Podea

Protecția motoarelor asincrone folosind întrerupătoare de circuit de aer. Protecția motorului. Tipuri, scheme, principiul de funcționare a protecției motoarelor electrice. Metode de protejare a motoarelor electrice de suprasarcini

Acționarea dispozitivelor de acționare a diferitelor procese tehnologice este de obicei efectuată de la motoare electrice.

Motorul este una dintre componentele principale ale unei acționări electrice care este cea mai expusă la factori adversi de diferite tipuri în timpul funcționării.

Motivele posibilelor abateri de la modul normal de funcționare al motorului electric pot fi împărțite în trei grupuri principale:

probleme la actuatoarele care cauzează frânarea și suprasarcina motorului de antrenare;
încălcarea calității energiei electrice care furnizează motorul electric;
defecte care apar în interiorul motorului însuși.

Pentru a asigura o funcționare fiabilă, motorul electric trebuie să fie echipat cu protecție automată în măsura necesară, răspunzând la abaterile periculoase ale parametrilor de funcționare și la suprasarcina din orice motiv din grupele enumerate și acționând pentru declanșarea întreruptorului.

Volumul minim al dispozitivelor automate de protecție a motoarelor este determinat de regulile de instalare electrică (PUE). Motoarele electrice diferă în funcție de puterea nominală, tensiunea de alimentare, tipul de curent consumat, precum și caracteristicile de proiectare.

În conformitate cu aceste diferențe, precum și pe baza condițiilor de funcționare, protecția automată a motorului este selectată pentru fiecare model de mașină electrică. Diverse tipuri dispozitivele automate actioneaza atat pentru a deschide intrerupatorul cat si pentru a activa alarma de avertizare.

În funcție de tipul de curent consumat, motoarele electrice se împart în:

mașini AC;

În viața de zi cu zi și în producție, motoarele de curent alternativ sunt comune, care pot fi asincrone sau sincrone.

În funcție de nivelul tensiunii nominale, mașinile electrice de curent alternativ sunt împărțite în două grupe principale - de joasă tensiune, alimentate cu tensiuni de până la 1000 V și de înaltă tensiune, concepute pentru a funcționa în rețele de peste 1000 V. Cele mai răspândite sunt mașinile asincrone cu o tensiune nominală de 0,4 kV.

Sunt protejate de un întrerupător care are declanșatoare electromagnetice și termice împotriva scurtcircuitelor și suprasarcinilor.

PRINCIPALE TIPURI DE PROTECȚIE PENTRU MOTOARELE INDUCȚIE PÂNĂ LA 1000 V

Întreruperea curentului.

Dintre toate modurile de urgență, cel mai periculos este un scurtcircuit fază la fază. Acest tip de deteriorare necesită deconectarea imediată a motorului asincron cu un comutator de la rețeaua de alimentare.

Conform reglementărilor actuale, motoarele asincrone de până la 1000 V trebuie protejate împotriva scurtcircuite siguranțe sau declanșatoare electromagnetice și termice ale întrerupătoarelor.

Ca de obicei, regulile sunt în urmă cu realitățile reale. La instalațiile nou puse în funcțiune, mașinile electrice asincrone sunt echipate cu unități multifuncționale la distanță de protecție automată cu relee a motorului electric bazate pe microcontrolere, care influențează declanșarea întreruptorului.

Acest lucru nu schimbă esența principală. Dispozitivele automate de protecție împotriva scurtcircuitelor fază la fază reacționează la supracurențe și nu au o întârziere pentru oprirea comutatorului. Astfel de dispozitive sunt încă numite întreruperi de curent; releele de protecție sunt declanșate în cazul unui scurtcircuit în înfășurarea statorului sau la bornele unui motor asincron.

Curentul electric care curge este monitorizat folosind convertoare de curent tradiționale - transformatoare de curent (CT) sau senzori de curent electric mai moderni.

Zona de acoperire a dispozitivului de protecție este secțiunea rețelei electrice situată după CT sau senzor. De obicei, pe lângă motorul asincron în sine, cablul de alimentare este amplasat și în zona protejată.

Parametrii de funcționare ai întreruperii curentului trebuie ajustați în mod fiabil față de curenții de aprindere. Pe de altă parte, dispozitivul automat de protecție trebuie să fie suficient de sensibil la scurtcircuite între ture în orice parte a înfășurării statorului a unei mașini asincrone.

Supraîncărcare.

Acest tip de mod anormal apare atunci când servomotorul funcționează defectuos sau este supraîncărcat. Supraîncărcarea motorului poate apărea și din cauza puterii insuficiente. Modul de suprasarcină se caracterizează printr-un nivel crescut de consum de curent cu un factor relativ mic în comparație cu valoarea nominală.

