Poschodie

Ochrana asynchrónnych motorov pomocou vzduchových ističov. Ochrana motora. Typy, schémy, princípy činnosti ochrany elektromotorov. Spôsoby ochrany elektromotorov pred preťažením

Pohon servopohonov rôznych technologických procesov sa zvyčajne vykonáva z elektromotorov.

Motor je jednou z hlavných súčastí elektrického pohonu, ktorý je počas prevádzky najviac vystavený nepriaznivým faktorom rôzneho druhu.

Dôvody možných odchýlok od normálneho prevádzkového režimu elektromotora možno rozdeliť do troch hlavných skupín:

problémy v ovládačoch, ktoré spôsobujú brzdenie a preťaženie hnacieho motora;
porušenie kvality elektrickej energie dodávajúcej elektromotor;
poruchy, ktoré sa vyskytujú vo vnútri samotného motora.

Pre zabezpečenie spoľahlivej prevádzky musí byť elektromotor v požadovanom rozsahu vybavený automatickou ochranou reagujúcou na nebezpečné odchýlky prevádzkových parametrov a preťaženie z akéhokoľvek dôvodu z uvedených skupín a pôsobiacu na vypnutie ističa.

Minimálny objem automatických zariadení na ochranu motora je určený pravidlami elektrickej inštalácie (PUE). Elektromotory sa líšia menovitým výkonom, napájacím napätím, typom spotrebovaného prúdu, ako aj konštrukčnými vlastnosťami.

V súlade s týmito rozdielmi, ako aj na základe prevádzkových podmienok sa pre každý model elektrického stroja vyberá automatická ochrana motora. Rôzne druhy automatické zariadenia fungujú tak, aby otvorili istič a aktivovali varovný alarm.

Podľa typu spotrebovaného prúdu sa elektromotory delia na:

AC stroje;

V každodennom živote a výrobe sú bežné striedavé motory, ktoré môžu byť asynchrónne alebo synchrónne.

Na základe úrovne menovitého napätia sa striedavé elektrické stroje delia na dve hlavné skupiny - nízkonapäťové, napájané napätím do 1000 V a vysokonapäťové, určené na prevádzku v sieťach nad 1000 V. Najrozšírenejšie sú asynchrónne stroje s menovitým napätím 0,4 kV.

Sú chránené ističom, ktorý má elektromagnetické a tepelné spúšte proti skratu a preťaženiu.

HLAVNÉ TYPY OCHRANY PRE INDUKČNÉ MOTORY DO 1000 V

Prerušenie prúdu.

Zo všetkých núdzových režimov je najnebezpečnejší medzifázový skrat. Tento typ poškodenia vyžaduje okamžité odpojenie asynchrónneho motora vypínačom od napájacej siete.

Podľa platných predpisov musia byť asynchrónne motory do 1000 V chránené proti skraty poistky alebo elektromagnetické a tepelné spúšte ističov.

Ako to už býva, pravidlá zaostávajú za skutočnou realitou. Na novo uvádzaných zariadeniach sú asynchrónne elektrické stroje vybavené vzdialenými multifunkčnými jednotkami automatickej reléovej ochrany elektromotora na báze mikrokontrolérov, ktoré ovplyvňujú vypínanie ističa.

To nemení hlavnú podstatu. Automatické ochranné zariadenia proti medzifázovému skratu reagujú na nadprúdy a nemajú časové oneskorenie pre vypnutie ističa. Takéto zariadenia sa stále nazývajú prúdové ochranné relé sa spúšťajú v prípade skratu vo vinutí statora alebo na svorkách asynchrónneho motora.

Pretekajúci elektrický prúd je monitorovaný pomocou tradičných prúdových meničov - prúdových transformátorov (CT) alebo modernejších snímačov elektrického prúdu.

Oblasť pokrytia ochranného zariadenia je časť elektrickej siete umiestnená za CT alebo snímačom. Zvyčajne sa v chránenom priestore okrem samotného asynchrónneho motora nachádza aj napájací kábel.

Prevádzkové parametre prúdového vypínania musia byť spoľahlivo prispôsobené nárazovým prúdom. Na druhej strane, automatické ochranné zariadenie musí byť dostatočne citlivé na prerušovacie skraty v ktorejkoľvek časti statorového vinutia asynchrónneho stroja.

Preťaženie.

Tento typ abnormálneho režimu sa vyskytuje, keď pohon nefunguje správne alebo je preťažený. K preťaženiu motora môže dôjsť aj v dôsledku nedostatočného výkonu. Režim preťaženia sa vyznačuje zvýšenou úrovňou spotreby prúdu s relatívne malým faktorom v porovnaní s nominálnou hodnotou.

Aktuálne nastavenie automatickej ochrany elektromotora proti preťaženiu je menšie ako hodnota parametrov rozbehového prúdu, preto je potrebné odladenie zo štartovacieho režimu vykonať umelým oneskorením času odozvy a vypnutím. istič.

