes bago i-press ang reset button.

• Pagkatapos ng short-circuit fault, suriin ang heating element para sa pinsala at ang bimetallic strip para sa deformation (huwag ibend ang bimetallic strip), pero huwag alisin ang mga components.

• Kapag nagpapalit ng thermal relay, siguraduhing ang bagong isa ay tugma sa original na specifications.

Conclusion

Tanging sa tamang pagpili, tama na wiring, at angkop na paggamit ng mga thermal relays, maaaring makamit ang mabisang overload protection para sa motors.