Setarea curentă a protecției automate la suprasarcină a motorului electric este mai mică decât valoarea parametrilor curentului de pornire, prin urmare, detonarea din modul de pornire trebuie efectuată prin întârzierea artificială a timpului de răspuns și de oprire. întrerupător de circuit.

Protecția unei mașini electrice de suprasarcină poate fi realizată folosind următoarele dispozitive:

declanșarea termică a întreruptorului de protecție a motorului;
un kit de protecție la distanță cu un releu de curent și un releu de timp care acționează la declanșarea întreruptorului în caz de suprasarcină;
un bloc de protecție automată complexă a motorului pe un microcontroler, atunci când comutatorul care acționează asupra declanșării este declanșat.

În cazul utilizării unui întrerupător, trebuie pur și simplu să selectați un întrerupător care este potrivit în ceea ce privește curentul nominal și caracteristicile. Eliberarea termică a comutatorului de protecție a motorului asigură o dependență integrală a timpului de oprire de mărimea suprasarcinii curentului.

Setul de relee automate de protecție cu relee electromagnetice la distanță este configurat pentru un curent fix și timp de răspuns al protecției.

În această versiune, spre deosebire de o eliberare termică, parametrii de curent și de timp nu sunt legați unul de celălalt. Releele de ieșire ale truselor de protecție ale releului de la distanță trebuie să acționeze asupra declanșării independente (netermice) a întreruptorului.

PROTECȚIE ÎMPOTRIVA MODULUI DE FAZ LUNG

Acest tip de dispozitiv automat de protecție nu este prescris de PUE ca fiind obligatoriu, deși este foarte de dorit. Când un motor electric trifazat funcționează în două faze, înfășurările se supraîncălzi treptat, ducând la distrugerea izolației firului de înfășurare.

Acest mod poate apărea, de exemplu, atunci când contactul este pierdut într-una dintre fazele de comutare.

Cel mai rău lucru în această situație este că curentul consumat poate fi comparabil cu valoarea nominală, adică protecția curentă a motorului electric, inclusiv declanșatoarele termice care protejează împotriva suprasarcinii, ar putea să nu răspundă la acest mod.

Unele modele de mașini electrice conțin senzori de înfășurare (de temperatură) încorporați. Astfel de modificări ale mașinilor electrice pot fi echipate cu un dispozitiv special de protecție a motorului care monitorizează starea termică a mașinii electrice.

Dispozitivele de protectie termica pot ajuta si in cazul supraincalzirii la functionarea in doua faze.

DISPOZITIVE DE PROTECTIE PENTRU MOTOARE Peste 1000 VOTI

Securitatea mașinilor electrice de înaltă tensiune este asigurată numai de dispozitive relee la distanță. Declanșările termice și electromagnetice sunt apanajul dispozitivelor de joasă tensiune.

Principiul de funcționare și calculul setărilor pentru întreruperea curentului și protecția la suprasarcină sunt aceleași ca și pentru mașinile de joasă tensiune. Dar, pe lângă aceasta, există dispozitive de protecție specifice care nu sunt folosite la tensiuni joase.

Protecție împotriva defecțiunilor la pământ monofazate.

O caracteristică a rețelelor de înaltă tensiune (6 – 10 kV) este funcționarea în modul neutru izolat. În astfel de rețele, magnitudinea unei defecțiuni la pământ poate fi de numai câțiva amperi, care se află în afara zonei de sensibilitate a protecției la suprasarcină de curent maxim.

Defecțiunile la pământ monofazate sunt caracterizate prin prezența curenților de ordine zero care curg în aceeași direcție în toate cele trei faze.

Releul de protecție a pământului pentru motorul electric (așa este numele său în jargonul specialiștilor în relee) este conectat la un transformator special cu secvență zero, care este un torus (goasă) prin care trece cablul de alimentare.

În acest caz, ieșirea carcasei de ecranare a cablului de înaltă tensiune nu trebuie să treacă prin torus, altfel vor avea loc operațiuni false ale dispozitivului și comutatorul se va declanșa.

Materialele prezentate pe site au doar scop informativ și nu pot fi folosite ca îndrumări sau documente de reglementare.

Suprasarcina motorului apare în următoarele cazuri:

în timpul unei porniri prelungite sau auto-pornire;
din motive tehnologice în mecanisme cu sarcini fluctuante (ascensoare, laminoare etc.);
când mecanismul este supraîncărcat, ceea ce apare în mori de cărbune și concasoare când cărbunele brut intră în ele și în alte mecanisme de tip similar;
ca urmare a unei pauze într-o fază;
dacă partea mecanică a motorului sau mecanismului electric este deteriorată, provocând o creștere a cuplului Domnișoară si franarea motorului electric.

Supraîncărcările pot fi stabile sau pe termen scurt.

