Ochrana motora proti preťaženiu: princíp činnosti, vlastnosti a typy

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Ochrana elektromotora pred preťažením je dnes jednou z hlavných úloh, ktoré je potrebné vyriešiť pre úspešnú prevádzku tohto zariadenia. Tieto typy motorov sa používajú pomerne široko, a preto bolo vynájdených mnoho spôsobov, ako ich chrániť pred rôznymi negatívnymi vplyvmi.

Úrovne ochrany

Na ochranu tohto zariadenia existuje široká škála zariadení, avšak všetky možno rozdeliť do úrovní.

• Úroveň externej ochrany proti skratu. Najčastejšie sa tu používajú rôzne typy relé. Tieto zariadenia a úroveň ochrany sú na oficiálnej úrovni. Inými slovami, ide o povinný prvok ochrany, ktorý musí byť inštalovaný v súlade s bezpečnostnými pravidlami na území Ruskej federácie.
• Ochranné relé motora proti preťaženiu pomôže vyhnúť sa rôznym kritickým poškodeniam počas prevádzky, ako aj možnému poškodeniu. Tieto zariadenia tiež patria do vonkajšej úrovne ochrany.
• Vnútorná ochranná vrstva zabraňuje možnémuprehrievanie častí motora. Na tento účel sa niekedy používajú externé spínače a niekedy relé proti preťaženiu.

Príčiny porúch zariadenia

V súčasnosti existuje široká škála problémov, ktoré môžu ovplyvniť výkon elektromotora, ak nie je vybavený ochrannými zariadeniami.

1. Nízke elektrické napätie alebo naopak príliš vysoká úroveň napájania môže spôsobiť poruchu.
2. Možné poškodenie spôsobené príliš rýchlou a častou zmenou frekvencie dodávky prúdu.
3. Nebezpečná môže byť aj nesprávna inštalácia jednotky alebo jej komponentov.
4. Teplota stúpne na kritickú hodnotu alebo vyššiu.
5. Príliš slabé chladenie tiež vedie k poruchám.
6. Zvýšená okolitá teplota má silný negatívny vplyv.
7. Málokto vie, že nízky tlak alebo nastavenie motora vysoko nad hladinu mora, ktoré spôsobuje nízky tlak, má tiež negatívny vplyv.
8. Samozrejme, je potrebné chrániť motor pred preťažením, ktoré môže nastať v dôsledku výpadku napájania.
9. Časté zapínanie a vypínanie zariadenia je negatívna porucha, ktorú je tiež potrebné odstrániť pomocou ochranných zariadení.

Poistky

Úplný názov ochranného zariadenia je tavný bezpečnostný spínač. Toto zariadenie kombinuje a automatickyspínač a poistka, ktoré sú umiestnené v rovnakom kryte. Spínač môže tiež otvárať alebo zatvárať okruh manuálne. Poistka je ochrana elektromotora pred nadprúdom.

Za zmienku stojí, že konštrukcia núdzového spínača poskytuje špeciálny kryt, ktorý chráni personál pred náhodným kontaktom so svorkami zariadenia, ako aj samotné kontakty pred oxidáciou.

Pokiaľ ide o poistku, toto zariadenie musí byť schopné rozlíšiť medzi nadprúdom a skratom v obvode. To je veľmi dôležité, pretože krátkodobý nadprúd je celkom prijateľný. Ak sa však tento parameter naďalej zvyšuje, ochrana proti preťaženiu motora by sa mala okamžite spustiť.

Skratové poistky

Existuje typ poistky, ktorá je určená na ochranu jednotky pred skratom (skratom). Tu však stojí za zmienku, že rýchlo pôsobiaca poistka môže zlyhať, ak pri spustení zariadenia dôjde ku krátkodobému preťaženiu, to znamená k zvýšeniu štartovacieho prúdu. Z tohto dôvodu sa takéto zariadenia zvyčajne používajú v sieťach, kde takýto skok nie je možný. Čo sa týka samotnej ochrany motora proti preťaženiu, rýchla poistka zvládne až o 500 % viac, než je jej menovitý prúd, ak rozdiel trvá menej ako štvrť sekundy.

Poistky oneskorenia

Vývoj technológie viedol k tomu, že bolo možné vytvoriť zariadenie na ochranu proti preťaženiu aj skratu súčasne. Tento nástroj bol poistkou s oneskorením. Zvláštnosťou je, že je schopný odolať 5-násobnému zvýšeniu prúdu, ak netrvá dlhšie ako 10 sekúnd. Je možné ešte väčšie zvýšenie parametra, ale na kratšiu dobu, kým sa poistka prepáli. Najčastejšie však na naštartovanie motora stačí interval 10 sekúnd, aby poistka nefungovala. Ochrana jednofázového elektromotora proti preťaženiu, skratu, ako aj iného typu elektromotora takýmto zariadením sa považuje za jednu z najspoľahlivejších.

