حالت اضطراری مکانیکی یک موتور ناهمزمان. حفاظت از موتورهای الکتریکی مدار حفاظت موتور. استفاده از وسایل الکترونیکی خاص

درایو محرک های فرآیندهای مختلف تکنولوژیکی معمولاً از موتورهای الکتریکی انجام می شود.

موتور یکی از اجزای اصلی یک محرک الکتریکی است که در حین کار بیشتر در معرض عوامل نامطلوب انواع مختلف قرار می گیرد.

دلایل انحرافات احتمالی از حالت عملکرد عادی موتور الکتریکی را می توان به سه گروه اصلی تقسیم کرد:

• مشکلات در محرک ها که باعث ترمز و اضافه بار موتور محرک می شود.
• نقض کیفیت برق تامین کننده موتور الکتریکی؛
• نقص هایی که در داخل خود موتور رخ می دهد.

برای اطمینان از عملکرد مطمئن، موتور الکتریکی باید به میزان لازم به حفاظت خودکار مجهز باشد، به انحرافات خطرناک در پارامترهای عملکرد و اضافه بار به هر دلیلی از گروه های ذکر شده پاسخ دهد و برای خاموش کردن مدار شکن عمل کند.

حداقل حجم دستگاه های محافظ موتور اتوماتیک توسط قوانین نصب الکتریکی (PUE) تعیین می شود. موتورهای الکتریکی از نظر توان نامی، ولتاژ منبع تغذیه، نوع جریان مصرفی و همچنین ویژگی های طراحی متفاوت هستند.

مطابق با این تفاوت ها و همچنین بر اساس شرایط عملیاتی، حفاظت خودکار موتور برای هر مدل ماشین الکتریکی انتخاب می شود. انواع مختلفی از دستگاه های اتوماتیک هم برای باز کردن مدارشکن و هم برای فعال کردن زنگ هشدار کار می کنند.

بر اساس نوع جریان مصرفی، موتورهای الکتریکی به دو دسته تقسیم می شوند:

• ماشین های AC;

در زندگی روزمره و تولید، موتورهای AC رایج هستند که می توانند آسنکرون یا سنکرون باشند.

بر اساس سطح ولتاژ نامی، ماشین های الکتریکی AC به دو گروه اصلی تقسیم می شوند - ولتاژ پایین، با ولتاژهای تا 1000 ولت و ولتاژ بالا، که برای کار در شبکه های بالاتر از 1000 ولت طراحی شده اند. رایج ترین آنها ماشین های ناهمزمان هستند. با ولتاژ نامی 0.4 کیلو ولت.

آنها توسط یک قطع کننده مدار که دارای جریان الکترومغناطیسی و حرارتی در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار است محافظت می شوند.

انواع اصلی حفاظت برای موتورهای القایی تا 1000 ولت

قطع فعلی.

از بین تمام حالت های اضطراری، خطرناک ترین حالت اتصال کوتاه فاز به فاز است. این نوع آسیب نیاز به قطع فوری موتور ناهمزمان با سوئیچ از شبکه تامین دارد.

بر اساس قوانین جاری، موتورهای ناهمزمان تا 1000 ولت باید در برابر اتصال کوتاه توسط فیوزها یا واحدهای تریپ الکترومغناطیسی و حرارتی کلیدهای مدار محافظت شوند.

طبق معمول، قوانین از واقعیت های واقعی عقب هستند. در تأسیسات تازه راه اندازی شده، ماشین های الکتریکی ناهمزمان مجهز به واحدهای چند منظوره از راه دور حفاظت رله خودکار موتور الکتریکی مبتنی بر میکروکنترلرها هستند که بر خاموش شدن مدار شکن تأثیر می گذارد.

این جوهر اصلی را تغییر نمی دهد. دستگاه های حفاظتی خودکار در برابر اتصال کوتاه فاز به فاز به جریان اضافه واکنش نشان می دهند و تاخیر زمانی برای خاموش کردن کلید مدار ندارند. چنین دستگاه هایی هنوز قطع جریان نامیده می شوند؛ رله های محافظ در صورت اتصال کوتاه در سیم پیچ استاتور یا در پایانه های یک موتور ناهمزمان فعال می شوند.