Numai suprasarcinile susținute sunt periculoase pentru un motor electric.

Supracurenții cauzați de pornirea sau autopornirea unui motor electric sunt de scurtă durată și se autodistrug atunci când se atinge viteza normală de rotație. Acești curenți pot reprezenta un pericol doar dacă procesul de declanșare a motorului electric este întârziat sau dacă, în timpul autopornirii, se dovedește că M. pornește.< М с. нач. . В последнем случае электродвигатель развернуться не сможет и длительно будет обтекаться пусковым током.

O creștere semnificativă a curentului motorului electric se obține și atunci când se pierde o fază, ceea ce are loc doar la motoarele electrice protejate de siguranțe atunci când una dintre ele se arde. La sarcina nominală, în funcție de parametrii motorului electric, creșterea curentului statoric în timpul defectării de fază va fi de aproximativ (1,6÷2,5) I nom. Această supraîncărcare este durabilă. Supracurenții cauzați de deteriorarea mecanică a motorului electric sau a mecanismului pe care acesta se rotește și supraîncărcarea mecanismului sunt, de asemenea, stabile.

Principalul pericol de supracurență pentru un motor electric este creșterea însoțitoare a temperaturii pieselor individuale și, în primul rând, a înfășurărilor.

O creștere a temperaturii accelerează uzura izolației înfășurării și, prin urmare, reduce durata de viață a motorului electric.

Capacitatea de suprasarcină a unui motor electric este determinată de caracteristica relației dintre mărimea supracurentului și timpul permis pentru curgerea acestuia:

t=T a-1/k2-1

Unde t –durata de suprasarcină admisă, sec;

T– constantă de timp de încălzire, sec;

o– coeficient în funcție de tipul izolației motorului, precum și de frecvența și natura supracurenților; Pentru motoare electrice asincroneîn medie a=1,3;

k– factor de supracurent – raportul dintre acest curent și curentul nominal al motorului, adică. k=I/I nom

Anterior, protecția la suprasarcină a fost instalată cu efect de oprire asupra tuturor motoarelor electrice, ceea ce a dus în unele cazuri la opriri incorecte ale motoarelor electrice.

În prezent, atunci când decideți dacă să instalați protecție la suprasarcină pe un motor electric, aceștia sunt ghidați de condițiile sale de funcționare:

La motoarele electrice ale mecanismelor care nu sunt deteriorate de suprasarcinile tehnologice (de exemplu, motoare electrice ale pompelor de circulație, pompelor de alimentare etc.) și nu au condiții dificile de pornire sau autopornire, protecția la suprasarcină nu este instalată.
la motoarele electrice supuse suprasarcinilor tehnologice (de exemplu, motoare electrice de mori, concasoare, pompe de sacoare etc.), precum si la motoarele electrice a caror autopornire nu este asigurata trebuie instalata protectie la suprasarcina.
Protecția la suprasarcină se realizează cu o acțiune de oprire în cazul în care autopornirea motorului electric nu este asigurată sau suprasarcina tehnologică nu poate fi îndepărtată din mecanism fără oprirea motorului electric.
protectia impotriva suprasarcinii motorului electric se realizeaza cu efect asupra descarcarii mecanismului sau semnalului, in cazul in care suprasarcina tehnologica poate fi indepartata din mecanism automat sau manual de catre personal fara oprirea mecanismului si motoarele electrice sunt sub supravegherea personalului.
la motoarele electrice ale mecanismelor care pot avea atât o suprasarcină care poate fi eliminată în timpul funcționării mecanismului, cât și o suprasarcină care nu poate fi eliminată fără oprirea mecanismului, este recomandabil să se asigure protecție la supracurent cu o întârziere mai scurtă pentru descărcarea mecanismului ( dacă este posibil) și o întârziere mai mare pentru oprirea motorului electric . Motoare electrice auxiliare critice centrale electrice sunt sub supravegherea constantă a personalului de serviciu, prin urmare protecția lor împotriva suprasarcinii se realizează în principal prin acționarea asupra semnalului.

Este de dorit să existe protecție pentru motoarele electrice supuse suprasarcinii tehnologice astfel încât, pe de o parte, să protejeze împotriva supraîncărcărilor inacceptabile și, pe de altă parte, să facă posibilă utilizarea maximă a caracteristicii de suprasarcină a motor electric, ținând cont de sarcina anterioară și de temperatura ambiantă.

Un motor electric, ca orice dispozitiv electric, nu este imun la situațiile de urgență. Dacă măsurile nu sunt luate la timp, de ex. Dacă motorul electric nu este protejat de suprasarcină, atunci defectarea acestuia poate duce la defectarea altor elemente.