Ochranu elektrického stroja pred preťažením je možné dosiahnuť pomocou nasledujúcich zariadení:

tepelné uvoľnenie ističa ochrany motora;
diaľková ochranná súprava s prúdovým relé a časovým relé, ktoré pôsobí na vypnutie ističa v prípade preťaženia;
blok komplexnej automatickej ochrany motora na mikrokontroléri, keď sa spustí spínač pôsobiaci na spúšť.

V prípade použitia ističa stačí vybrať istič, ktorý je vhodný z hľadiska menovitého prúdu a charakteristík. Tepelná spúšť motorovej ochrany poskytuje integrálnu závislosť času vypnutia od veľkosti prúdového preťaženia.

Súprava ochranného automatického relé so vzdialenými elektromagnetickými relé je nakonfigurovaná na pevný prúd a čas odozvy ochrany.

V tejto verzii, na rozdiel od tepelnej spúšte, nie sú prúdové a časové parametre navzájom prepojené. Výstupné relé súprav vzdialenej ochrany relé musia pôsobiť na nezávislé (netepelné) spustenie ističa.

OCHRANA PRED DLHOFÁZOVÝM REŽIMOM

Tento typ automatického ochranného zariadenia nie je predpísaný PUE ako povinný, aj keď je to veľmi žiaduce. Keď trojfázový elektromotor pracuje na dvoch fázach, vinutia sa postupne prehrievajú, čo vedie k zničeniu izolácie drôtu vinutia.

Tento režim môže nastať napríklad pri strate kontaktu v jednej zo spínacích fáz.

Najhoršie v tejto situácii je, že spotrebovaný prúd môže byť porovnateľný s menovitou hodnotou, to znamená, že prúdová ochrana elektromotora vrátane tepelných spúští, ktoré chránia pred preťažením, nemusí na tento režim reagovať.

Niektoré modely elektrických strojov obsahujú zabudované (teplotné) snímače vinutia. Takéto úpravy elektrických strojov môžu byť vybavené špeciálnym zariadením na ochranu motora, ktoré monitoruje tepelný stav elektrického stroja.

Tepelné ochranné zariadenia môžu pomôcť aj v prípade prehriatia pri dvojfázovej prevádzke.

OCHRANNÉ ZARIADENIA PRE MOTORY NAD 1000 VOLT

Bezpečnosť elektrických strojov vysokého napätia je zabezpečená iba diaľkovými reléovými zariadeniami. Tepelné a elektromagnetické spúšte sú výsadou nízkonapäťových zariadení.

Princíp činnosti a výpočet nastavení pre vypnutie prúdu a ochranu proti preťaženiu sú rovnaké ako pre nízkonapäťové stroje. Ale okrem toho existujú špecifické ochranné zariadenia, ktoré sa nepoužívajú pri nízkom napätí.

Ochrana proti jednofázovým zemným poruchám.

Charakteristickým znakom sietí vysokého napätia (6 – 10 kV) je prevádzka v izolovanom neutrálnom režime. V takýchto sieťach môže byť veľkosť zemného spojenia iba niekoľko ampérov, čo je mimo zóny citlivosti ochrany maximálneho prúdového preťaženia.

Jednofázové zemné poruchy sú charakterizované prítomnosťou nulovej sekvencie prúdov tečúcich rovnakým smerom vo všetkých troch fázach.

Relé zemnej ochrany pre elektromotor (takto sa nazýva v žargóne špecialistov na relé) je pripojené k špeciálnemu transformátoru s nulovou sekvenciou, čo je torus (šiška), cez ktorý prechádza napájací kábel.

V tomto prípade by výstup tieniaceho plášťa vysokonapäťového kábla nemal prechádzať cez torus, inak dôjde k falošným operáciám zariadenia a spínač sa vypne.

Materiály prezentované na stránke slúžia len na informačné účely a nemôžu byť použité ako usmernenia alebo regulačné dokumenty.

Preťaženie motora sa vyskytuje v nasledujúcich prípadoch:

pri dlhšom štarte alebo samoštartovaní;
z technologických dôvodov v mechanizmoch s kolísavým zaťažením (výťahy, valcovne a pod.);
pri preťažení mechanizmu, ku ktorému dochádza v uhoľných mlynoch a drvičoch pri vstupe surového uhlia do nich a v iných mechanizmoch podobného typu;
v dôsledku prerušenia jednej fázy;
ak dôjde k poškodeniu mechanickej časti elektromotora alebo mechanizmu, čo spôsobí zvýšenie krútiaceho momentu Pani a brzdenie elektromotorom.

Preťaženia môžu byť stabilné alebo krátkodobé.

Pre elektromotor je nebezpečné iba trvalé preťaženie.

