Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Автомат защиты двигателя как выбрать


Автомат защиты электродвигателя - как правильно подобрать?

При подборе автоматических выключателей, способных защитить электрические моторы от повреждения в результате КЗ или чрезмерно высоких нагрузок, необходимо учитывать большую величину пускового тока, нередко превышающую номинал в 5-7 раз. Наиболее мощным стартовым перегрузкам подвержены асинхронные силовые агрегаты, обладающие короткозамкнутым ротором. Поскольку это оборудование широко применяется для работы в производственных и бытовых условиях, то вопрос защиты как самого устройства, так и питающего кабеля очень актуален. В этой статье речь пойдет о том, как правильно рассчитать и выбрать автомат защиты электродвигателя.

Задачи устройств для защиты электродвигателей

Бытовую электротехнику от пусковых токов большой величины в сетях обычно защищают с помощью трехфазных автоматических выключателей, срабатывающих через некоторое время после того, как величина тока превысит номинальную. Таким образом, вал мотора успевает раскрутиться до нужной скорости вращения, после чего сила потока электронов снижается. Но защитные устройства, используемые в быту, не имеют точной настройки. Поэтому выбор автоматического выключателя, позволяющего защитить асинхронный двигатель от перегрузок и сверхтоков короткого замыкания, более сложен.

Современные автоматы для защиты двигателя нередко устанавливаются в общем корпусе с пускателями (так называются коммутационные устройства запуска мотора). Они предназначены для выполнения следующих задач:

  • Защита устройства от сверхтока, возникшего внутри мотора или в цепи подачи электропитания.
  • Предохранение силового агрегата от обрыва фазного проводника, а также дисбаланса фаз.
  • Обеспечение временной выдержки, которая необходима для того, чтобы мотор, вынужденно остановившийся в результате перегрева, успел охладиться.

Управляющая и защитная автоматика для двигателя на видео:

  • Отключение установки, если нагрузка перестала подаваться на вал.
  • Защита силового агрегата от долгих перегрузок.
  • Защита электромотора от перегрева (для выполнения этой функции внутри установки или на ее корпусе монтируются дополнительные температурные датчики).
  • Индикация рабочих режимов, а также оповещение об аварийных состояниях.

Необходимо также учитывать, что автомат для защиты электродвигателя должен быть совместим с контрольными и управляющими механизмами.

Расчет автомата для электродвигателя

Еще недавно для защиты электрических моторов использовалась следующая схема: внутри пускателя устанавливался тепловой регулятор, подключенный последовательно с контактором. Этот механизм работал таким образом. Когда через реле в течение длительного времени проходил ток большой величины, происходил нагрев установленной в нем биметаллической пластины, которая, изгибаясь, прерывала контакторную цепь. Если превышение установленной нагрузки было кратковременным (как бывает при запуске двигателя), пластинка не успевала нагреться и вызвать срабатывание автомата.

Внутреннее устройство автомата защиты двигателя на видео:

Главным минусом такой схемы было то, что она не спасала агрегат от скачков напряжения, а также дисбаланса фаз. Сейчас защита электрических силовых установок обеспечивается более точными и современными устройствами, о которых мы поговорим чуть позже. А теперь перейдем к вопросу о том, как производится расчет автомата, который нужно установить в цепь электромотора.

Чтобы подобрать защитный автоматический выключатель для электроустановки, необходимо знать его времятоковую характеристику, а также категорию. Времятоковая характеристика от номинального тока, на который рассчитан АВ, не зависит.

Чтобы автоматический выключатель не срабатывал каждый раз при запуске мотора, величина пускового тока не должна быть больше той, которая вызывает моментальное срабатывание аппарата (отсечка). Соотношение тока запуска и номинала прописывается в паспорте оборудования, максимально допустимое – 7/1.

Производя расчет автомата практически, следует использовать коэффициент надежности, обозначаемый символом Kн. Если номинальный ток устройства не превышает 100А, то величина Kн составляет 1,4; для больших значений она равна 1,25. Исходя из этого, значение тока отсечки определяется по формуле Iотс ≥ Kн х Iпуск. Автоматический выключатель выбираем в соответствии с рассчитанными параметрами.