(ArticleToC: activat=da)

Problema asociată cu protecția fiabilă a motoarelor electrice, precum și a dispozitivelor în care sunt instalate, continuă să rămână relevantă în epoca noastră. Acest lucru se aplică în primul rând întreprinderilor în care regulile pentru mecanismele de funcționare sunt adesea încălcate, ceea ce duce la suprasolicitarea mecanismelor uzate și la accidente.

Pentru a evita suprasarcinile, este necesar să instalați protecție, de ex. dispozitive care pot reacționa la timp și pot preveni un accident.

Deoarece cea mai mare aplicație a primit un motor asincron, folosind exemplul său, vom lua în considerare modul de a proteja motorul de suprasarcină și supraîncălzire.

Pentru ei sunt posibile cinci tipuri de accidente:

rupere în înfășurarea statorului de fază (PF). Situația apare în 50% din accidente;
frânarea rotorului, care apare în 25% din cazuri (ZR);
scăderea rezistenței în înfășurare (WS);
răcire slabă a motorului (DAR).

Dacă apare oricare dintre tipurile de accidente de mai sus, există riscul defecțiunii motorului, deoarece acesta este supraîncărcat. Dacă nu este instalată nicio protecție, curentul crește pe o perioadă lungă de timp. Dar creșterea sa bruscă poate apărea în timpul unui scurtcircuit. Pe baza posibilelor deteriorări, este selectată protecția la suprasarcină pentru motorul electric.

Tipuri de protecție la suprasarcină

Există mai multe dintre ele:

termic;
actual;
temperatură;
sensibil la fază etc.

La primul, i.e. Protecția termică a motorului electric include instalarea unui releu termic care deschide contactul în caz de supraîncălzire.

Protecție la suprasarcină la temperatură care răspunde la creșterea temperaturii. Pentru a-l instala, aveți nevoie de senzori de temperatură care vor deschide circuitul dacă piesele motorului devin prea fierbinți.

Protecția curentă, care poate fi minimă sau maximă. Protecția la suprasarcină poate fi realizată prin utilizarea unui releu de curent. În prima versiune, releul este declanșat și deschide circuitul dacă este depășită valoarea admisibilă a curentului în înfășurarea statorului.

În al doilea, releele reacționează la dispariția curentului, cauzată, de exemplu, de un circuit deschis.

Protecția eficientă a motorului electric împotriva curentului crescut în înfășurarea statorului și, prin urmare, a supraîncălzirii, se realizează folosind un întrerupător.

Motorul electric se poate defecta din cauza supraîncălzirii.

De ce se întâmplă? Amintindu-și lecțiile de fizică de la școală, toată lumea înțelege că atunci când curentul trece printr-un conductor, acesta îl încălzește. Motorul electric nu se va supraîncălzi la curentul nominal, a cărui valoare este indicată pe carcasă.

Dacă curentul din înfășurare începe să crească din diverse motive, motorul este expus riscului de supraîncălzire. Dacă nu se iau măsuri, acesta va eșua din cauza unui scurtcircuit între conductorii a căror izolație s-a topit.

Prin urmare, este necesar să se prevină creșterea curentului, adică. instalați un releu termic - protecție eficientă a motorului împotriva supraîncălzirii. Din punct de vedere structural, este o eliberare termică, ale cărei plăci bimetalice se îndoaie sub influența căldurii, întrerupând circuitul. Pentru a compensa dependența termică, releul are un compensator, datorită căruia are loc deviația inversă.

Scara releului este calibrată în amperi și corespunde valorii curentului nominal, și nu valorii curentului de funcționare. În funcție de proiectare, releele sunt montate pe panouri, pe demaroare magnetice sau într-o carcasă.

Selectate corect, acestea nu numai că vor preveni supraîncărcarea motorului electric, dar vor preveni dezechilibrul de fază și blocarea rotorului.

Protecția motorului mașinii

Supraîncălzirea motorului electric amenință, de asemenea, șoferii de mașini cu apariția vremii calde și chiar cu consecințe de o complexitate diferită - de la o călătorie care va trebui anulată până la revizuire un motor în care pistonul din cilindru se poate bloca din cauza supraîncălzirii sau capul se poate deforma.

În timpul conducerii, motorul electric este răcit de fluxul de aer, dar atunci când mașina se blochează în ambuteiaje, acest lucru nu se întâmplă, ceea ce provoacă supraîncălzirea. Pentru a-l recunoaște la timp, ar trebui să te uiți periodic la senzorul de temperatură (dacă există). De îndată ce săgeata se află în zona roșie, trebuie să vă opriți imediat pentru a identifica cauza.

Nu puteți ignora semnalul luminos de avertizare, deoarece în spatele lui veți simți mirosul de lichid de răcire fiert. Apoi, de sub capotă vor apărea aburi, indicând o situație critică.