Nadprúdy spôsobené spustením alebo samovoľným spustením elektromotora sú krátkodobé a pri dosiahnutí normálnej rýchlosti otáčania sa zničia. Tieto prúdy môžu predstavovať nebezpečenstvo iba vtedy, ak je proces nasadzovania elektromotora oneskorený alebo ak sa pri samoštartovaní ukáže, že M d.< М с. нач. . В последнем случае электродвигатель развернуться не сможет и длительно будет обтекаться пусковым током.

Významné zvýšenie prúdu elektromotora sa dosiahne aj pri strate fázy, ku ktorej dochádza iba v elektromotoroch chránených poistkami, keď jedna z nich vyhorí. Pri menovitom zaťažení v závislosti od parametrov elektromotora bude nárast prúdu statora pri výpadku fázy približne (1,6÷2,5) I men. Toto preťaženie je udržateľné. Stabilné sú aj nadprúdy spôsobené mechanickým poškodením elektromotora alebo mechanizmu, ktorým sa otáča a preťaženie mechanizmu.

Hlavným nebezpečenstvom nadprúdov pre elektromotor je sprievodné zvýšenie teploty jednotlivých častí a predovšetkým vinutia.

Zvýšenie teploty urýchľuje opotrebovanie izolácie vinutia a tým znižuje životnosť elektromotora.

Preťažiteľnosť elektromotora je určená charakteristikou vzťahu medzi veľkosťou nadprúdu a prípustným časom jeho toku:

t=Ta-1/k2-1

Kde t –prípustné trvanie preťaženia, sek;

T– časová konštanta ohrevu, sek;

a– koeficient v závislosti od typu izolácie motora, ako aj od frekvencie a charakteru nadprúdov; Pre asynchrónne elektromotory v priemere a=1,3;

k– nadprúdový činiteľ – pomer tohto prúdu k menovitému prúdu motora, t.j. k=I/I nom

Predtým bola na všetky elektromotory inštalovaná ochrana proti preťaženiu s vypínacím efektom, čo viedlo v niektorých prípadoch k nesprávnemu vypínaniu elektromotorov.

V súčasnosti sa pri rozhodovaní o inštalácii ochrany proti preťaženiu na elektromotor riadia jeho prevádzkovými podmienkami:

na elektromotoroch mechanizmov, ktoré nie sú poškodené technologickými preťaženiami (napríklad elektromotory obehových čerpadiel, napájacích čerpadiel a pod.) a nemajú sťažené podmienky štartovania alebo samoštartovania, nie je inštalovaná ochrana proti preťaženiu.
na elektromotory podliehajúce technologickému preťaženiu (napr. elektromotory mlynov, drvičov, vrecovacích čerpadiel a pod.), ako aj na elektromotory, ktorých samoštartovanie nie je zabezpečené, musí byť nainštalovaná ochrana proti preťaženiu.
Ochrana proti preťaženiu sa vykonáva s vypínacou činnosťou v prípade, že nie je zabezpečené samospustenie elektromotora alebo technologické preťaženie nemožno z mechanizmu odstrániť bez zastavenia elektromotora.
ochrana proti preťaženiu elektromotora sa vykonáva s účinkom na odľahčenie mechanizmu alebo signálu, ak je možné technologické preťaženie odstrániť z mechanizmu automaticky alebo ručne personálom bez zastavenia mechanizmu a elektromotory sú pod dohľadom personálu.
na elektromotoroch mechanizmov, ktoré môžu mať preťaženie, ktoré je možné odstrániť počas prevádzky mechanizmu, ako aj preťaženie, ktoré nemožno odstrániť bez zastavenia mechanizmu, je vhodné zabezpečiť nadprúdovú ochranu s kratším časovým oneskorením pre odľahčenie mechanizmu ( ak je to možné) a dlhšie časové oneskorenie vypnutia elektromotora . Kritické pomocné elektromotory nabíjacie stanice sú pod neustálym dohľadom obsluhujúceho personálu, preto ich ochrana pred preťažením sa vykonáva hlavne pôsobením na signál.

Je žiaduce mať ochranu pre elektromotory podliehajúce technologickému preťaženiu tak, aby na jednej strane chránila pred neprijateľným preťažením a na druhej strane umožňovala maximálne využiť charakteristiku preťaženia motora. elektromotor, berúc do úvahy predchádzajúce zaťaženie a teplotu okolia.

Elektromotor, ako každé elektrické zariadenie, nie je imúnny voči núdzovým situáciám. Ak sa opatrenia neprijmú včas, t.j. Ak elektromotor nie je chránený pred preťažením, jeho porucha môže viesť k zlyhaniu iných prvkov.

(ArticleToC: enabled=yes )

Problém spojený so spoľahlivou ochranou elektromotorov, ako aj zariadení, v ktorých sú inštalované, zostáva v našej dobe stále aktuálny. Týka sa to predovšetkým podnikov, kde dochádza k častému porušovaniu pravidiel prevádzkových mechanizmov, čo vedie k preťaženiu opotrebovaných mechanizmov a haváriám.