Еще одна величина, которую необходимо учитывать при подборе, когда автомат монтируется в электрощитке или специальном шкафу – температурный коэффициент (Кт). Это значение составляет 0,85, и номинальный ток защитного устройства при подборе следует умножать на него (Inт).

Современные устройства электрозащиты силовых агрегатов

Большой популярностью пользуются модульные мотор-автоматы, представляющие собой универсальные устройства, которые успешно справляются со всеми функциями, описанными выше.

Кроме этого, с их помощью можно производить регулировку параметров отключения с высокой точностью.

Современные мотор-автоматы представлены множеством разновидностей, отличающихся друг от друга по внешнему виду, характеристикам и способу управления. Как и при подборе обычного аппарата, нужно знать величину пускового, а также номинального тока. Кроме этого, надо определиться, какие функции должно выполнять защитное устройство. Произведя нужные расчеты, можно покупать мотор-автомат. Цена этих устройств напрямую зависит от их возможностей и мощности электрического мотора.

Особенности защиты электрических двигателей в производственных условиях

Нередко при включении устройств, мощность которых превышает 100 кВт, напряжение в общей сети падает ниже минимального. При этом отключения рабочих силовых агрегатов не происходит, но количество их оборотов снижается. Когда напряжение восстанавливается до нормального уровня, мотор начинает заново набирать обороты. При этом его работа происходит в режиме перегрузки. Это называется самозапуском.

Самозапуск иногда становится причиной ложного срабатывания АВ. Это может произойти, когда до временного падения напряжения установка в течение длительного времени работала в обычном режиме, и биметаллическая пластина успела прогреться. В этом случае тепловой расцепитель иногда срабатывает раньше, чем напряжение нормализуется. Пример падения напряжения в электросети автомобиля на следующем видео:

Чтобы предотвратить отключение мощных заводских электромоторов при самозапуске, используется релейная защита, при которой в общую сеть включаются токовые трансформаторы. К их вторичным обмоткам подключаются защитные реле. Эти системы подбираются методом сложных расчетов. Приводить здесь мы их не будем, поскольку на производстве эту задачу выполняют штатные энергетики.

Заключение

В этом материале мы подробно осветили тему защитных устройств для электрических двигателей, и разобрались с тем, как подобрать автомат для электромотора и какие параметры при этом должны быть учтены. Наши читатели могли убедиться, что расчеты, которые производятся при этом, совсем несложны, а значит, подобрать аппарат для сети, в которую включен не слишком мощный силовой агрегат, вполне можно самостоятельно.

5 шагов, чтобы выбрать лучший двигатель для вашего приложения

Шаг 1: Узнайте характеристики нагрузки

Для линейных двигателей нагрузки подразделяются на три основные категории: постоянный крутящий момент, крутящий момент, который резко изменяется, и крутящий момент, который постепенно изменяется со временем. Конвейеры сыпучих материалов, экструдеры, поршневые насосы и компрессоры без воздушных разгрузчиков работают с относительно постоянным уровнем крутящего момента.

Несколько шагов, которые вы должны знать, прежде чем выбрать лучший двигатель для вашего приложения (фото предоставлено: picssr.ком)

Определить размер двигателя для этих применений просто, если известен крутящий момент (или мощность) для этого применения. Потребность в грузе элеваторами, уплотнителями, пуансонами, пилами и дозировочными конвейерами резко меняется от низкой к высокой за короткое время, часто за доли секунды.

Наиболее важным фактором при выборе двигателя в этих случаях является выбор , у которого кривая скорость-крутящий момент превышает кривую крутящего момента нагрузки .

Нагрузки от центробежных насосов, вентиляторов, воздуходувок, компрессоров с разгрузчиками и подобного оборудования имеют тенденцию изменяться во времени.При выборе двигателя для этих условий учитывайте максимальную точку непрерывной нагрузки, которая обычно возникает при максимальной скорости.


