ÚVOD

Elektrické stroje sú široko používané v elektrárňach, v priemysle, v doprave, v letectve, v systémoch automatické ovládanie a regulácia v každodennom živote. Premieňajú mechanickú energiu na elektrickú energiu (generátory) a naopak elektrická energia na mechanické.

Akýkoľvek elektrický stroj môže byť použitý ako generátor, tak aj ako motor. Táto vlastnosť sa nazýva reverzibilita. Môže sa použiť aj na premenu jedného typu prúdu na iný (frekvencia, počet fáz striedavého prúdu, napätie) na energiu iného typu prúdu. Takéto stroje sa nazývajú konvertory. Elektrické stroje v závislosti od typu prúdu elektrická inštalácia v ktorých musia pracovať sa delia na stroje na jednosmerný prúd a stroje na striedavý prúd. Stroje na striedavý prúd môžu byť jednofázové alebo viacfázové. Najpoužívanejšie asynchrónne motory a synchrónne motory a generátory.

Princíp činnosti elektrických strojov je založený na využití zákonov elektromagnetickej indukcie a elektromagnetických síl.

Elektromotory používané v priemysle a každodennom živote sa vyrábajú sériovo, čo predstavuje sériu elektrických strojov so zvyšujúcim sa výkonom, ktoré majú rovnakú konštrukciu a spĺňajú všeobecné požiadavky. Špeciálne série sú široko používané.

Ochrana elektromotorov. Ochranný obvod motora

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.

Obr.1

Predtým, ako 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.

· Tepelné preťaženie elektromotora - zvyčajne nastáva pri veľmi obtiažnom otáčaní hriadeľa (porucha ložiska, vniknutie nečistôt do závitovky, spustenie motora pri príliš veľkej záťaži alebo jeho úplné zastavenie).

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, poistkovými vložkami, elektromagnetickými relé, istič s elektromagnetickou spúšťou, zvolenou tak, aby odolali veľkým rozbehovým nadprúdom, ale pri skratových prúdoch sa okamžite spustia.

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.

Elektromotory sú preťažené

· pri dlhšom štartovaní a samoštartovaní,

· keď sú poháňané mechanizmy preťažené,

· keď napätie na svorkách motora klesá.

· v prípade výpadku fázy.

Pre elektromotor je nebezpečné iba trvalé preťaženie. Nadprúdy spôsobené spustením alebo samovoľným spustením elektromotora sú krátkodobé a pri dosiahnutí normálnej rýchlosti otáčania sa samovoľne likvidujú.

Výrazné zvýšenie prúdu elektromotora sa dosiahne aj pri strate fázy, ku ktorej dochádza napríklad pri 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) ja žiadne M . Toto preťaženie je udržateľné. Stabilné sú aj nadprúdy spôsobené mechanickým poškodením elektromotora alebo mechanizmu, ktorý otáča a preťaženie samotného mechanizmu. Hlavným nebezpečenstvom nadprúdov je sprievodné zvýšenie teploty jednotlivých častí a predovšetkým vinutia. Zvýšenie teploty urýchľuje opotrebovanie izolácie vinutia a znižuje životnosť motora. Preťažiteľnosť elektromotora je určená charakteristikou vzťahu medzi nadprúdom a prípustným časom jeho prechodu:

Kde t – prípustné trvanie preťaženia, s;

A - koeficient v závislosti od typu izolácie elektromotora, ako aj od frekvencie a charakteru nadprúdov; pre konvenčné motory A= 150-250;

TO - nadprúdový faktor, teda pomer prúdu elektromotora ja d Komu ja nom.

Typ charakteristiky preťaženia pri konštantnom čase ohrevu T = 300 s je znázornené na obr. 20.2.