Cum să fii în situație similară? Opriți, opriți motorul electric și așteptați până când fierberea se oprește, deschideți capota. Acest lucru durează de obicei până la 15 minute. Dacă nu există semne de scurgere, adăugați lichid în radiator și încercați să porniți motorul. Dacă temperatura începe să crească brusc, deplasați-vă cu atenție pentru a afla cauza la serviciul de diagnosticare.

Cauzele supraîncălzirii

Defecțiunile radiatorului sunt pe primul loc. Aceasta ar putea fi: simpla contaminare cu puf de plop, praf, frunze. Prin eliminarea contaminării, problema va fi rezolvată. Este mai problematic să se ocupe de contaminarea internă a radiatorului - scară care apare atunci când se utilizează etanșanți.

Soluția este înlocuirea acestui element.

Apoi urmează:

Depresurizarea sistemului cauzată de un furtun fisurat, cleme insuficient strânse, funcționarea defectuoasă a supapei de încălzire, etanșarea pompei uzată etc.;
Termostat sau robinet defecte. Acest lucru poate fi determinat cu ușurință dacă simțiți cu atenție furtunul sau radiatorul când motorul este fierbinte. Dacă furtunul este rece, motivul este termostatul și va trebui înlocuit;
O pompă care nu funcționează eficient sau nu funcționează deloc. Acest lucru duce la o circulație slabă prin sistemul de răcire;
Ventilator spart, de ex. nu pornește din cauza unei defecțiuni a motorului, ambreiajului, senzorului sau a unui fir slăbit. Un rotor care nu se rotește determină, de asemenea, supraîncălzirea motorului electric;
În cele din urmă, etanșarea insuficientă a camerei de ardere. Acestea sunt consecințele supraîncălzirii, ducând la arderea garniturii chiulasei, formarea de fisuri și deformarea chiulasei și căptușelii. Dacă există o scurgere vizibilă din rezervorul de lichid de răcire, ceea ce duce la o creștere bruscă a presiunii atunci când începe răcirea sau apare o emulsie uleioasă în carter, atunci acesta este motivul.

Pentru a evita intrarea într-o situație similară, este necesar să luați măsuri preventive care vă pot salva de supraîncălzire și defecțiune. „Veriga slabă” este determinată de metoda excluderii, adică. verificați secvențial detaliile suspecte.

Un mod de operare selectat incorect poate provoca supraîncălzire, de ex. viteză mică și turații mari.

Protecție împotriva supraîncălzirii roții motorului

De asemenea, roata cu motor a unei biciclete devine inutilizabilă după supraîncălzirea „suferită”. Dacă într-o zi fierbinte conduci la putere maximă pentru ceva timp la viteză maximă, înfășurările roții motorului se vor supraîncălzi și vor începe să se topească, la fel ca oricare motor electric se confruntă cu supraîncărcare.

În continuare, va apărea un scurtcircuit și motorul se va opri, pentru a-și restabili funcționalitatea, este nevoie de un derulare înapoi. Pentru a preveni acest lucru, există controlere de mare putere care măresc cuplul. Repararea unei roți de motor care s-a defectat este o operațiune costisitoare, comparabilă ca costuri financiare cu achiziționarea uneia noi.

Ar fi teoretic posibil să se instaleze un senzor de temperatură care să prevină supraîncălzirea, dar producătorii nu fac acest lucru din mai multe motive. Una dintre ele este complicația designului controlerului și creșterea costului roții motorului în ansamblu. Mai rămâne un singur lucru de făcut - selectați cu atenție controlerul în funcție de puterea motorului roții.

Video: Supraîncălzirea motorului, cauzele supraîncălzirii.