Шаг 2. Получить ручку на лошадиные силы

Эмпирическое правило для лошадиных сил мотора: Выберите только то, что вам нужно, и избегайте соблазна увеличить или уменьшить размеры. Рассчитайте необходимую мощность по этой формуле:

лошадиных сил = крутящий момент х Скорость / 5250
Где крутящий момент в фунтах-футах, а скорость в об / мин.


Шаг 3: Начало работы

Другим фактором является инерция, особенно во время запуска. Каждая нагрузка представляет некоторую величину инерции, но штамповочные прессы, шаровые мельницы, дробилки, редукторы, которые приводят в движение большие валки, и некоторые типы насосов требуют высоких пусковых моментов из-за огромной массы вращающихся элементов.

Двигатели

для этих применений должны иметь специальные номиналы, чтобы повышение температуры при запуске не превышало допустимый предел температуры.Двигатель надлежащего размера должен быть способен поворачивать нагрузку из мертвого положения (крутящий момент заблокированного ротора), поднимать его до рабочей скорости (крутящий момент при подъеме), а затем поддерживать рабочую скорость.

Двигатели

оценены как один из четырех « типов конструкции » за их способность выдерживать высокую температуру этого пуска и подтягивания.

В порядке возрастания их способности запускать инерционные нагрузки, NEMA определяет их как тип конструкции A, B, C и D. Тип B является отраслевым стандартом и является хорошим выбором для большинства коммерческих и промышленных применений.


Шаг 4: отрегулируйте для рабочего цикла

Рабочий цикл - это нагрузка, которую двигатель должен выдерживать в течение периода, когда он запускается, работает и останавливается.


Непрерывный режим

Непрерывная работа - безусловно, самое простое и наиболее эффективное применение. Рабочий цикл начинается с запуска, а затем продолжительных периодов стабильной работы, при которых тепло в двигателе может стабилизироваться во время его работы.

Двигатель в непрерывном режиме можно безопасно эксплуатировать при или около его номинальной мощности, потому что температура может стабилизироваться.


Прерывистая обязанность

Прерывистый долг сложнее. Срок службы коммерческих самолетов измеряется количеством посадок; таким же образом, срок службы двигателя пропорционален числу пусков, которые он делает. Частые пуски сокращают срок службы, поскольку пусковой ток при запуске быстро нагревает проводник.

Из-за этого тепла двигатели имеют ограниченное количество пусков и остановок, которые они могут выполнить за час.


Шаг 5: последнее соображение, моторная гипоксия

Если ваш двигатель будет работать на высотах, которые существенно выше уровня моря, он не сможет работать с полным коэффициентом обслуживания, поскольку на высоте воздух менее плотный и не охлаждает.Таким образом, чтобы двигатель оставался в безопасных пределах повышения температуры, он должен быть уменьшен по скользящей шкале.

До высоты 3300 футов, SF = 1,15; на высоте 9000 футов она снижается до 1,00.

Это важное соображение для горных подъемников, конвейеров, воздуходувок и другого оборудования, которое работает на больших высотах.


Стоит ли покупать новую или перемотать?

Если у вас неисправность двигателя, вам нужно решить, стоит ли покупать новый двигатель или починить старый.Распространенной причиной отказа двигателя являются проблемы с обмотками двигателя, и решение часто заключается в перемотке старого двигателя. Поскольку это экономично с точки зрения первоначальной стоимости, перемотка двигателей очень распространена, особенно для двигателей мощностью более 10 лошадиных сил.

Однако процесс перемотки двигателя часто приводит к потере эффективности двигателя.

Обычно экономически выгодно заменять двигатели мощностью до 10 лошадиных сил новыми высокоэффективными двигателями, а не перематывать их. Принимая решение о покупке нового двигателя или перемотке старого, учитывайте разницу в стоимости между перемоткой и новым высокоэффективным двигателем, а также потенциальное увеличение затрат энергии на двигатель с перемоткой, который менее эффективен, чем оригинальный.

Качество перемотки оказывает большое влияние на эксплуатационные расходы.