Pri rozhodovaní o inštalácii reléovej ochrany proti preťaženiu a povahe jej činnosti sa riadia prevádzkovými podmienkami elektromotora, pričom treba pamätať na možnosť stabilného preťaženia jeho hnacieho mechanizmu:

A. Na elektromotoroch mechanizmov, ktoré nepodliehajú technologickému preťaženiu (napr. elektromotory obehových čerpadiel, napájacích čerpadiel a pod.) a nemajú sťažené podmienky štartovania alebo samoštartovania, sa nesmie inštalovať ochrana proti preťaženiu. Jeho inštalácia sa však odporúča na motory zariadení, ktoré nemajú stály personál údržby, berúc do úvahy nebezpečenstvo preťaženia motora pri nízkom napájacom napätí alebo režime otvorenej fázy;

Ryža. 20.2. Charakteristika závislosti prípustného trvania preťaženia od násobku preťaženého prúdu

b. Na elektromotory podliehajúce technologickému preťaženiu (napr. elektromotory mlynov, drvičov, čerpadiel a pod.), ako aj na elektromotory, ktorých samoštartovanie nie je zabezpečené, musí byť nainštalovaná ochrana proti preťaženiu;

V. Ochrana proti preťaženiu sa vykonáva s vypínacou činnosťou v prípade, že nie je zabezpečený samovoľný rozbeh elektromotorov alebo technologické preťaženie nemožno z mechanizmu odstrániť bez zastavenia elektromotora;

G. Ochrana proti preťaženiu motora sa vykonáva s účinkom vyloženia mechanizmu alebo signálu, ak je možné technologické preťaženie odstrániť z mechanizmu automaticky alebo ručne personálom bez zastavenia mechanizmu a elektromotory sú pod dohľadom personálu;

d. Na elektromotoroch mechanizmov, ktoré môžu mať preťaženie, ktoré je možné odstrániť počas prevádzky mechanizmu, ako aj preťaženie, ktorého odstránenie nie je možné bez zastavenia mechanizmu, je vhodné zabezpečiť pôsobenie reléovej ochrany proti nadprúdy s kratším časovým oneskorením pre vypnutie elektromotora; v prípadoch, keď sú kritické elektromotory pre potreby pomocných zariadení v elektrárni pod neustálym dohľadom obsluhujúceho personálu, je možné ich chrániť pred preťažením 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 čo najúplnejšie využitie charakteristiky preťaženia. elektromotora, berúc do úvahy predchádzajúce zaťaženie a okolitú teplotu. Najlepšia charakteristika Nadprúdová ochrana by bola taká, ktorá by prešla mierne pod charakteristiku preťaženia (prerušovaná krivka na obr. 20.2).

20.4. Ochrana proti preťaženiu s tepelným relé. Lepšie ako iné tepelné relé, ktoré reagujú na množstvo tepla, môžu poskytnúť charakteristiku blížiacu sa charakteristike preťaženia elektromotora. Q, zvýraznený v odpore jeho vykurovacieho telesa. Tepelné relé sú vyrobené na princípe využitia rozdielu v koeficiente lineárnej rozťažnosti rôznych kovov pod vplyvom zahrievania. Základom takéhoto tepelného relé je bimetalová doska pozostávajúca z kovov spájkovaných po celom povrchu A A b s veľmi rozdielnymi koeficientmi lineárnej rozťažnosti. Pri zahrievaní sa doska ohýba smerom ku kovu s nižším koeficientom rozťažnosti a uzatvára kontakty relé .

Platňa sa zahrieva vykurovacím telesom, keď ňou prechádza prúd.

Tepelné relé sa ťažko udržiavajú, nastavujú a majú rôzne vlastnosti jednotlivé relé často nezodpovedajú tepelným charakteristikám elektromotorov a sú závislé od teploty okolia, čo vedie k narušeniu súladu medzi tepelnými charakteristikami relé a elektromotora. Preto sa v zriedkavých prípadoch používajú tepelné relé, zvyčajne v magnetických štartéroch a 0,4 kV ističoch.

20.5. Ochrana proti preťaženiu pomocou prúdových relé. Na ochranu elektromotorov pred preťažením sa zvyčajne používa MTZ pomocou relé s obmedzenými závislými charakteristikami typu RT-80 alebo MTZ s nezávislými prúdovými relé a časovými relé.

Výhodami MTZ oproti tepelným je ich jednoduchšia obsluha a jednoduchší výber a nastavenie charakteristiky reléovej ochrany. MTZ však neumožňujú využívať preťaženie elektromotorov z dôvodu ich nedostatočnej doby prevádzky pri nízkych prúdových pomeroch.

