Hvordan velge en varmerelay for motorens beskyttelse

Termiske reléer for motorens overbelastningsbeskyttelse: Prinsipper, valg og anvendelse

I motorstyringssystemer brukes sikringer hovedsakelig for kortslutningsbeskyttelse. De kan imidlertid ikke beskytte mot overoppvarming som følge av langvarig overbelasting, hyppige skifte mellom fremover-og bakoverdrift, eller drift under lav spenning. For øyeblikket brukes termiske reléer utbredt for motors overbelastningsbeskyttelse. Et termisk relé er en beskyttelsesenhet som fungerer basert på strømmens termiske effekt, og er i grunnen en type strømrelé. Det fungerer ved å generere varme gjennom strøm som flyter i dens oppvarmningskomponent, noe som fører til at en tometallstrip (laget av to metall med ulike utvidelseskoeffisienter) deformeres. Når deformasjonen når et visst terskelverdi, aktiverer den en koblingsmekanisme, som åpner kontrollkretsen. Dette deenergiserer kontaktoren og frakobler hovedkretsen, og dermed beskytter motoren mot overbelasting.

Termiske reléer er klassifisert etter antallet av oppvarmningskomponenter: to-pol og tre-pol typer. Tre-pol reléer er videre delt inn i modeller med og uten faseforsvinningsbeskyttelse. Vanlige serier inkluderer JR0, JR9, JR14 og JR16. Tids-strøm karakteristikk (amper-sekund karakteristikk) til termiske reléer viser typisk en omvendt tidsforhold som matcher motorens tillatte overbelastningskurve: jo større overbelastningsstrømmen, jo kortere trippingstiden; motsatt, jo mindre overbelastningsstrømmen, jo lengre trippingstiden. Med riktig valg kan reléet trippe før motoren når sin termiske grense, og dermed fullt utnytte motorens overbelastningskapasitet samtidig som man unngår skader.

På grunn av deres lille størrelse, enkle konstruksjon og lave kostnader, brukes termiske reléer ekstensivt i industrielle applikasjoner for motors beskyttelse.

I. Beskyttelse av motorer ved hjelp av termiske reléer

Motorens statorspoleforbindelsestype bestemmer overbelastnings- og faseforsvinningsstrømkarakteristikker, som igjen dikterer den passende typen termisk relé.

Stjerne (Y) forbundne statorspolet

I stjerneforbindelsen er linjestrom lik fasestrom. Under motoroverbelastning øker vanligvis alle tre fasestrommer. Når trefasespenningsfordelingen er balansert og motorstrømmene er symmetriske, kan et to-pol termisk relé effektivt beskytte en tre-fase motor. Hvis imidlertid trefasespenningsfordelingen er sterkt ubalansert (f.eks., 4% spenning ubalans kan forårsake opptil 25% strøm ubalans), eller hvis det oppstår en enkeltfasen kortslutning hvor feilstrømmen ikke passerer gjennom oppvarmningskomponenten, kan to-pol reléet mislykkes med å gi tilstrekkelig beskyttelse. I slike tilfeller bør et tre-pol termisk relé brukes.

Delta (Δ) forbundne statorspolet

Under normal drift, linjestrom (I) = 0,58 × fasestrom (Iφ), og fasestrom Iφ = 0,58 × linjestrom I. Når en forsyningsfase forsvinner (f.eks., en sirkelblåser springer), som vist i figur 1 (med fase B åpen), på grunn av like spolett impedans, Ic = Ia + Ib = 1,5Iφ, og Ib = (2/3)Ic. Dette viser at linjestrom ikke lenger nøyaktig reflekterer fasestrom, så bruk av linjestrom for beskyttelse mislykkes med å oppdage sannt spolett overbelastning.

Når faseforsvinn oppstår under full last, Ia = 0,58Ie, Ib = 1,16Ie—dette overstrømmen er nok for et standard tre-pol termisk relé til å trippe. Imidlertid, under 64% av nominell last med faseforsvinn, Ia = 0,37Ie, Ib = 0,75Ie. Overstrømmen som følge av faseforsvinn er mindre enn 20%, så et standard tre-pol relé kan ikke trippe, mens en fase bærer 58% mer enn dens normale strøm, risikerer motorbrenning. Derfor, for delta-forbundne motorer, kan ikke standard tre-pol termiske reléer gi effektiv beskyttelse; faseforsvinn beskyttende reléer må brukes.

