Hogyan válasszunk hővédő relét a motorvédelemhez?
Hőmérsékleti relék a motor túlterhelés elleni védelemhez: Alapelvek kiválasztás és alkalmazás
A motorvezérlő rendszerekben a védőkarikák főleg rövidzárlóvédelmi céllal használódnak. Ugyanakkor nem tudják megvédeni a hosszú ideig tartó túlterhelést, a gyakori előre-hátul működést vagy alacsony feszültség miatti melegedést. Jelenleg széles körben alkalmazzák a hőmérsékleti releket a motor túlterhelés elleni védelemhez. A hőmérsékleti relék az áram hőhatásán alapuló védelmi eszközök, lényegében áramerősségi relék. Az áram áthaladása során a fénypontban generált hő egy kétféle bővülési együtthatójú fémlemez (kétmetáll) deformálódását okozza. Amikor a deformáció bizonyos küszöbértékig éri, elindítja a kapcsoló mechanizmust, így a vezérlő áramkört felnyitva. Ez kikapcsolja a kapcsolót, és leválasztja a fő áramkört, ezzel megvédi a motort a túlterheléstől.
A hőmérsékleti relék a fénypontok számától függően osztályozhatók: két- és háromfázisú típusok. A háromfázisú reléket tovább osztják a fázisvesztés elleni védelemmel és anélkül rendelkezőkre. Gyakori sorozatok között említendők a JR0, JR9, JR14 és JR16. A hőmérsékleti relék idő-áramerősség jellemvonása (ampermásodperc jellemvonás) általában inverz időviszonyt mutat, ami a motor engedélyezett túlterhelési görbéjével egyezik: minél nagyobb a túlterhelési áram, annál rövidebb a trippelési idő; fordítva, minél kisebb a túlterhelési áram, annál hosszabb a trippelési idő. Megfelelő kiválasztással a relé a motor hőmérsékleti határértékének elérése előtt trippelhet, ezzel kihasználva a motor teljes túlterhelési képességét, miközben megelőzi a sérülést.
A hőmérsékleti relék kis méretük, egyszerű szerkezetük és alacsony költségük miatt széles körben használódnak ipari alkalmazásokban a motorvédelemhez.
I. A motorok védelme hőmérsékleti relekekkel
A motor stator tekercsének csatlakozási típusa meghatározza a túlterhelési és fázisvesztési áramerősség jellemvonásait, amelyek a megfelelő hőmérsékleti relé típusának kiválasztását szabályozzák.
Csillag (Y) csatlakozású stator tekercsek
A csillag csatlakozásnál a vonaláram egyenlő a fázisárral. Motor túlterhelés esetén általában a három fázisáram is növekszik. Ha a háromfázisú ellátófeszültség egyensúlyban van, és a motoráramok szimmetrikusak, akkor a kétfázisú hőmérsékleti relé hatékonyan megvédi a háromfázisú motort. Ha azonban a háromfázisú feszültség súlyosan egyensúlytalannak bizonyul (pl. 4% feszültség egyensúlytalanság 25%-os áramerősség egyensúlytalanságot eredményezhet), vagy ha egyfázisú rövidzárló történik, ahol a hibára eső áram nem halad át a fényponton, a kétfázisú relé nem tud megfelelő védelmet nyújtani. Ilyen esetekben háromfázisú hőmérsékleti relét kell használni.
Deltacsatlakozású (Δ) stator tekercsek
Normál működés közben a vonaláram (I) = 0,58 × fázisáram (Iφ), és a fázisáram Iφ = 0,58 × vonaláram I. Ha egy ellátófázis veszti (pl. egy védőkarika leolvad), ahogy a 1. ábra mutatja (B fázis nyílt), az egyenlő tekercsellenzet miatt Ic = Ia + Ib = 1,5Iφ, és Ib = (2/3)Ic. Ez azt mutatja, hogy a vonaláram már nem tükrözi pontosan a fázisáramot, ezért a vonalárammal történő védelem nem érzékelheti a valós tekercstúlterhelést.
Fázisvesztés esetén teljes terhelés mellett Ia = 0,58Ie, Ib = 1,16Ie—ez a túlterhelés elegendő a standard háromfázisú hőmérsékleti relé trippeléséhez. Azonban 64%-os terhelés mellett fázisvesztés esetén Ia = 0,37Ie, Ib = 0,75Ie. A fázisvesztés miatti túlterhelés kevesebb, mint 20%, ezért a standard háromfázisú relé nem trippel, de egy fázis 58%-kal nagyobb áramot visel, ami a motor kiégésének kockázatát jelenti. Tehát a deltacsatlakozású motorok esetén a standard háromfázisú hőmérsékleti relék nem tudnak hatékony védelmet nyújtani; fázisvesztés elleni védelmi reléket kell használni.