MTZ s nezávislým časovým oneskorením v konštrukcii s jedným relé sa zvyčajne používa na všetkých asynchrónnych elektromotoroch pre pomocné potreby elektrární a v priemyselných podnikoch - pre všetky synchrónne (ak je kombinovaný s reléovou ochranou z asynchrónneho režimu) a asynchrónne elektromotory, ktoré poháňajú kritické mechanizmy, ako aj pre nekritické asynchrónne elektromotory s časom rozbehu viac ako 12...13 s.

Ochrana proti preťaženiu so závislým časovým oneskorením je lepšie prispôsobená tepelným charakteristikám motora, avšak nevyužívajú dostatočne preťaženie motorov v oblasti nízkych prúdov.

Ochranu proti preťaženiu so závislou časovou charakteristikou je možné realizovať pomocou relé typu RT-80 alebo digitálneho relé.

Vypínací prúd ochrany proti preťaženiu je nastavený z podmienky odladenia z ja nom elektrický motor:

Kde do ots– koeficient rozladenia sa berie rovný 1,05.

Doba ochrany proti preťaženiu t 3 P by mala byť taká, aby bola väčšia ako čas spustenia elektromotora t začať a elektromotory zapojené do samočinného štartovania majú dlhší čas samočinného štartovania.

Čas rozbehu asynchrónnych elektromotorov je zvyčajne 8...15 s. Preto charakteristika relé so závislou charakteristikou musí mať čas aspoň 12...15 s pri štartovacom prúde. Na reléovej ochrane proti preťaženiu s nezávislou charakteristikou sa predpokladá časové oneskorenie 14…20 s.

20.6. Ochrana proti preťaženiu s tepelnou charakteristikou časového oneskorenia na digitálnom relé. V digitálnom relé ochrany motora, ako napr MiCOM P220 obsahuje tepelný model motora z kladnej a zápornej sekvenčnej zložky prúdu spotrebovaného motorom tak, aby sa zohľadnil tepelný účinok prúdu v statore a rotore. Záporná sekvenčná zložka prúdov tečúcich v statore indukuje v rotore prúdy významnej amplitúdy, ktoré spôsobujú výrazné zvýšenie teploty vo vinutí rotora. Výsledok vykonaného pridávania MiCOM P220 je ekvivalentný tepelný prúd ja e kv , ktorý indikuje zvýšenie teploty spôsobené prúdom motora. Aktuálne ja e kv sa vypočíta v súlade so závislosťou:

(20.7)

K e– faktor zosilnenia vplyvu prúdu zápornej sekvencie zohľadňuje zvýšený vplyv prúdu zápornej sekvencie v porovnaní s kladnou sekvenciou na zahrievanie motora. Pri absencii potrebných údajov sa rovná 4 pre domáce motory a 6 pre zahraničné.

Ďalšie funkcie relé MiCOM P220 súvisiace s tepelným preťažením motora sú nasledovné .

· Zákaz vypnutia z dôvodu tepelného preťaženia pri štartovaní motora.

· Alarm tepelného preťaženia.

· Zákaz štartu.

· Dlhý štart.

· Zaseknutie rotora.

K zaseknutiu rotora motora môže dôjsť pri štartovaní motora alebo počas jeho prevádzky.

Funkcia zablokovania rotora pri bežiacom motore sa aktivuje automaticky, keď sa úspešne otočí po uplynutí určeného časového oneskorenia.

V digitálnych relé Sepam 2000 Ochrana motora pred dlhším štartovaním a zablokovaním rotora sa robí inak. Prvá ochrana sa spustí a vypne motor, ak prúd motora od začiatku štartovacieho procesu prekročí hodnotu 3 ja nom za daný čas t 1 = 2t spustiť. Začiatok štartu sa zistí, keď sa spotreba prúdu zvýši z 0 na 5 % menovitého prúdu. Druhá ochrana sa spustí, ak je štart dokončený, motor beží normálne a v ustálenom stave prúd motora neočakávane dosiahne hodnotu vyššiu ako 3 ja nom a trvá stanovený čas t 2 = 3-4 s.