Aby nedošlo k preťaženiu, je potrebné nainštalovať ochranu, t.j. zariadenia, ktoré dokážu včas reagovať a zabrániť nehode.

Pretože najväčšie uplatnenie dostal asynchrónny motor, na jeho príklade zvážime, ako chrániť motor pred preťažením a prehriatím.

Existuje pre nich päť typov nehôd:

zlom vo vinutí fázového statora (PF). Situácia sa vyskytuje pri 50 % nehôd;
brzdenie rotora, ktoré sa vyskytuje v 25% prípadov (ZR);
zníženie odporu vo vinutí (WS);
slabé chladenie motora (ALE).

Ak dôjde k niektorej z vyššie uvedených nehôd, hrozí porucha motora, pretože je preťažený. Ak nie je nainštalovaná žiadna ochrana, prúd sa po dlhú dobu zvyšuje. Ale jeho prudký nárast môže nastať počas skratu. Na základe možného poškodenia sa zvolí ochrana elektromotora proti preťaženiu.

Typy ochrany proti preťaženiu

Je ich niekoľko:

tepelný;
prúd;
teplota;
fázovo citlivé atď.

K prvému, t.j. Tepelná ochrana elektromotora zahŕňa inštaláciu tepelného relé, ktoré otvorí kontakt v prípade prehriatia.

Ochrana proti teplotnému preťaženiu, ktorá reaguje na rastúce teploty. Na jeho inštaláciu potrebujete teplotné snímače, ktoré otvoria okruh, ak sú časti motora príliš horúce.

Prúdová ochrana, ktorá môže byť minimálna alebo maximálna. Ochranu proti preťaženiu je možné dosiahnuť použitím prúdového relé. V prvej verzii sa relé spustí a otvorí okruh, ak sa prekročí povolená hodnota prúdu vo vinutí statora.

V druhom relé reagujú na zánik prúdu, spôsobený napríklad prerušením obvodu.

Účinná ochrana elektromotora pred zvýšeným prúdom vo vinutí statora, a teda prehriatím, sa vykonáva pomocou ističa.

Elektromotor môže zlyhať v dôsledku prehriatia.

Prečo sa to deje? Pri spomienke na školské hodiny fyziky každý chápe, že keď prúd preteká vodičom, ohrieva ho. Elektrický motor sa nebude prehrievať pri menovitom prúde, ktorého hodnota je uvedená na kryte.

Ak sa prúd vo vinutí začne z rôznych dôvodov zvyšovať, hrozí prehriatie motora. Ak sa neprijmú žiadne opatrenia, zlyhá v dôsledku skratu medzi vodičmi, ktorých izolácia sa roztavila.

Preto je potrebné zabrániť zvyšovaniu prúdu, t.j. nainštalujte tepelné relé - účinná ochrana motora pred prehriatím. Štrukturálne ide o tepelné uvoľnenie, ktorého bimetalické platne sa vplyvom tepla ohýbajú a prerušujú obvod. Na kompenzáciu tepelnej závislosti má relé kompenzátor, vďaka ktorému dochádza k spätnému vychýleniu.

Stupnica relé je kalibrovaná v ampéroch a zodpovedá hodnote menovitého prúdu a nie hodnote prevádzkového prúdu. V závislosti od konštrukcie sú relé namontované na paneloch, na magnetických štartéroch alebo v kryte.

Pri správnom výbere zabránia nielen preťaženiu elektromotora, ale aj fázovej nevyváženosti a zasekávaniu rotora.

Ochrana motora auta

Prehriatie elektromotora ohrozuje vodičov áut aj s nástupom horúceho počasia, a to aj s dôsledkami rôznej zložitosti – od cesty, ktorú bude treba zrušiť až po generálna oprava motor, v ktorom môže dôjsť k zadretiu piestu vo valci v dôsledku prehriatia alebo k deformácii hlavy.

Počas jazdy sa elektromotor chladí prúdením vzduchu, no keď auto uviazne v zápche, nestane sa tak, čo spôsobí prehriatie. Aby ste to rozpoznali včas, mali by ste sa pravidelne pozerať na snímač teploty (ak existuje). Akonáhle je šípka v červenej zóne, musíte okamžite zastaviť, aby ste zistili príčinu.

Výstražný svetelný signál by ste nemali ignorovať, pretože za ním ucítite zápach vyvarenej chladiacej kvapaliny. Potom sa spod kapoty objaví para, čo naznačuje kritickú situáciu.

Ako byť in podobná situácia? Zastavte, vypnite elektrický motor a počkajte, kým prestane vrieť, otvorte kapotu. Zvyčajne to trvá do 15 minút. Ak nie sú žiadne známky úniku, doplňte kvapalinu do chladiča a skúste naštartovať motor. Ak teplota začne prudko stúpať, pohybujte sa opatrne, aby ste zistili príčinu v diagnostickej službe.