FRAGMEHT BOOKS (...) FACTORI TEHNICI ȘI ECONOMICI CARE AFECTEAZĂ ALEGEREA MIJLOCURILOR DE PROTECȚIE
O analiză a modurilor de funcționare ale unui motor asincron arată că în condiții de producție pot exista o varietate de situații de urgență care implică consecințe diferite pentru motor. Mijloacele de protecție nu au o versatilitate suficientă pentru a se asigura că în toate cazurile, indiferent de cauza și natura modului de urgență, motorul este oprit în cazul oricărei situații periculoase. Fiecare mod de urgență are propriile sale caracteristici. Dispozitivele de protectie folosite in prezent prezinta dezavantaje si avantaje care apar in anumite conditii. Ar trebui să se țină seama și de partea economică a problemei. Alegerea echipamentului de protecție ar trebui să se bazeze pe un calcul tehnic și economic, în care este necesar să se ia în considerare costul dispozitivului de protecție în sine, costurile funcționării acestuia și valoarea daunelor cauzate de o defecțiune a motorului. Trebuie avut în vedere faptul că fiabilitatea protecției depinde și de caracteristicile mașinii de lucru și de modul său de funcționare. Protecția la temperatură are cea mai mare versatilitate. Dar costă mai mult decât alte mijloace de protecție și este mai complex în design. Prin urmare, utilizarea sa este justificată în cazurile în care alte tipuri de protecție fie nu pot asigura o funcționare fiabilă, fie instalația protejată impune cerințe sporite privind fiabilitatea protecției, de exemplu, din cauza daunelor mari în cazul unui accident de motor.
Tipul de dispozitiv de protecție trebuie selectat atunci când se proiectează o instalație de proces, ținând cont de toate caracteristicile funcționării acesteia. Personalul de operare trebuie să primească un echipament complet echipamentul necesar. Cu toate acestea, în unele cazuri, la reechiparea sau reconstruirea unei linii de producție
Personalul de exploatare trebuie să decidă singur ce tip de protecție este adecvat să aplice într-un anumit caz. Pentru a face acest lucru, este necesar să analizați posibilele moduri de urgență ale instalației și să selectați dispozitivul de protecție necesar. În această broșură nu vom lua în considerare în detaliu metodologia de selectare a protecției la suprasarcină a motorului. Ne vom limita doar la cateva recomandari generale care pot fi utile personalului de exploatare al instalatiilor electrice rurale.
În primul rând, este necesar să se stabilească modurile de urgență caracteristice acestei instalații. Unele dintre ele sunt posibile în toate instalațiile, în timp ce altele sunt posibile doar în unele instalații. Supraîncărcările datorate pierderii de fază sunt independente de mașina în funcțiune și pot apărea în toate instalațiile. Releele termice și protecția încorporată la temperatură îndeplinesc funcții de protecție destul de satisfăcător în acest tip de mod de urgență. Trebuie justificată utilizarea unei protecții speciale împotriva pierderii de fază pe lângă protecția la suprasarcină. În cele mai multe cazuri, nu este necesar. Releele termice și protecția temperaturii sunt suficiente. Este necesar să se verifice sistematic starea lor și să le reglementeze. Numai în cazurile în care o defecțiune a motorului poate cauza daune majore poate fi utilizată o protecție specială la suprasarcină împotriva pierderii de fază.
Releele termice nu sunt suficient de eficiente ca mijloc de protecție împotriva supraîncărcărilor în moduri de funcționare alternante (cu fluctuații mari de sarcină), intermitente și pe termen scurt. În aceste cazuri, protecția încorporată împotriva temperaturii este mai eficientă. În cazul mașinilor cu pornire dificilă, trebuie acordată preferință și protecției încorporate la temperatură.
Din varietatea disponibilă de dispozitive de protecție a motoarelor asincrone, doar două dispozitive sunt utilizate pe scară largă: relee termice și protecție încorporată la temperatură. Aceste două dispozitive concurează în proiectarea acționărilor electrice pentru mașinile agricole. Pentru a selecta tipul de protecție, se efectuează un calcul tehnic și economic folosind metoda costului redus. Fără să ne oprim asupra calculului exact folosind această metodă, vom lua în considerare utilizarea principalelor sale prevederi pentru a selecta cea mai avantajoasă opțiune de protecție.
Trebuie acordată preferință opțiunii care va avea cele mai mici costuri pentru achiziția, instalarea și funcționarea dispozitivelor în cauză. În acest caz, trebuie luate în considerare prejudiciul suferit de producție din fiabilitatea insuficientă a protecției. Costurile reduse la un an de utilizare sunt determinate de formulă
unde K este costul motorului și al dispozitivului de protecție, inclusiv costurile transportului și instalării acestora;
ke - coeficient care ține cont de deduceri pentru amortizare, reînnoire utilaje, reparații;
E - costuri de exploatare (costul de întreținere a echipamentului de protecție, energie electrică consumată etc.);
Y - daune suferite de producție din cauza defecțiunii sau acțiunii incorecte de protecție.
Valoarea prejudiciului este format din doi termeni
unde Vm este deteriorarea tehnologică cauzată de o defecțiune a motorului (costul produselor nevândute sau deteriorate);
Kd - costul înlocuirii unui motor defect și al dispozitivului de protecție, inclusiv costul demontării vechilor și instalării echipamentelor noi;
p0 este probabilitatea defecțiunii (acțiunea incorectă) a protecției care duce la un accident de motor.
Costurile de exploatare sunt semnificativ mai mici decât celelalte componente ale costurilor date, deci pot fi neglijate în calculele ulterioare. Costul unui motor cu protecție încorporată și echipament de protecție încorporat este mai mare decât costul unui motor convențional și al unui releu termic. Dar prima dintre apărările luate în considerare este mai avansată. Funcționează eficient în aproape toate situațiile de urgență, astfel încât daunele din funcționarea incorectă vor fi mai mici. Costul unei protecții mai scumpe va fi justificat doar dacă daunele sunt reduse cu mai mult decât costul suplimentar al unei protecții mai avansate.