جریان الکتریکی جاری با استفاده از مبدل های جریان سنتی - ترانسفورماتورهای جریان (CTs) یا سنسورهای جریان الکتریکی مدرن تر نظارت می شود.

منطقه تحت پوشش دستگاه محافظ بخشی از شبکه الکتریکی است که بعد از CT یا سنسور قرار دارد. معمولاً علاوه بر خود موتور ناهمزمان، کابل برق نیز در ناحیه حفاظت شده قرار می گیرد.

پارامترهای عملیاتی قطع جریان باید به طور قابل اعتمادی از جریان های هجومی تنظیم شوند. از طرف دیگر، دستگاه محافظ خودکار باید به اندازه کافی حساس باشد تا اتصال کوتاه را در هر قسمت از سیم پیچ استاتور یک ماشین ناهمزمان قطع کند.

اضافه بار.

این نوع حالت غیرعادی زمانی اتفاق می افتد که محرک دچار نقص یا بارگذاری بیش از حد شود. اضافه بار موتور نیز می تواند به دلیل قدرت ناکافی رخ دهد. حالت اضافه بار با افزایش سطح مصرف جریان با یک عامل نسبتاً کوچک در مقایسه با مقدار اسمی مشخص می شود.

تنظیم جریان حفاظت اضافه بار خودکار موتور الکتریکی کمتر از مقدار پارامترهای جریان راه اندازی است، بنابراین، جداسازی از حالت راه اندازی باید با تأخیر مصنوعی زمان پاسخ و خاموش کردن قطع کننده مدار انجام شود.

با استفاده از دستگاه های زیر می توان از یک ماشین الکتریکی در برابر اضافه بار محافظت کرد:

• انتشار حرارتی مدار شکن محافظ موتور؛
• یک کیت محافظ از راه دور با یک رله جریان و یک رله زمان که در صورت اضافه بار روی قطع کننده مدار عمل می کند.
• یک بلوک از حفاظت پیچیده موتور خودکار روی یک میکروکنترلر، هنگامی که سوئیچ فعال در رهاسازی فعال می شود.

در مورد استفاده از قطع کننده مدار، شما فقط باید یک قطع کننده مدار را انتخاب کنید که از نظر جریان نامی و مشخصات مناسب باشد. رها شدن حرارتی سوئیچ محافظ موتور، وابستگی کامل زمان خاموش شدن را به مقدار اضافه بار جریان ایجاد می کند.

کیت رله اتوماتیک محافظ با رله های الکترومغناطیسی از راه دور برای جریان ثابت و زمان پاسخ حفاظتی پیکربندی شده است.

در این نسخه، بر خلاف رهاسازی حرارتی، پارامترهای جریان و زمان به یکدیگر مرتبط نیستند. رله های خروجی کیت های حفاظت رله از راه دور باید بر روی آزاد شدن مستقل (غیر حرارتی) قطع کننده مدار عمل کنند.

حفاظت در برابر حالت فاز طولانی

این نوع دستگاه محافظ خودکار توسط PUE به عنوان اجباری تجویز نمی شود، اگرچه بسیار مطلوب است. هنگامی که یک موتور الکتریکی سه فاز در دو فاز کار می کند، سیم پیچ ها به تدریج بیش از حد گرم می شوند و منجر به از بین رفتن عایق سیم سیم پیچ می شود.

این حالت می تواند رخ دهد، به عنوان مثال، زمانی که تماس در یکی از فازهای سوئیچ قطع شود.

بدترین چیز در این شرایط این است که جریان مصرف شده ممکن است با مقدار نامی قابل مقایسه باشد، یعنی حفاظت جریان موتور الکتریکی، از جمله انتشار حرارتی که در برابر اضافه بار محافظت می کند، ممکن است به این حالت پاسخ ندهد.