Príčiny prehriatia

Na prvom mieste sú poruchy radiátorov. Môže to byť: jednoduchá kontaminácia topoľovým chumáčom, prachom, listami. Odstránením kontaminácie sa problém vyrieši. Problematickejšie je riešiť vnútorné znečistenie radiátora – vodný kameň, ktorý sa objavuje pri použití tmelov.

Riešením je nahradiť tento prvok.

Potom postupujte takto:

Odtlakovanie systému spôsobené prasknutou hadicou, nedostatočne utiahnutými svorkami, poruchou kohútika ohrievača, opotrebovaným tesnením čerpadla atď.;
Chybný termostat alebo vodovodná batéria. To sa dá ľahko určiť, ak pri horúcom motore dôkladne nahmatáte hadicu alebo chladič. Ak je hadica studená, dôvodom je termostat a bude potrebné ho vymeniť;
Čerpadlo, ktoré nefunguje efektívne alebo nefunguje vôbec. To vedie k zlej cirkulácii cez chladiaci systém;
Rozbitý ventilátor, t.j. sa nezapne v dôsledku poruchy motora, spojky, snímača alebo uvoľneného kábla. Nerotujúce obežné koleso tiež spôsobuje prehrievanie elektromotora;
Nakoniec nedostatočné utesnenie spaľovacej komory. Ide o dôsledky prehriatia, ktoré vedie k spáleniu tesnenia hlavy, tvorbe trhlín a deformácii hlavy valcov a vložky. Ak dôjde k viditeľnému úniku z nádrže chladiacej kvapaliny, čo vedie k prudkému zvýšeniu tlaku pri spustení chladenia, alebo ak sa v kľukovej skrini objaví olejová emulzia, potom je to dôvod.

Aby ste sa nedostali do podobnej situácie, je potrebné vykonať preventívne opatrenia, ktoré vás môžu zachrániť pred prehriatím a poruchou. „Slabý článok“ je určený metódou vylúčenia, t.j. skontrolujte postupne podozrivé detaily.

Nesprávne zvolený prevádzkový režim môže spôsobiť prehriatie, t.j. nízky prevodový stupeň a vysoké otáčky.

Ochrana proti prehriatiu kolesa motora

Motorové koleso bicykla sa stáva nepoužiteľným aj po „utrpení“ prehriatím. Ak počas horúceho dňa jazdíte nejaký čas na maximálny výkon pri najvyššej rýchlosti, vinutia motorového kolesa sa prehrejú a začnú sa topiť, rovnako ako iné elektrický motor zažíva preťaženie.

Ďalej príde skrat a motor sa zastaví, na obnovenie jeho funkčnosti je potrebné previnutie. Aby sa tomu zabránilo, existujú vysokovýkonné regulátory, ktoré zvyšujú krútiaci moment. Oprava motorového kolesa, ktoré sa pokazilo, je nákladná operácia, finančnými nákladmi porovnateľná s nákupom nového.

Teoreticky by bolo možné nainštalovať teplotný senzor, ktorý by zabránil prehriatiu, no výrobcovia to z viacerých dôvodov nerobia. Jedným z nich je komplikácia konštrukcie regulátora a zvýšenie ceny motorového kolesa ako celku. Ostáva už len jediné – starostlivo vybrať ovládač v súlade s výkonom motora kolesa.

Video: Prehrievanie motora, príčiny prehrievania.