Asymetria. Ochrana motora proti preťaženiu so zápornou sekvenciou prúdov chráni motor pred dodávkou napätia s reverznou rotáciou fáz, pred výpadkom fázy a pred prevádzkou pri dlhšej nerovnováhe napätia.

Keď sa na motor privedie napätie s rotáciou reverznej fázy, motor sa začne otáčať v opačnom smere, poháňaný mechanizmus sa môže zaseknúť alebo sa môže otáčať s momentom odporu, ktorý sa líši od momentu priamej rotácie. Veľkosť prúdu zápornej sekvencie motora sa teda môže značne meniť. Keď dôjde k strate fázy, motor zníži svoj krútiaci moment 2-krát a na kompenzáciu sa jeho prúd zvýši 1,5...2-krát.

Ak sú napájacie napätia nevyvážené, prúd zápornej sekvencie môže mať rôzne hodnoty, až po veľmi malé hodnoty. Výskyt prúdu negatívnej sekvencie najviac ovplyvňuje zahrievanie rotora motora, kde indukuje dvojfrekvenčné prúdy. Preto je vhodné mať ochranu podľa ja 2, ktorý by vypol motor, aby nedošlo k jeho prehriatiu.

Ochrana má 2 stupne:

etapa Ja o br > s nezávislým časovým oneskorením. Predpokladá sa, že prevádzkový prúd je (0,2…0,25) ja nom motora. Časové oneskorenie musí zabezpečiť odpojenie asymetrických skratov v susednej sieti, pre ktoré musí byť o jeden stupeň vyššie ako ochrana napájacieho transformátora:

(20.8)

etapa som arr. >> so závislou charakteristikou časového oneskorenia možno použiť na zvýšenie citlivosti ochrany, ak sú známe skutočné tepelné charakteristiky motora z hľadiska prúdu zápornej sekvencie.

Strata zaťaženia. Funkcia umožňuje zistiť odpojenie motora od mechanizmu, ktorý poháňa v dôsledku prerušenia spojky, dopravného pásu, úniku vody z čerpadla atď. na zníženie prevádzkového prúdu motora.

Minimálne nastavenie prúdu:

Kde ja xx – aktuálny nečinný pohyb motor s mechanizmom sa určí počas testovania.

Minimálne časové oneskorenie prúdu motora ti < určené na základe technologické vlastnosti mechanizmus - možné krátkodobé odbúranie záťaže, pri absencii takýchto úvah sa rovná:

Časové oneskorenie pre automatický zákaz minimálneho prúdu motora t zámok oneskoruje vstup automatiky pri štartovaní motora, ak je záťaž pripojená k motoru po jeho otočení, alebo je určená na základe technológie dodávania záťaže do motora, ak je záťaž neustále pripojená k motoru. Nastavenie by sa malo rovnať času otáčania motora plus požadovaná rezerva:

Počet štartov motora. Ak nie sú k dispozícii špecifické údaje o motore, možno použiť tieto všeobecné úvahy:

− Podľa PTE sa od domácich motorov vyžaduje, aby poskytovali 2 štarty zo studeného stavu a 1 zo zahriateho stavu.

− Časová konštanta chladenia motora je 40 min.

− V automatickom štartovom počítaní je možné vykonať nasledujúce nastavenia:

Nastavenie času, počas ktorého sa počítajú štarty: T čítanie = 30 min.

Počet horúcich štartov –1. Počet studených štartov – 2.

Nastavenie času, počas ktorého je zakázaný reštart T zákaz= 5 minút. Nepoužívajte minimálny čas medzi štartmi.

Čas povolenia na samospustenie. Samoštartovanie motorov v elektrárňach musí byť zabezpečené s dobou prerušenia výkonu 2,5 s. Na základe týchto údajov sa vykoná výpočtová kontrola na zabezpečenie samovoľného spustenia pri výpadku prúdu motorov v elektrárňach.

Pre elektrárne je teda možné akceptovať T sebazáznam = 2,5 s.

Pre ostatné podmienky je potrebné určiť čas, po ktorý je možné prerušenie napájania, napríklad trvanie ATS, vykonať vypočítanú kontrolu samospustenia, a ak je zabezpečená počas takéhoto prerušenia napájania, nastaviť špecifikovanú čas na zariadení. Ak počas akéhokoľvek prerušenia napájania nie je zabezpečený samoštart alebo je zakázaný, funkcia „umožnenie samospustenia“ sa nezavedie.

