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

Relay Termodiko para sa Proteksyon ng Motor Laban sa Overload: mga Prinsipyo, Paggamit, at Pagpili

Sa mga sistemang kontrol ng motor, ang mga fuse ay pangunahing ginagamit para sa proteksyon laban sa short-circuit. Gayunpaman, hindi sila makapagbibigay ng proteksyon laban sa sobrang init na dulot ng matagal na pag-overload, mabilis na pagbaligtad ng direksyon, o pag-operate sa mas mababang voltaje. Sa kasalukuyan, malawakang ginagamit ang mga relay termodiko para sa proteksyon ng motor laban sa overload. Ang relay termodiko ay isang uri ng device na nag-ooperate batay sa epekto ng init ng kuryente, at ito ay esensyal na isang uri ng current relay. Ito ay gumagana sa pamamagitan ng paggawa ng init sa pamamagitan ng kuryente na umuusbong sa kanyang elemento ng pag-init, na nagdudulot ng pag-iyak ng bimetallic strip (na gawa sa dalawang metal na may iba't ibang expansion coefficients). Kapag ang pag-iyak ay umabot sa tiyak na threshold, ito ay pumapatak sa linkage mechanism, binubuksan ang control circuit. Ito ay nagdudulot ng pagkawala ng enerhiya ng contactor at paghihiwalay ng main circuit, na nagbibigay ng proteksyon sa motor mula sa overload.

Ang mga relay termodiko ay naklase ayon sa bilang ng mga elemento ng pag-init: two-pole at three-pole types. Ang three-pole relays ay hinihiwalay pa sa mga modelo na may at walang phase-loss protection. Ang karaniwang serye ay kinabibilangan ng JR0, JR9, JR14, at JR16. Ang time-current characteristic (ampere-second characteristic) ng mga relay termodiko ay karaniwang nagpapakita ng inverse-time behavior na tugma sa overload curve ng motor: ang mas malaking overload current, ang mas maikling tripping time; kabaligtaran nito, 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 buong paggamit ng overload capacity ng motor habang pinoprotektahan ito mula sa pinsala.

Dahil sa kanilang maliit na laki, simple na istraktura, at mababang cost, malawakang ginagamit ang mga relay termodiko sa industriya para sa proteksyon ng motor.

I. Proteksyon ng Mga Motor Gamit ang Relay Termodiko

Ang koneksyon type ng stator winding ng motor ay nagpapasya sa mga katangian ng overload at phase-loss current, na sa kanyang pagkakataon nagpapasya sa tamang tipo ng relay termodiko.

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 karaniwang tumataas. Kapag ang three-phase supply voltage ay balanced at ang motor currents ay symmetrical, ang two-pole relay termodiko ay maaaring mabuti na protektahan ang three-phase motor. Gayunpaman, kung ang three-phase voltage ay severely unbalanced (halimbawa, 4% voltage imbalance maaaring magdulot ng hanggang 25% current imbalance), o kung may single-phase short circuit na ang fault current ay hindi dumadaan sa elemento ng pag-init, ang two-pole relay maaaring hindi mabigyan ng sapat na proteksyon. Sa mga kaso na ito, dapat gamitin ang three-pole relay termodiko.

Delta (Δ) Connected Stator Windings

Sa normal na operasyon, ang line current (I) = 0.58 × phase current (Iφ), at ang phase current Iφ = 0.58 × line current I. Kapag nawala ang isa sa mga supply phase (halimbawa, ang isang fuse ay bumagsak), tulad ng ipinapakita sa Figure 1 (may open 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 ang 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 relay termodiko 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 mababa sa 20%, kaya ang standard three-pole relay maaaring hindi mag-trip, ngunit ang isang phase ay nagdadala ng 58% mas marami kaysa sa normal na current, na nagpapanganib sa motor na masunog. Kaya, para sa delta-connected motors, ang standard three-pole relay termodiko ay hindi maaaring mabigyan ng sapat na proteksyon; kailangan ng phase-loss protective relays.

Kapag may isang stator winding na nabigo (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), kung gayon 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 maaari pa ring magbigay ng proteksyon, samantalang ang mga phase-loss protection devices na umaasa sa detection ng supply-side phase loss ay hindi maaaring mag-operate.

II. Paggamit ng Relay Termodiko

Ang tamang pagpili at paggamit ng relay termodiko ay isang kilalang paksa, subalit patuloy na nangyayari ang mga insidente ng motor burnout dahil sa maling pagpili at paggamit. Kaya, ang mga beginner ay dapat tandaan ang mga sumusunod na puntos bukod sa pag-follow ng 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 relay termodiko para sa star-connected motors, at phase-loss protective relays para sa delta-connected motors.

• Current Rating Selection: Piliin ang rated current ng relay termodiko batay sa rated current ng motor, at pagkatapos ay piliin ang rated current ng heating element. Ang adjustable range ng setting current ng heating element ay maaaring makita sa mga table ng manufacturer. Kung ang starting current ng motor ay humigit-kumulang 6 beses ang rated current at ang starting time ay mas mababa sa 5 seconds, i-set 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, i-set 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 wire na masyadong mataba o masyadong maliit ay nakakaapekto sa heat dissipation at sa performance ng relay termodiko. Ang laki ng wire ay dapat sundin ang instructions ng manufacturer o electrical handbooks.

• Mga motors na may mahina na overload capacity o mahina na cooling: I-set ang rated current ng relay termodiko sa 60%–80% ng rated current ng motor.

• Reset Mode: Ang mga relay termodiko ay karaniwang nagbibigay ng parehong manual at automatic reset modes, switchable sa pamamagitan ng adjustment screw. Karaniwang ina-ship ng manufacturers sa automatic reset mode. Ang pagpili ay depende sa control circuit. Bilang isang rule, kahit na ang relay ay auto-reset, ang protected motor ay hindi dapat mag-auto-restart—kundi, i-set ang relay sa manual reset upang maiwasan ang repeated starts under fault conditions at equipment damage. Halimbawa, sa manual start/stop circuits na gumagamit ng push buttons, acceptable ang automatic reset; sa automatic start circuits, gamitin ang manual reset.

III. Mga Precautions Sa Panahon ng Paggamit

Upang mapalawig ang service life ng relay termodiko at siguruhin ang optimal na performance, sundin ang mga sumusunod:

• Gumamit ng connection wires sa terminals ng relay na may cross-sections na strict na batay sa specifications.

• Ang mga relay termodiko ay hindi maaaring magbigay ng short-circuit protection—dapat mag-install ng separate fuses. Hindi sila suitable para sa mga motors na may napakatagal na starting times, madalas na operasyon, o intermittent duty cycles.

• Kapag in-install kasama ng iba pang devices, ilagay ang relay termodiko sa ilalim nito upang maiwasan ang heat interference. Regularly clean the dust and dirt.

• Pagkatapos mag-trip, ang automatic reset ay nangyayari within 5 seconds; ang manual reset naman ay kailangan 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 pinapalitan ang relay termodiko, siguraduhin na ang bagong isa ay tugma sa original specifications.

Conclusion

Tanging sa tamang pagpili, tama na pag-wire, at angkop na paggamit ng relay termodiko maaari lamang makamit ang effective overload protection para sa motors.