FRAGMEHT KNIHY (...) TECHNICKÉ A EKONOMICKÉ FAKTORY OVPLYVŇUJÚCE VÝBER OCHRANNÝCH PROSTRIEDKOV
Analýza prevádzkových režimov asynchrónneho motora ukazuje, že vo výrobných podmienkach môžu nastať rôzne núdzové situácie, ktoré majú pre motor rôzne dôsledky. Prostriedky ochrany nemajú dostatočnú univerzálnosť, aby zabezpečili, že vo všetkých prípadoch, bez ohľadu na príčinu a povahu núdzového režimu, dôjde k vypnutiu motora v prípade akejkoľvek nebezpečnej situácie. Každý núdzový režim má svoje vlastné charakteristiky. V súčasnosti používané ochranné zariadenia majú nevýhody a výhody, ktoré sa prejavujú za určitých podmienok. Do úvahy treba vziať aj ekonomickú stránku problému. Výber ochranných prostriedkov by mal vychádzať z technicko-ekonomickej kalkulácie, pri ktorej je potrebné zohľadniť cenu samotného ochranného zariadenia, náklady na jeho prevádzku, výšku škôd spôsobených poruchou motora. Treba mať na pamäti, že spoľahlivosť ochrany závisí aj od charakteristík pracovného stroja a jeho prevádzkového režimu. Teplotná ochrana má najväčšiu všestrannosť. Ale stojí to viac ako iné prostriedky ochrany a je zložitejšie v dizajne. Preto je jeho použitie opodstatnené v prípadoch, keď iné druhy ochrany buď nedokážu zabezpečiť spoľahlivú prevádzku, alebo chránená inštalácia kladie zvýšené nároky na spoľahlivosť ochrany, napríklad z dôvodu veľkého poškodenia pri havárii motora.
Typ ochranného zariadenia by sa mal zvoliť pri navrhovaní procesného zariadenia, berúc do úvahy všetky vlastnosti jeho prevádzky. Prevádzkový personál musí dostať plne vybavené potrebné vybavenie. V niektorých prípadoch však pri prestavbe alebo prestavbe výrobnej linky
Prevádzkový personál sa musí sám rozhodnúť, ktorý typ ochrany je v konkrétnom prípade vhodný. Na tento účel je potrebné analyzovať možné núdzové režimy inštalácie a vybrať požadované ochranné zariadenie. V tejto brožúre sa nebudeme podrobne zaoberať metodikou výberu ochrany motora proti preťaženiu. Obmedzíme sa len na niektoré všeobecné odporúčania, ktoré môžu byť užitočné pre obsluhujúci personál vidieckych elektrických inštalácií.
Najprv je potrebné stanoviť núdzové režimy charakteristické pre túto inštaláciu. Niektoré z nich sú možné vo všetkých inštaláciách, zatiaľ čo iné sú možné len v niektorých inštaláciách. Preťaženia v dôsledku straty fázy sú nezávislé od prevádzkového stroja a môžu sa vyskytnúť vo všetkých inštaláciách. Tepelné relé a zabudovaná teplotná ochrana plnia v tomto type núdzového režimu celkom uspokojivo ochranné funkcie. Použitie špeciálnej ochrany proti strate fázy okrem ochrany proti preťaženiu musí byť odôvodnené. Vo väčšine prípadov sa to nevyžaduje. Postačujú tepelné relé a teplotná ochrana. Je potrebné systematicky kontrolovať ich stav a regulovať ich. Iba v prípadoch, keď by porucha motora mohla spôsobiť veľké škody, je možné použiť špeciálnu ochranu proti preťaženiu pri strate fázy.
Tepelné relé nie sú dostatočne účinné ako prostriedok ochrany proti preťaženiu v striedavých (s veľkými výkyvmi zaťaženia), prerušovaných a krátkodobých prevádzkových režimoch. V týchto prípadoch je účinnejšia vstavaná teplotná ochrana. V prípade strojov s obtiažnym štartovaním treba uprednostniť aj zabudovanú teplotnú ochranu.
Z dostupných rôznych zariadení na ochranu indukčných motorov sa široko používajú iba dve zariadenia: tepelné relé a vstavaná teplotná ochrana. Tieto dve zariadenia si konkurujú v dizajne elektrických pohonov pre poľnohospodárske stroje. Pre výber typu ochrany sa vykoná technicko-ekonomický výpočet metódou znížených nákladov. Bez toho, aby sme sa zaoberali presným výpočtom pomocou tejto metódy, zvážime použitie jej hlavných ustanovení na výber najvýhodnejšej možnosti ochrany.
Uprednostniť by sa mala možnosť, ktorá bude mať najnižšie náklady na obstaranie, inštaláciu a prevádzku predmetných zariadení. V tomto prípade treba počítať so škodou spôsobenou výrobou z nedostatočnej spoľahlivosti ochrany. Náklady znížené na jeden rok používania sú určené vzorcom
kde K sú náklady na motor a ochranné zariadenie vrátane nákladov na ich dopravu a inštaláciu;
ke - koeficient zohľadňujúci odpočty za odpisy, obnovu zariadení, opravy;
E - prevádzkové náklady (náklady na obsluhu ochranných prostriedkov, spotrebovaná elektrická energia a pod.);
Y - poškodenie spôsobené výrobou v dôsledku zlyhania alebo nesprávneho pôsobenia ochrany.
Výška škody sa skladá z dvoch pojmov
kde Vt je technologická škoda spôsobená poruchou motora (náklady na nepredané alebo poškodené výrobky);
Kd - náklady na výmenu poškodeného motora a ochranného zariadenia vrátane nákladov na demontáž starého a inštaláciu nového zariadenia;
p0 je pravdepodobnosť zlyhania (nesprávnej činnosti) ochrany vedúcej k havárii motora.
Prevádzkové náklady sú výrazne nižšie ako ostatné zložky daných nákladov, preto ich možno pri ďalších výpočtoch zanedbať. Náklady na motor so zabudovanou ochranou a vstavaným ochranným zariadením sú vyššie ako náklady na bežný motor a tepelné relé. Ale prvá z uvažovaných obranných opatrení je pokročilejšia. Funguje efektívne takmer vo všetkých núdzových situáciách, takže škody spôsobené nesprávnou prevádzkou budú menšie. Náklady na drahšiu ochranu budú opodstatnené iba vtedy, ak sa poškodenie zníži o viac ako dodatočné náklady na pokročilejšiu ochranu.
