วิธีการเลือกเรลレーความร้อนสำหรับการป้องกันมอเตอร์

รีเลย์ความร้อนสำหรับการป้องกันมอเตอร์จากการโหลดเกิน: หลักการ การเลือก และการใช้งาน

ในระบบควบคุมมอเตอร์ ฟิวส์ถูกใช้เป็นหลักในการป้องกันวงจรลัดวงจร แต่ไม่สามารถป้องกันความร้อนที่เกิดจากโหลดเกินนาน ๆ การทำงานไป-กลับบ่อยครั้ง หรือการทำงานภายใต้แรงดันไฟฟ้าต่ำได้ ในปัจจุบัน รีเลย์ความร้อนถูกใช้แพร่หลายในการป้องกันมอเตอร์จากการโหลดเกิน รีเลย์ความร้อนเป็นอุปกรณ์ป้องกันที่ทำงานตามผลของความร้อนจากกระแสไฟฟ้า และโดยพื้นฐานแล้วเป็นประเภทหนึ่งของรีเลย์กระแส มันทำงานโดยสร้างความร้อนผ่านการไหลของกระแสไฟฟ้าในองค์ประกอบทำความร้อน ทำให้แผ่นโลหะสองชนิด (ที่มีสัมประสิทธิ์การขยายตัวต่างกัน) เกิดการเปลี่ยนรูป เมื่อการเปลี่ยนรูปถึงระดับหนึ่ง จะกระตุ้นกลไกการเชื่อมโยง เปิดวงจรควบคุม ทำให้คอนแทคเตอร์หยุดทำงานและตัดวงจรหลัก ซึ่งจะป้องกันมอเตอร์จากการโหลดเกิน

รีเลย์ความร้อนแบ่งตามจำนวนองค์ประกอบทำความร้อน: แบบสองขั้วและสามขั้ว รีเลย์สามขั้วแบ่งออกเป็นโมเดลที่มีและไม่มีการป้องกันการขาดเฟส ชุดที่พบบ่อยรวมถึง JR0, JR9, JR14, และ JR16 ลักษณะเวลา-กระแส (คุณสมบัติแอมแปร์-วินาที) ของรีเลย์ความร้อนมักแสดงพฤติกรรมแบบเวลาย้อนกลับที่ตรงกับเส้นโค้งโหลดเกินที่ยอมรับได้ของมอเตอร์: กระแสโหลดเกินมากเท่าใด เวลาทริปจะสั้นลงเท่านั้น กลับกัน กระแสโหลดเกินน้อยเท่าใด เวลาทริปจะยาวนานขึ้น หากเลือกอย่างเหมาะสม รีเลย์จะทริปก่อนที่มอเตอร์จะถึงขีดจำกัดทางความร้อน ทำให้ใช้ความสามารถในการโหลดเกินของมอเตอร์อย่างเต็มที่ในขณะป้องกันความเสียหาย

เนื่องจากขนาดเล็ก โครงสร้างเรียบง่าย และต้นทุนต่ำ รีเลย์ความร้อนถูกใช้แพร่หลายในอุตสาหกรรมเพื่อการป้องกันมอเตอร์

I. การป้องกันมอเตอร์โดยรีเลย์ความร้อน

การเชื่อมต่อวงจรขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์กำหนดลักษณะของกระแสโหลดเกินและการขาดเฟส ซึ่งจะกำหนดรีเลย์ความร้อนที่เหมาะสม

วงจรเชื่อมต่อแบบดาว (Y)

ในการเชื่อมต่อแบบดาว กระแสสายเท่ากับกระแสเฟส ในระหว่างการโหลดเกินของมอเตอร์ กระแสเฟสทั้งสามจะเพิ่มขึ้น หากแรงดันไฟฟ้าสามเฟสสมดุลและกระแสมอเตอร์สมมาตร รีเลย์ความร้อนสองขั้วสามารถป้องกันมอเตอร์สามเฟสได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่หากแรงดันไฟฟ้าสามเฟสไม่สมดุลมาก (เช่น ความไม่สมดุลของแรงดัน 4% อาจทำให้กระแสไม่สมดุล 25%) หรือเกิดการลัดวงจรเฟสเดียวที่กระแสความผิดพลาดไม่ผ่านองค์ประกอบทำความร้อน รีเลย์สองขั้วอาจไม่สามารถให้การป้องกันที่เพียงพอได้ ในกรณีนี้ควรใช้รีเลย์ความร้อนสามขั้ว