Cantitatea daunelor tehnologice depinde de natură proces tehnologicși timpul de nefuncționare a echipamentului. În unele cazuri, este posibil să nu fie luată în considerare. Acest lucru se aplică în primul rând instalațiilor care funcționează separat, al căror timp de oprire în timpul eliminării accidentului nu are un impact vizibil asupra întregii producții. Pe măsură ce producția devine saturată de mecanizare și electrificare, nivelul cerințelor pentru fiabilitatea funcționării echipamentelor crește. Timpul de oprire din cauza echipamentelor electrice defecte duce la pagube mari și, în unele cazuri, devine inacceptabil. Folosind unele date medii, este posibil să se determine sfera utilizării justificate din punct de vedere economic a dispozitivelor de protecție mai complexe.
Probabilitatea de defectare a protecției p0 depinde de proiectarea și calitatea fabricării echipamentului, precum și de natura modului de urgență în care se poate găsi motorul. După cum se arată mai sus, în anumite condiții de urgență, releele termice nu asigură o oprire fiabilă a motorului. În acest caz, protecția încorporată a temperaturii este mai bună. Experiența în utilizarea acestei protecție arată că probabilitatea de defecțiune a acestei protecție RV poate fi considerată egală cu 0,02. Aceasta înseamnă că există posibilitatea ca din 100 de astfel de dispozitive, două să nu funcționeze, ceea ce duce la o defecțiune a motorului.
Folosind formulele (40) și (41), determinăm la ce valoare a probabilității de defectare a releelor termice RTR costurile reduse vor fi aceleași. Acest lucru va face posibilă evaluarea domeniului de aplicare a unui anumit dispozitiv. Dacă neglijăm costurile de exploatare, putem scrie
unde indicii vz și respectiv tr înseamnă protecție încorporată și releu termic. De aici ajungem
Pentru a prezenta ordinea nivelului necesar de fiabilitate a funcționării unui releu termic, luați în considerare un exemplu.
Să determinăm valoarea maximă admisă a RTR a releului termic TRN-10 cu elemente bimetalice complet cu motorul A02-42-4SKH prin comparație cu opțiunea de aplicare a motorului A02-42-4SKHTZ cu protecție UVTZ încorporată la temperatură, pentru care acceptăm RVZ = 0,02. Se presupune că daunele tehnologice sunt zero. Costul unui motor cu releu termic, inclusiv costurile de transport și instalare, este de 116 ruble, iar pentru versiunea cu protecție UVTZ - 151 de ruble. Costul înlocuirii unui motor defect A02-42-4СХ și a unui releu termic TRN-10, ținând cont de costurile de demontare a echipamentelor vechi și de instalare a echipamentelor noi, este de 131 de ruble, iar pentru versiunea cu protecție UVTZ - 170 de ruble. În conformitate cu standardele existente, acceptăm ke = 0,32. După înlocuirea acestor date în ecuația (43), obținem
Valorile obținute caracterizează probabilitățile de defecțiune admise, peste care utilizarea releelor termice este neprofitabilă din punct de vedere economic. Cifre similare se obțin pentru alte motoare de putere mică. Pentru a determina fezabilitatea utilizării măsurilor de protecție în cauză, este necesar să se compare probabilitățile admisibile de defecțiuni cu cele reale.
Lipsa datelor suficiente cu privire la valorile reale nu ne permite să determinăm cu exactitate domeniul de aplicare eficientă a dispozitive de protectie prin utilizarea directă a metodei enunţate de calcul tehnico-economic. Cu toate acestea, folosind rezultatele unei analize a modurilor de funcționare a unui motor asincron și a dispozitivelor de protecție, precum și a unor date care caracterizează indirect indicatorii de fiabilitate necesari, este posibil să se sublinieze zonele de utilizare preferabilă a unuia sau altui tip de dispozitiv de protecție. .
Nivelul real de fiabilitate al protecției depinde nu numai de principiul funcționării acesteia și de calitatea echipamentului, ci și de nivelul de funcționare al echipamentului electric. Acolo unde s-a stabilit întreținerea echipamentelor electrice, în ciuda unor deficiențe ale releelor termice, rata de accidentare a motoarelor electrice este scăzută. Practica fermelor avansate arată că cu întreținerea tehnică bine stabilită a instalațiilor electrice, procentul anual de defecțiune a motoarelor electrice protejate de relee termice poate fi redus la 5% sau mai puțin.
Cu toate acestea, trebuie remarcat că această concluzie este valabilă numai atunci când se analizează imaginea de ansamblu. Atunci când se iau în considerare anumite condiții specifice, ar trebui preferate alte dispozitive de protecție. Pe baza analizei modurilor de funcționare ale acționării electrice, este posibil să se indice un număr de instalații pentru care probabilitatea de defecțiune a releelor termice va fi mare din cauza deficiențelor principiului funcționării lor.
1. Acționări electrice pentru mașini cu sarcini puternic variabile (tocători de alimentare, concasoare, transportoare pneumatice pentru încărcarea silozului etc.). Cu fluctuații mari de sarcină, releele termice nu pot „modela” starea termică a motorului, astfel încât rata reală de defecțiune a releelor termice în astfel de instalații va fi ridicată.
2. Motoare electrice care funcționează într-un model „triunghi”. Particularitatea lor este că atunci când una dintre fazele liniei de alimentare se întrerupe, curentul în firele și fazele liniare rămase crește inegal. În faza cea mai încărcată, curentul crește mai repede decât în firele liniare.
3. Motoare electrice ale instalațiilor care funcționează cu o frecvență crescută a situațiilor de urgență care conduc la oprirea motorului (de exemplu, transportoare pentru colectarea gunoiului de grajd).
4. Motoare electrice ale instalațiilor, al căror timp de nefuncționare provoacă mari daune tehnologice.