Når en statorspole brytes (f.eks., løs forbindelse mellom spoleledning og terminal, som åpen mellom A og B, som vist i figur 2), da Ia = Ic = Iφ, og Ib = Iφ. Her er et linjestrom lik fasestrom, akkurat som under normal drift. I dette tilfellet kan en faseforsvinn beskyttende relé fortsatt gi beskyttelse, mens faseforsvinn beskyttende enheter som stoler på å oppdage forsyningsfaseforsvinn vil mislykkes med å fungere.

II. Valg av termiske reléer

Valg og bruk av termiske reléer er et godt kjent emne, men brannulykker i motorer som følge av uaktuelt valg og bruk forekommer fremdeles ofte. Derfor bør nybegynnere merke seg følgende punkter i tillegg til å følge standard retningslinjer:

• Forstå modellen, spesifikasjonene og egenskapene til motoren som skal beskyttes.

• Typetilpasning: I landlige områder med hyppig trefasespenningsubalans, bruk standard tre-pol termiske reléer for stjerneforbundne motorer, og faseforsvinn beskyttende reléer for deltaforbundne motorer.

• Strømstyrkevalg: Velg termiske reléers nominelle strøm basert på motorens nominelle strøm, og velg deretter oppvarmningskomponentens nominelle strøm. Justerbar rekkevidde for oppvarmningskomponentens innstillingstrøm kan finnes i leverandørtabeller. Hvis motorens startstrøm er omtrent 6 ganger nominell strøm og starttid er under 5 sekunder, sett oppvarmningskomponentens strøm lik motorens nominelle strøm. For motorer med lengre starttid, påslaglast, eller hvor nedstilling ikke tillates, sett strømmen til 1,1–1,15 ganger motorens nominelle strøm.

• Eksempel: En motor har en nominell strøm på 30,3 A, startstrøm 6 ganger nominell, kort starttid, og ingen påslaglast. Passende modeller inkluderer JR0-40, JR0-60, eller JR16-60. Ved bruk av JR16-60: reléets nominelle strøm er 60 A, tre-pol type. Velg en 32 A oppvarmningskomponent, justerbart til omtrent 30,3 A.

• Forbindelseskabelvalg: Bruk av for tykke eller for tunge kabler påvirker varmespredning og dermed termiske reléers yteevne. Kablstørrelse bør følge leverandørens instruksjoner eller elektriske håndbøker.

• Motorer med dårlig overbelastningskapasitet eller dårlig kylling: Sett termiske reléers nominelle strøm til 60%–80% av motorens nominelle strøm.

• Tilbakestilling: Termiske reléer tilbyr vanligvis både manuell og automatisk tilbakestilling, justerbar via en justeringsskrue. Leverandørene leverer dem vanligvis i automatiske tilbakestillingsmodus. Valget avhenger av kontrollkretsen. Som en regel, selv om reléet tilbakestilles automatisk, skal ikke den beskyttede motoren starte automatisk—ellers, sett reléet til manuell tilbakestilling for å forhindre repeterede starter under feilkondisjoner og utstyrsskade. For eksempel, i manuelle start/stoppsirkler som bruker knapper, er automatiske tilbakestilling akseptabel; i automatiske startsirkler, bruk manuell tilbakestilling.

III. Forsiktighetsregler under bruk

For å forlenge levetiden til termiske reléer og sikre optimal yteevne, observer følgende:

• Bruk forbindelseskabler til relékontakter med tværseksjoner strengt ifølge spesifikasjoner.

• Termiske reléer kan ikke gi kortslutningsbeskyttelse—sikringer må installeres separat. De er uaktuelle for motorer med veldig lange starttider, hyppig drift, eller intermitterende belastningscykluser.

• Ved montering sammen med andre enheter, monter termisk relé under dem for å unngå varmeinterferens. Rengjør støv og smuss regelmessig.

• Etter tripping, forekommer automatisk tilbakestilling innen 5 sekunder; manuell tilbakestilling krever venting på 2 minutter før trykk på tilbakestillingsknappen.

• Etter en kortslutning, sjekk oppvarmningskomponenten for skader og tometallstrip for deformering (ikke bøy tometallstrip), men fjern ikke komponenter.

• Ved bytt av termisk relé, sørg for at den nye stemmer med de originale spesifikasjonene.

Konklusjon

Kun ved riktig valg, korrekt kobling og passende bruk av termiske reléer kan effektiv overbelastningsbeskyttelse for motorer oppnås.