Kontrolné otázky

1. Akú ochranu by mali mať asynchrónne motory v súlade s PUE?

2. Akú ochranu by mali mať synchrónne motory v súlade s PUE?

3. Ako sa vykonáva ochrana a volia nastavenia ochrany proti medzifázovému skratu motorov?

4. Ako sa implementuje ochrana a ako sa vyberá nastavenie ochrany motora proti preťaženiu?

5. Ako sa vykonáva ochrana a volia sa minimálne nastavenia ochrany pred napätím pre motory?

6. Aké sú ochranné vlastnosti synchrónnych motorov?

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 (PS);
• 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 stúpajúce 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 reagujú relé 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 zabránia 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 je elektromotor chladený 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, príčinou 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

Po „utrpení“ prehriatím sa stáva nepoužiteľné aj motorové koleso bicykla. 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 pokazeného motorového kolesa 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. Zostáva už len jedna vec - starostlivo vybrať ovládač v súlade s výkonom motora kolesa.

Video: Prehrievanie motora, príčiny prehrievania.

V priemysle a rôznych domáce prístroje Používa sa veľké množstvo elektromotorov. Aby sa predišlo poruchám zariadenia a jeho nákladným opravám, je potrebné ho vybaviť ochranou proti preťaženiu.

Princíp činnosti motora

Výrobcovia vypočítali, že pri menovitom prúde sa motor nikdy neprehreje

Najbežnejšími elektromotormi sú striedavé motory.

Princíp ich fungovania je založený na použití Faradayových a Amperových zákonov:

• V súlade s prvým je emf indukovaný vo vodiči, ktorý je v meniacom sa magnetickom poli. V motore sa takéto pole vytvára striedavým prúdom pretekajúcim cez vinutia statora a EMF sa objavuje vo vodičoch rotora.
• Podľa druhého zákona bude rotor, ktorým preteká prúd, ovplyvnený silou, ktorá ho pohybuje kolmo na elektromagnetické pole. V dôsledku tejto interakcie sa rotor začne otáčať.

Existujú asynchrónne a synchrónne elektromotory tohto typu. Najbežnejšie používané sú asynchrónne motory, ktoré majú ako rotor štruktúru vo veveričke z tyčí a krúžkov.

Prečo je potrebná ochrana?

Počas prevádzky motora môžu nastať rôzne situácie spojené s jeho preťažením, ktoré môže viesť k nehode, sú to:

• znížené napájacie napätie;
• zlyhanie fázy;
• preťaženie poháňaných mechanizmov;
• Proces spustenia alebo samospustenia je príliš dlhý.

Ochrana elektromotora pred preťažením v podstate zahŕňa včasné odpojenie motora od napájania.

Keď nastanú takéto núdzové situácie, prúd vo vinutí sa zvýši. Napríklad, ak dôjde k prerušeniu napájacej fázy, statorový prúd sa môže zvýšiť z 1,6 na 2,5 krát v porovnaní s menovitým prúdom. To vedie k prehriatiu motora, poruche izolácie vinutia, skratu (skratu) a v niektorých prípadoch aj požiaru.

Ako zvoliť ochranu motora proti preťaženiu

Ochranu motora proti preťaženiu je možné dosiahnuť pomocou rôzne zariadenia. Tie obsahujú:

• poistky s vypínačom;
• ochranné relé;
• tepelné relé;
• digitálne relé.

Najjednoduchším spôsobom je použitie poistiek, ktoré sa vypnú, keď dôjde ku skratu v napájacom obvode motora. Ich nevýhodou je citlivosť na vysoké rozbehové prúdy motora a nutnosť inštalácie nových poistiek po vypnutí.

Bezpečnostný spínač je núdzový spínač a poistka kombinované v jednom kryte

Prúdové ochranné relé odolá dočasnému prúdovému preťaženiu, ku ktorému dochádza pri štartovaní motora, a spúšťa sa, keď dôjde k nebezpečnému dlhodobému zvýšeniu odberu prúdu motora. Po odstránení preťaženia môže relé manuálne alebo automaticky znovu pripojiť napájací obvod.