วงจรเชื่อมต่อแบบเดลตา (Δ)

ในการทำงานปกติ กระแสสาย (I) = 0.58 × กระแสเฟส (Iφ) และกระแสเฟส Iφ = 0.58 × กระแสสาย I เมื่อเกิดการขาดเฟสหนึ่ง (เช่น ฟิวส์หนึ่งแตก) เช่น แสดงในรูปที่ 1 (เฟส B ขาด) เนื่องจากความต้านทานของวงจรเท่ากัน Ic = Ia + Ib = 1.5Iφ และ Ib = (2/3)Ic แสดงว่ากระแสสายไม่สามารถสะท้อนกระแสเฟสได้อย่างถูกต้องอีกต่อไป ดังนั้น การใช้กระแสสายในการป้องกันไม่สามารถตรวจจับการโหลดเกินของวงจรได้

เมื่อเกิดการขาดเฟสภายใต้โหลดเต็ม Ia = 0.58Ie, Ib = 1.16Ie—กระแสเกินนี้เพียงพอสำหรับรีเลย์ความร้อนสามขั้วมาตรฐานในการทริป แต่ภายใต้โหลด 64% ของโหลดจัด Ia = 0.37Ie, Ib = 0.75Ie กระแสเกินจากการขาดเฟสน้อยกว่า 20% ดังนั้น รีเลย์สามขั้วมาตรฐานอาจไม่ทริป แต่เฟสหนึ่งมีกระแสมากกว่าปกติ 58% ทำให้มีความเสี่ยงต่อการไหม้มอเตอร์ ดังนั้น สำหรับมอเตอร์เชื่อมต่อแบบเดลตา รีเลย์ความร้อนสามขั้วมาตรฐานไม่สามารถให้การป้องกันที่มีประสิทธิภาพได้ ต้องใช้รีเลย์ป้องกันการขาดเฟส

เมื่อวงจรขดลวดสเตเตอร์ขาดหนึ่ง (เช่น การเชื่อมต่อระหว่างสายขดลวดและเทอร์มินอลหลวม เช่น ขาดระหว่าง A และ B แสดงในรูปที่ 2) แล้ว Ia = Ic = Iφ และ Ib = Iφ ที่นี่ กระแสสายหนึ่งเท่ากับกระแสเฟส เช่นเดียวกับการทำงานปกติ ในกรณีนี้ รีเลย์ป้องกันการขาดเฟสยังสามารถให้การป้องกันได้ ในขณะที่อุปกรณ์ป้องกันการขาดเฟสที่พึ่งพาการตรวจจับการขาดเฟสบนฝั่งแหล่งจ่ายไฟจะไม่ทำงาน

II. การเลือกรีเลย์ความร้อน

การเลือกและใช้รีเลย์ความร้อนอย่างถูกต้องเป็นหัวข้อที่ทราบกันดี แต่เหตุการณ์การไหม้มอเตอร์จากการเลือกและใช้ไม่เหมาะสมยังเกิดขึ้นบ่อยครั้ง ดังนั้น ผู้เริ่มต้นควรสังเกตุข้อควรระวังดังต่อไปนี้นอกจากการปฏิบัติตามแนวทางมาตรฐาน:

• เข้าใจรุ่น สเปค และลักษณะของมอเตอร์ที่ต้องการป้องกัน

• การเลือกประเภท: ในพื้นที่ชนบทที่มีความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าสามเฟสบ่อยครั้ง ใช้รีเลย์ความร้อนสามขั้วมาตรฐานสำหรับมอเตอร์เชื่อมต่อแบบดาว และรีเลย์ป้องกันการขาดเฟสสำหรับมอเตอร์เชื่อมต่อแบบเดลตา

• การเลือกอัตรากระแส: เลือกกระแสจัดอัตราของรีเลย์ความร้อนตามกระแสจัดของมอเตอร์ แล้วเลือกกระแสจัดขององค์ประกอบทำความร้อน ช่วงการปรับกระแสขององค์ประกอบทำความร้อนสามารถหาได้จากตารางของผู้ผลิต ถ้ากระแสเริ่มต้นของมอเตอร์ประมาณ 6 เท่าของกระแสจัดและเวลาเริ่มต้นน้อยกว่า 5 วินาที ตั้งกระแสขององค์ประกอบทำความร้อนให้เท่ากับกระแสจัดของมอเตอร์ สำหรับมอเตอร์ที่มีเวลาเริ่มต้นนาน โหลดกระแทก หรือไม่สามารถหยุดทำงานได้ ตั้งกระแสไว้ที่ 1.1–1.15 เท่าของกระแสจัดของมอเตอร์