Tu je tiež potrebné poznamenať, ako sa určuje čas odozvy tohto ochranného zariadenia. Čas odozvy poistky je čas, počas ktorého sa roztaví jej tavný prvok (drôt). Keď je drôt úplne roztavený, okruh sa otvorí. Ak hovoríme o závislosti času odpojenia od preťaženia pre tieto typy ochranných prostriedkov, potom sú nepriamo úmerné. Inými slovami, prúdová ochrana elektromotora proti preťaženiu funguje takto - čím vyššia je sila prúdu, tým rýchlejšie sa drôt roztaví, čo znamená, že sa skráti čas na odpojenie obvodu.

Magnetické a tepelné spotrebiče

Automatické zariadenia tepelného typu sa dnes považujú za najspoľahlivejšie a najhospodárnejšie zariadenia na ochranu elektromotoraz tepelného preťaženia. Tieto zariadenia sú tiež schopné vydržať veľké amplitúdy prúdu, ktoré sa môžu vyskytnúť počas spúšťania prístroja. Okrem toho tepelné poistky chránia pred problémami, ako je napríklad zablokovaný rotor.

Ochrana asynchrónnych elektromotorov pred preťažením môže byť vykonaná pomocou automatických magnetických spínačov. Sú vysoko spoľahlivé, presné a ekonomické. Jeho zvláštnosť spočíva v tom, že teplotný limit jeho prevádzky nie je ovplyvnený zmenami teploty okolia, čo je v niektorých prevádzkových podmienkach veľmi dôležité. Líšia sa aj od termálnych tém, majú presnejší čas odozvy.

Relé preťaženia

Funkcie tohto zariadenia sú však pomerne jednoduché a dosť dôležité.

1. Takéto zariadenie je schopné odolať krátkodobému prúdovému rázu pri štartovaní motora bez prerušenia obvodu, čo je najdôležitejšie.
2. Okruh sa otvorí, ak sa prúd zvýši na hodnotu, keď hrozí rozbitie chráneného zariadenia.
3. Po odstránení preťaženia sa relé môže resetovať automaticky alebo ho možno resetovať ručne.

Za zmienku stojí, že prúdová ochrana elektromotora proti preťaženiu pomocou relé sa vykonáva v súlade s charakteristikou odozvy. Inými slovami – v závislosti od triedy zariadenia. Najbežnejšie sú triedy 10, 20 a 30. Prvou skupinou sú štafety, ktoréfungovať v prípade preťaženia do 10 sekúnd a ak číselná hodnota prúdu presiahne 600 % nominálnej hodnoty. Druhá skupina sa spustí po 20 sekundách alebo menej, tretia po 30 sekundách alebo menej.

Ochrana poistiek a relé

V dnešnej dobe je celkom bežné kombinovať dva spôsoby ochrany – poistky a relé. Táto kombinácia funguje nasledovne. Poistka musí chrániť motor pred skratom, a preto musí mať dostatočne veľkú kapacitu. Z tohto dôvodu nemôže chrániť zariadenie pred nižšími, ale stále nebezpečnými prúdmi. Práve na odstránenie tohto nedostatku sa do systému zavádzajú relé, ktoré reagujú na slabšie, no stále nebezpečné kolísanie prúdu. Najdôležitejšie v tomto prípade je nastaviť poistku tak, aby sa prepálila skôr, ako dôjde k poškodeniu.

Vonkajšia ochrana

V súčasnosti sa pomerne často používajú pokročilé systémy vonkajšej ochrany motora. Dokážu ochrániť zariadenie pred prepätím, fázovou nerovnováhou, sú schopné eliminovať vibrácie či obmedziť počet zapínaní a vypínaní. Okrem toho majú takéto nástroje zabudovaný tepelný snímač, ktorý pomáha kontrolovať teplotu ložísk a statora. Ďalšou vlastnosťou takéhoto zariadenia je, že je schopné vnímať a spracovať digitálny signál, ktorý vytvára teplotný senzor.

Hlavný účel externých ochranných prostriedkov- ide o zachovanie účinnosti trojfázových motorov. Okrem schopnosti chrániť motor pri výpadku prúdu má takéto zariadenie aj niekoľko ďalších výhod.

• Vonkajšia jednotka môže generovať a signalizovať poruchu skôr, ako ovplyvní stroj.
• Diagnostikuje problémy, ktoré sa už vyskytli.
• Umožňuje testovanie relé počas údržby.

Na základe vyššie uvedeného možno tvrdiť, že existuje široká škála zariadení na ochranu elektromotora pred preťažením. Každý z nich je navyše schopný ochrániť zariadenie pred určitými negatívnymi vplyvmi, a preto je vhodné ich kombinovať.