Tepelné relé sa používajú hlavne vo vnútri motora. Takéto relé môže byť bimetalový snímač alebo termistor a inštalované na kryte motora alebo priamo na statore. Ak je teplota motora príliš vysoká, relé sa aktivuje a odpojí napájací obvod.

Najpokročilejšie je použitie najnovšie systémy ochrany pomocou metód digitálneho spracovania informácií. Takéto systémy spolu s ochranou motora pred preťažením fungujú doplnkové funkcie- obmedziť počet zopnutí motora, pomocou snímačov vyhodnocovať teplotu ložísk statora a rotora a určiť izolačný odpor zariadenia. Môžu byť tiež použité na diagnostiku systémových porúch.

Výber jednej alebo druhej metódy ochrany motora závisí od podmienok a režimov jeho prevádzky, ako aj od hodnoty systému, v ktorom sa zariadenie používa.

Najrozšírenejším typom elektromotorov možno bezpochyby nazvať trojfázové striedavé elektromotory, ktorých napätie je do 500 V s výkonmi od 0,05 do 350 - 400 kW.

Keďže je potrebné zabezpečiť neprerušovanú a spoľahlivú prevádzku elektromotorov, najväčšiu pozornosť treba venovať predovšetkým výberu elektromotorov podľa prevádzkového režimu, menovitého výkonu a konštrukcie. Nesmieme zabúdať, že dodržiavanie požiadaviek a potrebných pravidiel pri vývoji zásad elektrická schéma, výber predradníkov, káblov a vodičov, obsluha a montáž elektropohonov.

Prevádzka elektromotorov v núdzových režimoch

Ako je známe, aj keď sú elektrické pohony navrhnuté v súlade so všetkými normami a sú prevádzkované v súlade so všetkými pravidlami, potom počas ich prevádzky existuje vždy malá, ale stále pravdepodobnosť výskytu núdzových režimov alebo režimov, ktoré sa vyznačujú abnormálnou prevádzkou pre motory a iné elektrické zariadenia.

Rôzne núdzové režimy zahŕňajú nasledujúce:

1. Skraty, ktoré sa zase delia na:

• skraty, ktoré vznikajú vo vinutí elektromotora. Môžu byť jednofázové a viacfázové, a to dvojfázové a trojfázové;
• viacfázové skraty, ktoré sa vyskytujú vo výstupnej skrini elektromotora a vo vonkajšom silovom obvode (napríklad v odporových skriniach, na kontaktoch spínacích zariadení, vo vodičoch a kábloch);
• fázové skraty k nulovému vodiču alebo krytu vo vonkajšom obvode (v elektrických sieťach s uzemneným neutrálom) alebo vo vnútri motora;
• skraty vyskytujúce sa v riadiacom obvode;
• skraty vyskytujúce sa vo vinutí motora medzi otáčkami. Tento typ uzáveru sa často nazýva otočný uzáver.

Skraty vyskytujúce sa v elektrických inštaláciách sa považujú za najnebezpečnejší typ núdzového režimu zo všetkých existujúcich. Spravidla sa najčastejšie objavujú v dôsledku prekrytia izolácie alebo poruchy. Skratové prúdy môžu dosiahnuť amplitúdy, ktoré sú desiatky a stokrát vyššie ako hodnoty prúdu počas normálnej prevádzky. Tepelné účinky a dynamické sily spôsobené skratovými prúdmi, ktorým sú vystavené živé časti, môžu poškodiť celú elektroinštaláciu.

2. tepelné preťaženia elektromotora, ktoré sa objavujú v dôsledku prechodu zvýšených prúdov cez jeho vinutia. Môže k tomu dôjsť v nasledujúcich situáciách:

• pri preťažovaní pracovného mechanizmu z rôznych technologických dôvodov;
• keď sú obzvlášť ťažké podmienky pri zastavení alebo naopak štartovaní motora pod zaťažením;
• keď dôjde k dlhodobému poklesu sieťového napätia;
• keď jedna z fáz externého napájacieho obvodu zlyhá;
• keď dôjde k prerušeniu drôtu vo vinutí motora;
• keď došlo k mechanickému poškodeniu pracovného mechanizmu alebo samotného motora;
• keď dôjde k tepelnému preťaženiu v dôsledku zhoršenia podmienok chladenia motora.