Výška technologických škôd závisí od povahy technologický postup a prestoje zariadení. V niektorých prípadoch sa to nemusí brať do úvahy. Týka sa to predovšetkým samostatne fungujúcich zariadení, ktorých odstávka pri odstraňovaní havárie nemá citeľný vplyv na celú výrobu. S presýtením výroby mechanizáciou a elektrifikáciou sa zvyšuje úroveň požiadaviek na spoľahlivosť prevádzky zariadení. Prestoje spôsobené chybným elektrickým zariadením vedú k veľkým škodám a v niektorých prípadoch sa stávajú neprijateľnými. Pomocou niektorých spriemerovaných údajov je možné určiť rozsah ekonomicky opodstatneného použitia zložitejších ochranných zariadení.
Pravdepodobnosť zlyhania ochrany p0 závisí od konštrukcie a kvality výroby zariadenia, ako aj od charakteru núdzového režimu, v ktorom sa motor môže ocitnúť. Ako je uvedené vyššie, v niektorých núdzových podmienkach tepelné relé neposkytujú spoľahlivé vypnutie motora. V tomto prípade je lepšia vstavaná teplotná ochrana. Skúsenosti s používaním tejto ochrany ukazujú, že pravdepodobnosť zlyhania tejto ochrany RV sa môže rovnať 0,02. To znamená, že existuje možnosť, že zo 100 takýchto zariadení môžu dve zlyhať, čo má za následok poruchu motora.
Pomocou vzorcov (40) a (41) určíme, pri akej hodnote pravdepodobnosti zlyhania tepelných relé RTR budú znížené náklady rovnaké. To umožní vyhodnotiť rozsah použitia konkrétneho zariadenia. Ak zanedbáme prevádzkové náklady, môžeme písať
kde indexy vz a tr znamenajú zabudovanú ochranu a tepelné relé. Odtiaľto sa dostaneme
Aby bolo možné uviesť poradie požadovanej úrovne spoľahlivosti činnosti tepelného relé, zvážte príklad.
Stanovme maximálnu prípustnú hodnotu RTR tepelného relé TRN-10 s bimetalickými prvkami doplnenými o motor A02-42-4SKH porovnaním s možnosťou použitia motora A02-42-4SKHTZ so zabudovanou tepelnou ochranou UVTZ, pre ktoré akceptujeme RVZ = 0,02. Predpokladá sa, že technologické škody sú nulové. Náklady na motor s tepelným relé, vrátane nákladov na dopravu a inštaláciu, sú 116 rubľov a pre verziu s ochranou UVTZ - 151 rubľov. Náklady na výmenu neúspešného motora A02-42-4СХ a tepelného relé TRN-10, berúc do úvahy náklady na demontáž starého zariadenia a inštaláciu nového zariadenia, sú 131 rubľov a pre verziu s ochranou UVTZ - 170 rubľov. V súlade s existujúcimi normami akceptujeme ke = 0,32. Po dosadení týchto údajov do rovnice (43) získame
Získané hodnoty charakterizujú prípustné pravdepodobnosti porúch, nad ktorými je použitie tepelných relé ekonomicky nerentabilné. Podobné čísla sú získané pre iné motory s malým výkonom. Na určenie realizovateľnosti použitia predmetných ochranných opatrení je potrebné porovnať prípustné pravdepodobnosti porúch so skutočnými.
Nedostatok dostatočných údajov o skutočných hodnotách nám neumožňuje presne určiť oblasť efektívnej aplikácie uvažovaného ochranné zariadenia priamym použitím uvedenej metódy technicko-ekonomického výpočtu. Pomocou výsledkov analýzy prevádzkových režimov asynchrónneho motora a ochranných zariadení, ako aj niektorých údajov, ktoré nepriamo charakterizujú požadované ukazovatele spoľahlivosti, je však možné načrtnúť oblasti výhodného použitia jedného alebo druhého typu ochranného zariadenia. .
Skutočná úroveň spoľahlivosti ochrany závisí nielen od princípu jej činnosti a kvality zariadenia, ale aj od úrovne prevádzky elektrického zariadenia. Tam, kde bola zavedená údržba elektrických zariadení, je napriek niektorým nedostatkom tepelných relé nehodovosť elektromotorov nízka. Prax vyspelých fariem ukazuje, že pri dobre zavedenej technickej údržbe elektrických inštalácií sa môže ročné percento zlyhania elektromotorov chránených tepelnými relé znížiť na 5 % alebo nižšie.
Treba však poznamenať, že tento záver je platný len pri zvažovaní celkového obrazu. Pri zvažovaní niektorých špecifických podmienok by sa mali uprednostniť iné ochranné zariadenia. Na základe analýzy prevádzkových režimov elektrického pohonu je možné určiť množstvo inštalácií, pri ktorých bude vysoká pravdepodobnosť zlyhania tepelných relé v dôsledku nedostatkov v princípe ich činnosti.
1. Elektrické pohony pre stroje s ostro premenlivým zaťažením (sekačky krmiva, drviče, pneumatické dopravníky na nakladanie siláže a pod.). Pri veľkých výkyvoch zaťaženia tepelné relé nemôžu „modelovať“ tepelný stav motora, takže skutočná miera zlyhania tepelných relé v takýchto inštaláciách bude vysoká.
2. Elektromotory pracujúce v tvare „trojuholníka“. Ich zvláštnosťou je, že pri prerušení jednej z fáz napájacieho vedenia sa prúd v zostávajúcich lineárnych drôtoch a fázach zvyšuje nerovnomerne. V najviac zaťaženej fáze prúd rastie rýchlejšie ako v lineárnych drôtoch.
3. Elektromotory zariadení pracujúcich so zvýšenou frekvenciou núdzových situácií vedúcich k vypnutiu motora (napríklad dopravníky na zber hnoja).
4. Elektromotory inštalácií, ktorých prestoje spôsobujú veľké technologické škody.