برخی از مدل های ماشین های الکتریکی دارای سنسورهای سیم پیچ داخلی (دما) هستند. چنین تغییراتی در ماشین های الکتریکی را می توان با یک دستگاه محافظ موتور ویژه مجهز کرد که وضعیت حرارتی ماشین الکتریکی را نظارت می کند.

هنگام کار بر روی دو فاز، دستگاه های محافظ حرارتی نیز می توانند در صورت گرم شدن بیش از حد کمک کنند.

وسایل حفاظتی برای موتورهای بالای 1000 ولت

امنیت ماشین های الکتریکی فشار قوی فقط توسط دستگاه های رله از راه دور تضمین می شود. انتشار حرارتی و الکترومغناطیسی در انحصار دستگاه های ولتاژ پایین است.

اصل عملکرد و محاسبه تنظیمات برای حفاظت از قطع جریان و اضافه بار مانند ماشین های ولتاژ پایین است. اما علاوه بر این، دستگاه های محافظ خاصی وجود دارد که در ولتاژهای پایین استفاده نمی شود.

حفاظت در برابر خطاهای زمین تک فاز.

یکی از ویژگی های شبکه های فشار قوی (6 تا 10 کیلو ولت) عملکرد در حالت خنثی ایزوله است. در چنین شبکه‌هایی، بزرگی یک خطای زمین می‌تواند تنها چند آمپر باشد که خارج از ناحیه حساسیت حداکثر حفاظت اضافه بار جریان است.

خطاهای زمین تک فاز با وجود جریان های توالی صفر که در هر سه فاز در یک جهت جریان دارند مشخص می شوند.

رله حفاظت از زمین برای موتور الکتریکی (این نام آن در اصطلاح متخصصان رله است) به یک ترانسفورماتور ویژه توالی صفر متصل است که یک چنبره (دونات) است که کابل برق از آن عبور می کند.

در این صورت خروجی پوسته محافظ کابل فشار قوی نباید از چنبره عبور کند، در غیر این صورت عملیات کاذب دستگاه رخ داده و کلید قطع می شود.

© 2012-2020 کلیه حقوق محفوظ است.

مطالب ارائه شده در سایت فقط برای اهداف اطلاعاتی است و نمی توان از آنها به عنوان دستورالعمل یا اسناد نظارتی استفاده کرد.

موتورهای سه فاز ناهمزمان AC با ولتاژ تا 500 ولت و توان 0.05 تا 350 - 400 کیلو وات رایج ترین نوع موتور الکتریکی هستند.

عملکرد مطمئن و بدون وقفه موتورهای الکتریکی، قبل از هر چیز، با انتخاب مناسب توان نامی، حالت کار و طراحی آنها تضمین می شود. رعایت الزامات و قوانین لازم هنگام ترسیم مدار الکتریکی، انتخاب بالاست، سیم و کابل، نصب و راه اندازی درایو الکتریکی به همان اندازه مهم است.

حالت های عملکرد اضطراری موتورهای الکتریکی

حتی برای درایوهای الکتریکی که به درستی طراحی و کار می کنند، در حین کارکرد آنها همیشه امکان بروز حالت های اضطراری یا غیرعادی برای موتور و سایر تجهیزات الکتریکی وجود دارد.

حالت های اضطراری شامل:

1) اتصال کوتاه چند فاز (سه و دو فاز) و تک فازدر سیم پیچ یک موتور الکتریکی؛ اتصالات کوتاه چند فاز در جعبه خروجی موتور الکتریکی و در مدار قدرت خارجی (در سیم ها و کابل ها، روی مخاطبین دستگاه های سوئیچینگ، در جعبه های مقاومت). اتصال کوتاه یک فاز به محفظه یا سیم خنثی در داخل موتور یا در یک مدار خارجی - در شبکه هایی با خنثی زمین. اتصال کوتاه در مدار کنترل؛ اتصال کوتاه بین پیچ های سیم پیچ موتور (اتصال کوتاه دور).