Tepelné preťaženie negatívne ovplyvňuje činnosť elektromotora. Hlavným dôvodom je, že spôsobujú zrýchlenú deštrukciu a starnutie izolácie motora, čo následne vedie k častým skratom. To všetko vedie k vážnym nehodám a príliš rýchlemu zlyhaniu motora.

Typy ochrany pre asynchrónne elektromotory

Na ochranu elektromotorov pred rôznymi poškodeniami, ku ktorým dochádza pri prevádzke motora za iných ako normálnych podmienok, sa vyvíjajú rôzne ochranné opatrenia. Jedným z princípov používaných v takýchto prostriedkoch ochrany je včasné odpojenie chybného motora od siete, čím sa obmedzí alebo úplne zabráni vzniku havárie.

Za hlavný a najefektívnejší prostriedok sa nepochybne považuje elektrická ochrana motorov, ktorá spĺňa požiadavky PUE (regulačný dokument „Pravidlá pre výstavbu elektrických inštalácií“).

Ak je klasifikácia založená na povahe abnormálnych prevádzkových podmienok a poškodení, ktoré môžu nastať, potom môžeme vymenovať niekoľko hlavných, najbežnejších typov elektrickej ochrany pre asynchrónne motory.

Ochrana asynchrónnych elektromotorov proti skratu

Keď dôjde k núdzovému skratu v hlavnom napájacom obvode elektromotora alebo v obvode riadenia prúdu, motor sa vypne. O tom je ochrana proti skratu.

Prevádzka všetkých zariadení, ktoré sa používajú na ochranu asynchrónnych elektromotorov pred skratmi, nastáva takmer okamžite, bez časového oneskorenia. Medzi takéto zariadenia patria napríklad poistky, elektromagnetické relé, automatické spínače s elektromagnetickým typom uvoľnenia.

Ochrana asynchrónnych elektromotorov pred preťažením

Vďaka prítomnosti ochrany proti preťaženiu je motor chránený pred nadmerným prehrievaním, ku ktorému dochádza najmä pri relatívne malom, ale dlhotrvajúcom tepelnom preťažení. Ochrana proti preťaženiu by sa mala používať len pre elektromotory nie všetkých prevádzkových mechanizmov, ale iba tých, ktoré môžu v prípade narušenia štandardného prevádzkového procesu zaznamenať abnormálne nárazové rázy.

Zariadenia, ktoré sú určené na ochranu siete pred preťažením, napríklad elektromagnetické relé, teplotné a tepelné relé, automatické ističe s hodinovým mechanizmom alebo s tepelnou spúšťou, pomáhajú vypnúť motor v prípade preťaženia. V tomto prípade k takémuto vypnutiu dochádza s určitým špecifickým časovým oneskorením. Rýchlosť uzávierky je priamo úmerná veľkosti preťaženia. Inými slovami, čím väčšie preťaženie, tým kratšia rýchlosť uzávierky a naopak. Niekedy dochádza dokonca k okamžitému vypnutiu, k tomu dochádza pri výraznom preťažení.

Ochrana asynchrónnych elektromotorov pred poklesom alebo zmiznutím napätia

Ochrana proti poklesu alebo zmiznutiu napätia sa často nazýva aj nulová ochrana. Ochrana tohto druhu vykonávaná pomocou niekoľkých (alebo jedného) elektromagnetického zariadenia vypína elektromotor pri poklese sieťového napätia pod minimálnu prípustnú (je možné sami nastaviť požadovanú minimálnu povolenú úroveň napätia) alebo pri prerušení napájacieho napätia, a tiež chráni elektromotor pred samovoľným zapnutím po zaistení prípustného napätia v sieti alebo eliminácii prerušenia napájania.