Слабо перемотанный двигатель может потерять до 3% эффективности. Двигатель мощностью 100 л.с. может потреблять на несколько сотен долларов больше электроэнергии в год из-за этого снижения эффективности по сравнению с его первоначальной эффективностью. Стоимость эксплуатации может быть даже больше по сравнению с новым высокоэффективным двигателем.

Список литературы

[1] www.wikipedia.org
[2] www.seedt.ntua.gr
[3] www.designworldonline.com
[4] www.energy.gov
[5] www.energyasia.com
[6] www.powerdivision.gov.bd
[7] www.bpdb.gov.bd
[8] www.reb .gov.bd
[9] www.pgcb.org.bd

,

Основы встроенной защиты двигателя для начинающих

Почему необходима защита двигателя?

Во избежание непредвиденных поломок, дорогостоящих ремонтов и последующих потерь из-за простоя двигателя, важно, чтобы двигатель был оснащен с каким-либо защитным устройством .

Основы встроенной защиты двигателя для начинающих (на фото: вид установленного внутри двигателя термостата; кредит: johndearmond.com)

В этой статье рассматривается встроенная защита двигателя с защитой от тепловой перегрузки, чтобы избежать повреждения и поломки двигателя.Встроенная защита всегда требует внешнего выключателя, в то время как для некоторых встроенных защит двигателя требуется даже реле перегрузки.

Внутренняя защита // Встроенный в двигатель

Зачем нужна встроенная защита двигателя, когда двигатель уже оснащен реле перегрузки и предохранителями? Иногда реле перегрузки не регистрирует перегрузку двигателя.

Вот несколько примеров этого //

  1. Если двигатель накрыт и медленно прогревается до высокой разрушающей температуры.
  2. В целом высокая температура окружающей среды.
  3. Если внешняя защита двигателя установлена ​​на слишком высокий ток отключения или установлена ​​неправильно.
  4. Если двигатель в течение короткого периода времени перезапускается несколько раз, ток заблокированного ротора нагревает двигатель и в конечном итоге повреждает его.

Степень защиты, которую обеспечивает внутреннее защитное устройство, классифицируется в стандарте IEC 60034-11.


ТП Обозначение

TP - это аббревиатура для тепловой защиты.Существуют различные типы тепловой защиты, которые обозначаются кодом (TPxxx) , который обозначает:

  • Тип тепловой перегрузки, для которой предназначена тепловая защита (1 цифра)
  • Номера уровней и тип действия (2 цифры)
  • Категория встроенной теплоизоляции (3 знака)

Когда речь идет о двигателях насосов, наиболее распространенные обозначения TP:

  • TP 111 - Защита от медленной перегрузки
  • TP 211 - защита от быстрой и медленной перегрузки.
Внутренняя защита встроена в обмотки

Указание допустимого уровня температуры, когда двигатель подвергается тепловой перегрузке. Категория 2 допускает более высокие температуры, чем категория 1.

Символ
(ТП)
Техническая перегрузка с вариацией
(1 цифра)
Количество уровней и функциональная область (2 цифры) Категория
(3 цифры)
ТП 111 Только медленно (т.е.е. постоянная перегрузка) 1 уровень на срезе 1
ТП 112 2
ТП 121 2 уровня при аварийном сигнале и отключении 1
ТП 122 2
ТП 211 Медленно и быстро (то есть постоянная перегрузка и заблокированное состояние) 1 уровень на срезе 1
ТП 212 2
ТП 221 2 уровня при аварийном сигнале и отключении 1
ТП 222 2
ТП 311 Только быстро (т.е.е. заблокированное состояние) 1 уровень на срезе 1
ТП 312 2

Информацию о том, какой тип защиты был применен к двигателю, можно найти на паспортной табличке с обозначением TP (тепловая защита) в соответствии с МЭК 60034-11 .

Как правило, внутренняя защита может быть реализована с использованием двух типов протекторов:

  1. Тепловая защита или
  2. Термисторы.