اتصال کوتاه خطرناک ترین شرایط اضطراری در تاسیسات الکتریکی است.در بیشتر موارد، آنها به دلیل خرابی یا همپوشانی عایق رخ می دهند. جریان های اتصال کوتاه گاهی اوقات به مقادیری ده ها و صدها برابر بیشتر از جریان های حالت عادی می رسند و اثرات حرارتی و نیروهای دینامیکی آنها که قطعات زنده در معرض آن قرار می گیرند می تواند منجر به آسیب به کل تاسیسات الکتریکی شود.

2) اضافه بار حرارتی موتور الکتریکیبه دلیل عبور جریان های افزایش یافته از سیم پیچ های آن: هنگامی که مکانیسم کار به دلایل تکنولوژیکی، به ویژه شرایط دشوار برای راه اندازی موتور تحت بار یا توقف، بارگذاری بیش از حد می شود، کاهش طولانی مدت ولتاژ شبکه، از دست دادن یکی از مراحل مدار قدرت خارجی یا قطع شدن سیم در سیم پیچ موتور، آسیب مکانیکی در موتور یا مکانیسم کار، و همچنین اضافه بارهای حرارتی هنگام بدتر شدن شرایط خنک کننده موتور.

اضافه بارهای حرارتی در درجه اول باعث پیری سریع و از بین رفتن عایق موتور می شود که منجر به اتصال کوتاه، یعنی تصادف جدی و خرابی زودرس موتور می شود.

انواع حفاظت برای موتورهای الکتریکی ناهمزمان

به منظور. واسه اینکه. برای اینکه از موتور الکتریکی در برابر آسیب محافظت کنیددر صورت نقض شرایط عملیاتی عادی و همچنین به موقع برای جدا کردن موتور معیوب از شبکه، در نتیجه جلوگیری یا محدود کردن توسعه یک حادثه، اقدامات حفاظتی ارائه می شود.

اصلی ترین و مؤثرترین وسیله حفاظت الکتریکی موتورها است که مطابق با آن انجام می شود

بسته به ماهیت آسیب احتمالی و شرایط عملیاتی غیرعادی، چندین اصلی، رایج ترین وجود دارد انواع حفاظت الکتریکی موتورهای آسنکرون.

حفاظت از موتورهای الکتریکی ناهمزمان در برابر اتصال کوتاه

هنگامی که جریان های اتصال کوتاه در مدار برق (اصلی) آن یا در مدار کنترل ظاهر می شود، حفاظت از اتصال کوتاه موتور را خاموش می کند.

دستگاه هایی که در برابر مدارهای کوتاه محافظت می کنند (فیوزها، رله های الکترومغناطیسی، قطع کننده های مدار با انتشار الکترومغناطیسی) تقریباً فوراً کار می کنند، یعنی بدون تأخیر زمانی.

حفاظت از اضافه بار موتور را از گرمای بیش از حد غیرقابل قبول، به ویژه در هنگام اضافه بارهای حرارتی نسبتاً کوچک اما طولانی محافظت می کند. حفاظت اضافه بار باید فقط برای موتورهای الکتریکی آن دسته از مکانیسم های عملیاتی استفاده شود که در معرض افزایش غیرعادی بار ناشی از اختلال در فرآیند کار هستند.

دستگاه های حفاظت از اضافه بار (رله های دما و الکترومغناطیسی، سوئیچ های اتوماتیک با رهاسازی حرارتی یا با مکانیزم ساعت) در صورت بروز اضافه بار، موتور را با تاخیر زمانی مشخص خاموش کنید، هر چه اضافه بار کوچکتر باشد و در برخی موارد، با مقدار قابل توجهی اضافه بار، فورا

محافظت از موتورهای الکتریکی ناهمزمان در برابر افت یا افت ولتاژ

حفاظت در برابر کمبود ولتاژ یا افت ولتاژ (حفاظت صفر) با استفاده از یک یا چند دستگاه الکترومغناطیسی انجام می شود؛ این دستگاه در هنگام قطع برق یا کاهش ولتاژ شبکه به زیر مقدار تعیین شده، موتور را خاموش می کند و از موتور در برابر راه اندازی خود به خود محافظت می کند. پس از رفع قطعی برق یا بازیابی ولتاژ عادی شبکه.