Pri prevádzke asynchrónnych elektromotorov, podobne ako pri akomkoľvek inom elektrickom zariadení, sa môžu vyskytnúť poruchy - poruchy, ktoré často vedú k núdzovej prevádzke a poškodeniu motora. jeho predčasné zlyhanie.

Než prejdeme k metódam ochrany elektromotorov, stojí za to zvážiť základné a najviac bežné dôvody výskyt núdzovej prevádzky asynchrónnych elektromotorov:

Jednofázové a medzifázové skraty - v kábli, svorkovnici elektromotora, vo vinutí statora (do puzdra, medzizávitové skraty).

Skraty sú najnebezpečnejším typom poruchy v elektrickom motore, pretože sú sprevádzané výskytom veľmi vysokých prúdov, čo vedie k prehriatiu a spáleniu vinutia statora.

Bežnou príčinou tepelného preťaženia elektromotora, ktoré vedie k abnormálnej prevádzke, je strata jednej z napájacích fáz. To vedie k výraznému zvýšeniu prúdu (dvojnásobok menovitého prúdu) v statorových vinutiach ostatných dvoch fáz.

Dôsledkom tepelného preťaženia elektromotora je prehriatie a deštrukcia izolácie statorových vinutí, čo vedie ku skratovaniu vinutia a nepoužiteľnosti elektromotora.

Ochrana elektromotorov pred prúdovým preťažením spočíva vo včasnom odpojení elektromotora od napätia, keď sa v jeho silovom obvode alebo riadiacom obvode objavia veľké prúdy, t.j. pri skratoch.

Na ochranu elektromotorov pred skratmi sa používajú tavné vložky, elektromagnetické relé a automatické ističe s elektromagnetickými spúšťami, zvolené tak, aby odolali veľkým rozbehovým nadprúdom, ale pri skratových prúdoch sa okamžite spustili.

Na ochranu elektromotorov pred tepelným preťažením je v obvode pripojenia elektromotora zahrnuté tepelné relé, ktoré má kontakty riadiaceho obvodu - cez ne je napätie privádzané do cievky magnetického štartéra.

Pri tepelnom preťažení sa tieto kontakty otvoria, čím sa preruší napájanie cievky, čo vedie k návratu skupiny výkonových kontaktov do pôvodného stavu - elektromotor je bez napätia.

Jednoduchý a spoľahlivý spôsob ochrany elektromotora pred stratou fázy je pridať do schémy zapojenia ďalší magnetický štartér:

Zapnutie ističa 1 vedie k uzavretiu napájacieho obvodu cievky magnetického štartéra 2 (prevádzkové napätie tejto cievky by malo byť ~ 380 V) a uzavretiu napájacích kontaktov 3 tohto štartéra, cez ktoré ( používa sa iba jeden kontakt) cievka magnetického štartéra je napájaná 4.

Zapnutím tlačidla „Štart“ 6 cez tlačidlo „Stop“ 8 sa zatvorí napájací obvod cievky 4 druhého magnetického štartéra (jej prevádzkové napätie môže byť 380 alebo 220 V), jeho silové kontakty 5 sa zatvoria. a do motora sa privádza napätie.

Po uvoľnení tlačidla „Štart“ 6 bude napätie z napájacích kontaktov 3 prúdiť cez normálne otvorený blokový kontakt 7, čím sa zabezpečí kontinuita napájacieho obvodu magnetickej štartovacej cievky.

Ako je zrejmé z tohto ochranného obvodu elektromotora, ak z nejakého dôvodu chýba jedna z fáz, nebude do elektromotora privádzané napätie, čo zabráni jeho tepelnému preťaženiu a predčasnému zlyhaniu.