Тепловая защита - встроенная в клеммную коробку

Термопротекторы или термостаты используют биметаллический переключатель с дисковым механизмом для размыкания или замыкания цепи при достижении определенной температуры. Термозащиты также называются кликсонами (торговое наименование от Texas Instruments).

Когда биметаллический диск достигает заданной температуры, он открывает или закрывает набор контактов в цепи управления под напряжением. Имеются термостаты с контактами для нормально разомкнутого или нормально замкнутого режима, но одно и то же устройство нельзя использовать для обоих.

Термостаты предварительно откалиброваны производителем и не могут быть отрегулированы. Диски герметично закрыты и размещены на клеммной колодке.

Верхняя шильдик: TP 211 в двигателе MG 3,0 кВт с PTC; Нижняя паспортная табличка: TP 111 в двигателе Grundfos MMG 18,5 кВт с PTC.
Символы термовыключателя двигателя

Символы (слева направо):

  1. Термовыключатель без обогревателя
  2. Термовыключатель с нагревателем
  3. Термовыключатель без обогревателя для трехфазных двигателей (звездообразная защита)

Термостат может либо подавать питание на аварийную цепь , если она нормально разомкнута, либо обесточивать контактор двигателя , если он нормально замкнут и последовательно с контактором.

Поскольку термостаты расположены на внешней поверхности концов катушки, они чувствуют температуру в этом месте. В связи с трехфазными двигателями термостаты считаются нестабильной защитой от срывов или других быстро меняющихся температурных условий.

В однофазных двигателях термостаты защищают от блокировки ротора.

Вернуться к оглавлению №


Термовыключатель - встроен в обмотки

Термопротекторы также могут быть встроены в обмотки, см. Рисунок ниже.Они работают как чувствительное отключение питания как для однофазных, так и для трехфазных двигателей. В однофазных двигателях, до заданного размера двигателя около 1,1 кВт , он может быть установлен непосредственно в главной цепи, чтобы служить защитой от намотки.

Символ тепловой защиты

Тепловая защита для последовательного подключения к обмотке или к цепи управления в двигателе.

Тепловая защита, встроенная в обмотки

Klixon и Thermik являются примерами термовыключателей. Эти устройства также называются PTO (Protection Thermique à Ouverture).


Термочувствительные переключатели, чувствительные к току и температуре: верхняя часть: кликсоны; Внизу: Thermik - PTO
Внутренний фитинг

В однофазных двигателях используется один тепловой выключатель. В трехфазных двигателях 2 термопереключателя, соединенных последовательно, расположены между фазами двигателя. Таким образом, все три фазы находятся в контакте с термовыключателем.

Термовыключатели могут быть установлены на конце катушки, но в результате увеличивается время реакции. Переключатели должны быть подключены к внешней системе мониторинга.Таким образом, двигатель защищен от медленной перегрузки. Термовыключатели не требуют реле усилителя.

Термовыключатели НЕ МОГУТ защитить от условий блокировки ротора.

Вернуться к оглавлению №


Как работает термовыключатель?

Кривая справа показывает сопротивление как функцию температуры для типичного теплового переключателя. В зависимости от производителя термовыключателя кривая меняется.

TN обычно составляет около 150 - 160 ° C.

Сопротивление как функция температуры для типичного теплового переключателя

Вернуться к Индексу ↑


Соединение

Подключение трехфазного двигателя со встроенным тепловым выключателем и реле перегрузки.


Обозначение ТП для диаграммы

Защита в соответствии со стандартом IEC 60034-11: TP 111 (медленная перегрузка) . Для работы с заблокированным ротором двигатель должен быть оснащен реле перегрузки.

Автоматическое повторное включение (слева) и ручное повторное включение (справа)

Где:

  • S1 - двухпозиционный выключатель
  • S2 - Выключатель
  • K 1 - контактор
  • т - Термовыключатель в двигателе
  • M - Мотор
  • MV - реле перегрузки

Термовыключатели могут быть загружены следующим образом:

U макс. = 250 В AC
I N = 1.5 А

I макс. = 5,0 A (ток включения и отключения)

Вернуться к оглавлению №


Термисторы - также встроенные в обмотки

Второй тип внутренней защиты - это термисторы или датчики с положительным температурным коэффициентом (PTC) . Термисторы встроены в обмотки двигателя и защищают двигатель от условий блокировки ротора, постоянной перегрузки и высокой температуры окружающей среды.