حفاظت ویژه الکتروموتورهای ناهمزمان در برابر عملکرد دو فازاز موتور در برابر گرمای بیش از حد و همچنین از "تعطیل" محافظت می کند ، یعنی در صورت قطع شدن یکی از مراحل مدار اصلی ، در زیر جریان به دلیل کاهش گشتاور ایجاد شده توسط موتور متوقف می شود. محافظ برای خاموش کردن موتور عمل می کند.

هر دو رله حرارتی و الکترومغناطیسی به عنوان وسایل حفاظتی استفاده می شوند. در مورد دوم، حفاظت ممکن است تاخیر زمانی نداشته باشد.

انواع دیگر حفاظت الکتریکی برای موتورهای الکتریکی ناهمزمان

انواع دیگری از حفاظت وجود دارد که کمتر رایج است (در برابر افزایش ولتاژ، خطاهای زمین تک فاز در شبکه‌های با خنثی ایزوله، افزایش سرعت چرخش درایو و غیره).

وسایل الکتریکی مورد استفاده برای محافظت از موتورهای الکتریکی

دستگاه های حفاظت الکتریکی می توانند یک یا چند نوع حفاظت را در یک زمان ارائه دهند. بنابراین، برخی از قطع کننده های مدار در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار محافظت می کنند. به عنوان مثال، برخی از دستگاه های حفاظتی، دستگاه های تک اثره هستند و پس از هر کار نیاز به تعویض یا شارژ مجدد دارند، برخی دیگر مانند رله های الکترومغناطیسی و حرارتی، دستگاه های چند کاره هستند. دومی در روش بازگشت به حالت آمادگی برای دستگاه های با بازگشت خودکار و با بازگشت دستی متفاوت است.

انتخاب نوع حفاظت الکتریکی برای الکتروموتورهای ناهمزمان

انتخاب یک یا نوع دیگری از حفاظت یا چندین نوع به طور همزمان در هر مورد خاص با در نظر گرفتن درجه مسئولیت درایو، قدرت آن، شرایط عملیاتی و مراحل نگهداری (حضور یا عدم حضور پرسنل تعمیر و نگهداری دائم) انجام می شود. .

از تجزیه و تحلیل داده های مربوط به میزان تصادفات تجهیزات الکتریکی در یک کارگاه، در یک سایت ساخت و ساز، در یک کارگاه و غیره، و شناسایی اغلب موارد نقض مکرر عملکرد عادی موتورها و تجهیزات فرآیند، سود بزرگی می تواند حاصل شود. شما همیشه باید تلاش کنید تا اطمینان حاصل کنید که حفاظت در عملیات تا حد امکان ساده و قابل اعتماد است.

برای هر موتور، صرف نظر از قدرت و ولتاژ آن، حفاظت اتصال کوتاه باید ارائه شود. در اینجا باید شرایط زیر را در نظر داشته باشید. از یک طرف، حفاظت باید از جریان های راه اندازی و ترمز موتور ساخته شود، که می تواند 5-10 برابر بیشتر از جریان نامی آن باشد. از طرف دیگر، در تعدادی از موارد اتصال کوتاه، به عنوان مثال، با مدارهای چرخشی، اتصال کوتاه بین فازهای نزدیک به نقطه صفر سیم پیچ استاتور، اتصال کوتاه به محفظه داخل موتور و غیره، حفاظت باید عمل کند. در جریان های کمتر از جریان شروع

برآوردن این الزامات متناقض به طور همزمان با وسایل حفاظتی ساده و ارزان، چالش های بزرگی را به همراه دارد. بنابراین، سیستم حفاظتی برای موتورهای ناهمزمان ولتاژ پایین بر این فرض ساخته شده است که در صورت بروز برخی از آسیب های فوق الذکر در موتور، دومی بلافاصله توسط محافظ خاموش نمی شود، بلکه فقط در طول توسعه این موتورها خاموش می شود. پس از اینکه جریان مصرف شده توسط موتور از شبکه به میزان قابل توجهی افزایش می یابد، آسیب می بیند.