K dispozícii je tiež ochrana pre prevádzkový režim asynchrónnych elektromotorov na dvoch fázach. Po spustení vypne motor, čím ho ochráni pred „stalloverom“ (zastavenie pod prúdom v dôsledku zníženia krútiaceho momentu vyvinutého motorom v prípade prerušenia napájacích vedení v jednej z fáz hlavného okruhu) a z prehriatia.

Elektromagnetické a tepelné relé sa používajú ako ochranné zariadenia pre asynchrónne motory. Pri použití elektromagnetického relé nemusí mať ochrana časové oneskorenie.

Iné typy elektrickej ochrany pre asynchrónne elektromotory

Existujú aj nemenej účinné, ale menej často používané prostriedky ochrany. Používajú sa na ochranu pred jednofázovými zemnými poruchami v sieťach IT (v ktorých je neutrál izolovaný), pred zvýšením napäťovej úrovne, pred zvýšením rýchlosti otáčania pohonu atď.

Elektrické zariadenia používané na ochranu elektromotorov

V závislosti od funkčnej zložitosti možno zariadenia na elektrickú ochranu asynchrónnych elektromotorov použiť na ochranu pred jedným alebo viacerými typmi hrozieb súčasne. Ochranu proti skratu alebo preťaženiu zabezpečujú rôzne ističe. Existujú jednočinné alebo viacčinné ochranné zariadenia. Medzi prvé patria napríklad poistky. Ich nevýhodou je, že po splnení funkcie je potrebné takéto ochranné prostriedky vymeniť a nemožno ich opätovne použiť. Jednorazové, nabíjateľné OOP môžu byť vhodnejšie. Pokiaľ ide o viacčinné zariadenia, líšia sa v spôsobe návratu do stavu pripravenosti na dva typy: manuálny návrat a automatický. Príkladom takýchto zariadení sú tepelné a elektromagnetické relé.

Výber typu elektrickej ochrany pre asynchrónne elektromotory

Pre každý elektromotor asynchrónneho typu je potrebné zvoliť vhodný typ elektrickej ochrany. Je potrebné vziať do úvahy prevádzkové podmienky, stupeň dôležitosti pohonu, jeho výkon a postup pri údržbe elektromotora ako celku (prítomnosť servisného technika prideleného k motoru). Je možné zvoliť jeden alebo niekoľko typov ochrany elektromotora.

Dobrá ochrana je taká, ktorá sa nakoniec ukáže ako spoľahlivá a ľahko použiteľná. Pre správny výber možností ochrany je potrebné vykonať audit elektrického zariadenia. Osobitná pozornosť by sa mala venovať údajom o poruchovosti zariadení v dielňach, na staveniskách, v dielňach atď. V dôsledku takejto analýzy sa zistí veľa porušení bežnej prevádzky procesných zariadení a elektromotorov, čo umožní vybrať najvhodnejšie prostriedky ochrany elektromotora pre danú situáciu.

Ochrana asynchrónnych elektromotorov pred skratmi musí byť zabezpečená bez ohľadu na ich vlastnosti (napätie a výkon). V tomto prípade musí byť ochrana organizovaná komplexným spôsobom v dvoch krokoch. V jednom prípade bude potrebné zabezpečiť ochranu pri prúdových hodnotách nižších ako sú nábehové prúdy. To je vhodné v niektorých prípadoch skratov, ako sú skraty na ráme vnútri motora alebo poruchy otáčania. V druhom prípade musí byť ochrana postavená zo štartovacích a brzdných prúdov motora, ktoré môžu byť 5-10 krát vyššie ako jeho menovitý prúd

Najdostupnejšie a najfunkčnejšie jednoduché prostriedky ochrana neumožní súčasné vykonávanie týchto techník. Ochrana pomocou tohto druhu zariadení je preto vždy založená na vedomom predpoklade, že ak dôjde k vyššie uvedenému poškodeniu v motore, motor sa nevypne okamžite, ale postupne a podľa ďalšieho vývoja takéhoto poškodenia, keď prúd spotrebováva motor zo siete sa mnohonásobne zvyšuje.

Všetky ochranné zariadenia elektrického motora musia byť starostlivo nastavené a správne vybrané, berúc do úvahy všetky vlastnosti v každom konkrétnom prípade. Nie je dovolené, aby ochranné prostriedky generovali falošné poplachy.