Ha egy stator tekercs törik (pl. a tekercsfolyamat és a terminál közötti kapcsolat rossz, például nyílt A és B között, ahogy a 2. ábra mutatja), akkor Ia = Ic = Iφ, és Ib = Iφ. Itt egy vonaláram egyenlő a fázisárral, ahogyan normál működés közben is. Ebben az esetben a fázisvesztés elleni védelmi relé továbbra is védelmet nyújthat, míg a szolgáltatási oldali fázisvesztés detektálására szolgáló védelmi eszközök nem működnek.
II. Hőmérsékleti relek kiválasztása
A hőmérsékleti relek megfelelő kiválasztása és használata jól ismert téma, mégis gyakran fordulnak elő a motorok kiégési katasztrófái a helytelen kiválasztás és használat miatt. Ezért a kezdőknek a szabványos iránymutatások mellett a következő pontokra is ügyelniük kell:
Ismerje meg a védendő motor modelljét, specifikációit és jellemvonásait.
Típus kiválasztása: Vidéki területeken, ahol a háromfázisú feszültség gyakran egyensúlytalannak bizonyul, használjon standard háromfázisú hőmérsékleti releket csillagcsatlakozású motorokhoz, és fázisvesztés elleni védelmi releket deltacsatlakozású motorokhoz.
Áramerősség kiválasztása: Válassza a hőmérsékleti relé nominális áramerősségét a motor nominális áramerősségének megfelelően, majd válassza a fénypont nominális áramerősségét. A fénypont beállítási áramerősségének állítható tartományát a gyártói táblázatokban találja. Ha a motor indítási árama körülbelül 6-szorosa a nominális áramerősségnek, és az indítási idő 5 másodperc alatt van, állítsa a fénypont áramerősségét a motor nominális áramerősségére. Hosszabb indítási idővel, impulzív terheléssel vagy ahol a leállítás nem megengedett, állítsa a fénypont áramerősségét 1,1–1,15-szeresére a motor nominális áramerősségének.
Példa: A motor nominális áramerőssége 30,3 A, az indítási áramerősség 6-szorosa a nominálisnak, rövid indítási idő, és nincs impulzív terhelés. Megfelelő modellek a JR0-40, JR0-60 vagy JR16-60. A JR16-60 használatával: a relé nominális áramerőssége 60 A, háromfázisú típus. Válasszon 32 A fénypontot, amelyet körülbelül 30,3 A-ra állíthat.
Kapcsolódrótkabel kiválasztása: Túl vastag vagy túl vékony drótok használata befolyásolja a hővezetést, és így a hőmérsékleti relé teljesítményét. A drótkeresztmetszet a gyártói utasításoknak vagy villamosmérnöki kézikönyveknek kell megfelelnie.
Részegységekkel rendelkező motorok, vagy rossz hűtésű motorok: Állítsa a hőmérsékleti relé nominális áramerősségét a motor nominális áramerősségének 60%–80%-ára.
Visszaállítási mód: A hőmérsékleti relek általában kétféle visszaállítási módot kínálnak, manuális és automatikus, melyeket egy beállító csavar segítségével lehet váltani. A gyártók általában automatikus visszaállítási módban szállítják. A választás a vezérlő áramkörön múlik. Általánosságban, még ha a relé automatikusan is visszaáll, a védett motor nem indítható automatikusan—ehelyett állítsa a relét manuális visszaállításra, hogy elkerülje a hibás állapotokban történő ismétlődő indítást és a berendezések károsodását. Például, manuális indítás/leállítás gombokkal rendelkező áramkörök esetén elfogadható az automatikus visszaállítás; automatikus indítás esetén használjon manuális visszaállítást.
III. Használati megfontolások
A hőmérsékleti relek élettartamának meghosszabbítása és optimális teljesítményének biztosítása érdekében vegye figyelembe a következőket:
Használjon a relé termináljainál a szabványoknak megfelelő keresztmetszetű kapcsolódrótokat.
A hőmérsékleti relek nem tudnak rövidzárlóvédelmet nyújtani—külön védőkarikákat kell telepíteni. Nem alkalmasak olyan motorokra, amelyeknek nagyon hosszú indítási ideje van, gyakran működnek, vagy szakaszosan dolgoznak.
Egyéb eszközökkel együtt telepítve helyezze a hőmérsékleti relét alájuk, hogy elkerülje a hőzavart. Rendszeresen takarítsa meg a porból és szennyeződéstől.
A trippelés után az automatikus visszaállítás 5 másodperc alatt bekövetkezik; a manuális visszaállítás esetén várjon 2 percet, mielőtt lenyomja a visszaállító gombot.
Rövidzárló hiba után ellenőrizze a fénypontot sérülésre, és a kétmetállt deformálódásra (soha ne hajtsa a kétmetállat), de ne távolítsa el a komponenseket.
A hőmérsékleti relé cseréjékor győződjön meg arról, hogy az új relé megegyezik az eredeti specifikációkkal.
Következtetés
Csak a hőmérsékleti relek megfelelő kiválasztása, helyes összekötése és megfelelő használata lehetővé teszi a motorok hatékony túlterhelés elleni védelmét.