یکی از مهمترین ملزومات وسایل حفاظتی موتور است - عملکرد واضح آن در شرایط اضطراری و عملکرد غیرعادی موتورها و در عین حال غیرقابل قبول بودن آلارم های کاذب.بنابراین، وسایل حفاظتی باید به درستی انتخاب و با دقت تنظیم شوند.

اضافه بار موتور در موارد زیر رخ می دهد:

• در طول راه اندازی طولانی مدت یا خود راه اندازی؛
• به دلایل تکنولوژیکی در مکانیسم هایی با بارهای نوسانی (بالابرها، کارخانه های نورد و غیره)؛
• هنگامی که مکانیسم بیش از حد بارگذاری می شود، که در آسیاب های زغال سنگ و سنگ شکن ها هنگام ورود زغال سنگ خام به آنها و در مکانیسم های دیگر از نوع مشابه رخ می دهد.
• در نتیجه وقفه در یک فاز؛
• اگر قسمت مکانیکی موتور الکتریکی یا مکانیزم آسیب دیده باشد و باعث افزایش گشتاور شود ام‌اسو ترمز موتور الکتریکی

اضافه بار می تواند پایدار یا کوتاه مدت باشد.

فقط اضافه بارهای مداوم برای موتور الکتریکی خطرناک است.

جریان اضافه ناشی از راه اندازی یا خود راه اندازی یک موتور الکتریکی کوتاه مدت است و با رسیدن به سرعت چرخش طبیعی خود تخریب می شود. این جریان‌ها تنها در صورتی می‌توانند خطری ایجاد کنند که فرآیند استقرار موتور الکتریکی به تأخیر بیفتد یا در حین راه‌اندازی خودکار مشخص شود که M. شروع به کار می‌کند.< М с. нач. . В последнем случае электродвигатель развернуться не сможет и длительно будет обтекаться пусковым током.

افزایش قابل توجهی در جریان موتور الکتریکی نیز در هنگام از دست دادن فاز حاصل می شود، که فقط در موتورهای الکتریکی محافظت شده توسط فیوزها هنگام سوختن یکی از آنها اتفاق می افتد. در بار نامی، بسته به پارامترهای موتور الکتریکی، افزایش جریان استاتور در هنگام خرابی فاز تقریباً (1.6÷2.5) I nom خواهد بود. این اضافه بار پایدار است. جریان اضافه ناشی از آسیب مکانیکی موتور الکتریکی یا مکانیزم چرخش آن و اضافه بار مکانیزم نیز پایدار است.

خطر اصلی اضافه جریان برای یک موتور الکتریکی، افزایش دمای هر یک از قطعات و اول از همه سیم پیچ ها است.

افزایش دما سایش عایق سیم پیچ را تسریع می کند و در نتیجه طول عمر موتور الکتریکی را کاهش می دهد.

ظرفیت اضافه بار یک موتور الکتریکی با مشخصه رابطه بین مقدار جریان اضافه و زمان مجاز برای جریان آن تعیین می شود:

t=T a-1/k 2 -1

جایی که تی –مدت زمان اضافه بار مجاز، ثانیه.

تی– ثابت زمان گرمایش، ثانیه؛

آ- ضریب بسته به نوع عایق موتور و همچنین فرکانس و ماهیت جریان اضافه. برای موتورهای الکتریکی ناهمزمان به طور متوسط ​​a = 1.3;

ک– ضریب جریان اضافه – نسبت این جریان به جریان نامی موتور، یعنی. k=I/I نام

پیش از این، محافظ اضافه بار با اثر خاموشی بر روی تمام موتورهای الکتریکی نصب شده بود که در برخی موارد منجر به خاموش شدن نادرست موتورهای الکتریکی می شد.