• ตัวอย่าง: มอเตอร์มีกระแสจัด 30.3 A กระแสเริ่มต้น 6 เท่าของกระแสจัด เวลาเริ่มต้นสั้น และไม่มีโหลดกระแทก รุ่นที่เหมาะสมรวมถึง JR0-40, JR0-60 หรือ JR16-60 โดยใช้ JR16-60: กระแสจัดของรีเลย์คือ 60 A แบบสามขั้ว เลือกองค์ประกอบทำความร้อน 32 A ปรับได้ประมาณ 30.3 A

• การเลือกสายเชื่อมต่อ: การใช้สายที่ใหญ่หรือเล็กเกินไปส่งผลต่อการกระจายความร้อนและประสิทธิภาพของรีเลย์ความร้อน ขนาดสายควรปฏิบัติตามคำแนะนำของผู้ผลิตหรือคู่มือไฟฟ้า

• มอเตอร์ที่มีความสามารถในการโหลดเกินต่ำหรือการระบายความร้อนไม่ดี: ตั้งกระแสจัดของรีเลย์ความร้อนไว้ที่ 60%–80% ของกระแสจัดของมอเตอร์

• โหมดรีเซ็ต: รีเลย์ความร้อนมักมีโหมดรีเซ็ตทั้งแบบแมนนวลและออโต้ สามารถสลับได้โดยใช้สกรูปรับ ผู้ผลิตมักส่งมอบในโหมดออโต้ การเลือกขึ้นอยู่กับวงจรควบคุม โดยทั่วไป แม้รีเลย์จะรีเซ็ตออโต้ แต่มอเตอร์ที่ได้รับการป้องกันไม่ควรเริ่มทำงานอัตโนมัติ—หากไม่ต้องการให้รีเซ็ตออโต้ ตั้งรีเลย์ไว้ที่โหมดแมนนวล เพื่อป้องกันการเริ่มทำงานซ้ำภายใต้สภาพความผิดพลาดและเสียหายของอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น ในวงจรเริ่มต้น/หยุดด้วยปุ่มกด สามารถใช้รีเซ็ตออโต้ได้ ในวงจรเริ่มต้นอัตโนมัติ ใช้รีเซ็ตแมนนวล

III. ข้อควรระวังในการใช้งาน

เพื่อยืดอายุการใช้งานของรีเลย์ความร้อนและรับประกันประสิทธิภาพที่ดีที่สุด โปรดปฏิบัติตามข้อควรระวังต่อไปนี้:

• ใช้สายเชื่อมต่อที่ปลายของรีเลย์ตามขนาดที่กำหนด

• รีเลย์ความร้อนไม่สามารถให้การป้องกันวงจรลัดวงจรได้—ต้องติดตั้งฟิวส์แยกต่างหาก ไม่เหมาะสมสำหรับมอเตอร์ที่มีเวลาเริ่มต้นนาน ทำงานบ่อยครั้ง หรือการทำงานแบบอินเทอร์มิทเทนต์

• เมื่อติดตั้งร่วมกับอุปกรณ์อื่น ติดตั้งรีเลย์ความร้อนไว้ด้านล่างเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนรบกวน ทำความสะอาดฝุ่นและสิ่งสกปรกอย่างสม่ำเสมอ

• หลังจากทริป ออโต้รีเซ็ตจะเกิดขึ้นภายใน 5 วินาที สำหรับรีเซ็ตแมนนวล รอ 2 นาทีก่อนกดปุ่มรีเซ็ต

• หลังจากเกิดความผิดพลาดวงจรลัดวงจร ตรวจสอบองค์ประกอบทำความร้อนว่าเสียหายหรือไม่ และแผ่นโลหะสองชนิดว่ามีการเปลี่ยนรูปหรือไม่ (ห้ามงอแผ่นโลหะสองชนิด) แต่ไม่ต้องถอดส่วนประกอบออก

• เมื่อเปลี่ยนรีเลย์ความร้อน ให้แน่ใจว่ารุ่นใหม่ตรงกับสเปคของรุ่นเดิม

สรุป

เฉพาะเมื่อเลือก ต่อวงจร และใช้รีเลย์ความร้อนอย่างถูกต้อง จึงจะสามารถให้การป้องกันโหลดเกินมอเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