La operarea motoarelor electrice asincrone, ca orice alt echipament electric, pot apărea defecțiuni - defecțiuni care adesea duc la funcționare de urgență și deteriorarea motorului. eșecul său prematur.

Înainte de a trece la metodele de protecție a motoarelor electrice, merită să luați în considerare cele de bază și cele mai multe motive comune apariția funcționării de urgență a motoarelor electrice asincrone:

Scurtcircuite monofazate și interfazate - în cablu, cutia de borne a motorului electric, în înfășurarea statorului (la carcasă, scurtcircuite interturn).

Scurtcircuitele sunt cel mai periculos tip de defecțiune la un motor electric, deoarece sunt însoțite de apariția unor curenți foarte mari, ducând la supraîncălzirea și arderea înfășurărilor statorului.

O cauză comună a supraîncărcării termice a unui motor electric, care duce la funcționare anormală, este pierderea uneia dintre fazele de alimentare. Acest lucru duce la o creștere semnificativă a curentului (de două ori curentul nominal) în înfășurările statorului ale celorlalte două faze.

Rezultatul supraîncărcării termice a motorului electric este supraîncălzirea și distrugerea izolației înfășurărilor statorului, ceea ce duce la scurtcircuitarea înfășurărilor și inutilizarea motorului electric.

Protecția motoarelor electrice împotriva supraîncărcărilor de curent constă în deconectarea în timp util a motorului electric atunci când apar curenți mari în circuitul său de putere sau circuitul de control, adică atunci când apar scurtcircuite.

Pentru a proteja motoarele electrice de scurtcircuite, se folosesc legături fuzibile, relee electromagnetice și întrerupătoare automate cu declanșatoare electromagnetice, selectate astfel încât să reziste la supracurenți mari de pornire, dar sunt declanșate imediat când apar curenți de scurtcircuit.

Pentru a proteja motoarele electrice de suprasarcinile termice, în circuitul de conectare a motorului electric este inclus un releu termic, care are contacte ale circuitului de comandă - prin intermediul acestora, tensiunea este furnizată bobinei magnetice de pornire.

Când apar suprasarcini termice, aceste contacte se deschid, întrerupând alimentarea cu energie a bobinei, ceea ce duce la readucerea grupului de contacte de putere la starea inițială - motorul electric este dezactivat.

O modalitate simplă și fiabilă de a proteja un motor electric de pierderea de fază este să adăugați un demaror magnetic suplimentar la schema de conectare:

Pornirea întreruptorului 1 duce la închiderea circuitului de putere al bobinei demarorului magnetic 2 (tensiunea de funcționare a acestei bobine ar trebui să fie de ~ 380 V) și închiderea contactelor de putere 3 ale acestui demaror, prin care ( se folosește un singur contact) bobina demarorului magnetic este alimentată cu energie 4.

Prin pornirea butonului „Start” 6 prin butonul „Stop” 8, circuitul de alimentare al bobinei 4 a celui de-al doilea starter magnetic este închis (tensiunea sa de funcționare poate fi fie 380, fie 220 V), contactele sale de putere 5 sunt închise iar tensiunea este furnizată motorului.

Când butonul „Start” 6 este eliberat, tensiunea de la contactele de putere 3 va circula prin contactul bloc normal deschis 7, asigurând continuitatea circuitului de alimentare al bobinei magnetice de pornire.

După cum se poate observa din acest circuit de protecție a motorului electric, dacă din anumite motive lipsește una dintre faze, motorul electric nu va fi alimentat cu tensiune, ceea ce îl va împiedica de la suprasarcină termică și defecțiune prematură.