Тепловая защита достигается путем контроля температуры обмоток двигателя с помощью датчиков PTC.Если обмотки превышают номинальную температуру срабатывания, датчик подвергается быстрому изменению сопротивления относительно изменения температуры.

В результате этого изменения внутренние реле обесточивают управляющую катушку внешнего контактора обрыва линии. По мере охлаждения двигателя и восстановления приемлемой температуры обмотки двигателя сопротивление датчика уменьшается до уровня сброса.

На этом этапе модуль автоматически сбрасывается, если только он не был настроен на ручной сброс.Когда термисторы устанавливаются на концах катушки, термисторы можно классифицировать только как TP 111 . Причина в том, что термисторы не имеют полного контакта с концами катушки, и, следовательно, они не могут реагировать так же быстро, как если бы они были изначально установлены в обмотке.

Термистор / PTC

Терморезисторная система измерения температуры состоит из датчиков положительного температурного коэффициента (PTC), встроенных в серию из трех - по одному между каждой фазой - и согласованного твердотельного электронного переключателя в прилагаемом модуле управления.Набор датчиков состоит из трех датчиков, по одному на фазу.

PTC-защита встроена в обмотки

Только чувствительна к температуре. Термистор должен быть подключен к цепи управления, которая может преобразовывать сигнал сопротивления, который снова должен отключить двигатель. Используется в трехфазных двигателях.

Сопротивление в датчике остается относительно низким и постоянным в широком температурном диапазоне и резко возрастает при заранее определенной температуре или точке срабатывания.

Когда это происходит, датчик действует как твердотельный термопереключатель , и обесточивает управляющее реле .

Реле размыкает цепь управления машиной, чтобы отключить защищенное оборудование. Когда температура обмотки возвращается к безопасному значению, модуль разрешает ручной сброс.

Вернуться к оглавлению №

Справочник // Grundfos - книга по двигателям (скачать здесь)

,

Учебное пособие по электромеханике, защитные выключатели двигателя

В модуле дидактики переключателей защиты двигателя потенциальные специалисты по электронике практикуются на реальном оборудовании, что позволяет им по-настоящему освоить тему защиты двигателя. Это позволяет им на практике узнать, как избежать перегрузки двигателей и тем самым предотвратить простои.

Практика в лаборатории, как контролировать моторные нагрузки на заводах и предотвращать перегрузки

Практический дидактический модуль: защитные выключатели двигателя (MSS) Практический дидактический модуль: выключатели защиты двигателя (MSS)

На современных производственных предприятиях с высокой пропускной способностью простои, вызванные перегрузкой двигателя, могут быстро стать чрезвычайно дорогостоящими.Это означает, что потенциальные специалисты по электронике (MT, EBT, EMA, EAT, EAFT, EGS) должны ознакомиться с мерами защиты двигателя.

В соответствии с предметной областью 8 «Выбор и интеграция приводов» мы разработали концепцию модульной дидактики со стандартным оборудованием. Дидактический модуль защиты двигателя (MSS) - один из шести комплектов электромеханических учебных пособий.

Предполагаемые эксперты ясно узнают, что они могут сделать для защиты линий и двигателей в машинах и установках, а затем применяют полученные знания.Дидактический модуль MSS позволяет выполнять упражнения с приводом от сети или с преобразователем частоты.

Проверенное промышленное оборудование и защитные элементы для высокой практической значимости

Защитные элементы промышленного стандарта, такие как трехфазный миниатюрный автоматический выключатель, защитный выключатель двигателя и тепловое реле перегрузки, обеспечивают полную практическую актуальность.

Автоматический выключатель, который можно заблокировать для обеспечения безопасности, подает на модуль 400 В.С помощью контрольных ламп ученики могут определить, присутствует ли напряжение во время каждой фазы.

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.