در حال حاضر، هنگام تصمیم گیری در مورد نصب حفاظت اضافه بار روی یک موتور الکتریکی، آنها با شرایط عملکرد آن هدایت می شوند:

• در موتورهای الکتریکی مکانیسم هایی که در اثر اضافه بارهای تکنولوژیکی آسیب نمی بینند (به عنوان مثال، موتورهای الکتریکی پمپ های گردش خون، پمپ های تغذیه و غیره) و شرایط راه اندازی یا خود راه اندازی دشواری ندارند، محافظ اضافه بار نصب نمی شود.
• در موتورهای الکتریکی که در معرض اضافه بارهای تکنولوژیکی قرار دارند (به عنوان مثال، موتورهای الکتریکی آسیاب، سنگ شکن، پمپ بگر و غیره)، و همچنین در موتورهای الکتریکی که راه اندازی خودکار آنها تضمین نمی شود، حفاظت اضافه بار باید نصب شود.
• در صورتی که از راه اندازی خودکار موتور الکتریکی اطمینان حاصل نشود یا اضافه بار تکنولوژیکی بدون توقف موتور الکتریکی از مکانیسم خارج نشود، حفاظت از اضافه بار با یک عمل خاموش انجام می شود.
• حفاظت در برابر اضافه بار موتور الکتریکی با تأثیر بر تخلیه مکانیسم یا سیگنال انجام می شود، در صورتی که اضافه بار تکنولوژیکی را بتوان به طور خودکار یا دستی توسط پرسنل بدون توقف مکانیسم از مکانیسم خارج کرد و موتورهای الکتریکی تحت نظارت پرسنل باشند.
• در موتورهای الکتریکی مکانیسم هایی که می توانند هم اضافه بار داشته باشند که در حین کار مکانیسم قابل حذف است و هم اضافه باری که بدون توقف مکانیسم قابل حذف نیست، توصیه می شود حفاظت از جریان اضافه با تاخیر زمانی کوتاه تری برای تخلیه مکانیسم ارائه شود ( در صورت امکان) و تاخیر زمانی بیشتر برای خاموش کردن موتور الکتریکی. موتورهای الکتریکی حیاتی برای نیازهای کمکی نیروگاه ها تحت نظارت مستمر پرسنل وظیفه هستند، بنابراین حفاظت آنها از اضافه بار عمدتاً با عمل بر روی سیگنال انجام می شود.

مطلوب است که برای موتورهای الکتریکی در معرض اضافه بار تکنولوژیکی حفاظتی وجود داشته باشد به گونه ای که از یک سو در برابر اضافه بارهای غیرقابل قبول محافظت شود و از سوی دیگر امکان استفاده کامل از مشخصه اضافه بار در موتور الکتریکی با در نظر گرفتن بار قبلی و دمای محیط.

اضافه بار موتور در موارد زیر رخ می دهد:

· در طول راه اندازی یا خود شروع به تأخیر.

· به دلایل تکنولوژیکی و بار بیش از حد مکانیسم ها.

· در نتیجه وقفه در یک فاز.

· در صورت آسیب به قسمت مکانیکی موتور الکتریکی یا مکانیزم، باعث افزایش گشتاور M و ترمز موتور الکتریکی شود.

اضافه بار می تواند پایدار یا کوتاه مدت باشد. فقط اضافه بارهای مداوم برای موتور الکتریکی خطرناک است.

افزایش قابل توجهی در جریان موتور الکتریکی نیز هنگام از دست دادن فاز حاصل می شود، که به عنوان مثال در موتورهای الکتریکی محافظت شده توسط فیوزها هنگام سوختن یکی از آنها اتفاق می افتد. در بار نامی، بسته به پارامترهای موتور الکتریکی، افزایش جریان استاتور در هنگام خرابی فاز تقریباً (1.6÷2.5) I nom خواهد بود. این اضافه بار پایدار است. جریان اضافه ناشی از آسیب مکانیکی موتور الکتریکی یا مکانیزم چرخش آن و اضافه بار مکانیزم نیز پایدار است.

خطر اصلی اضافه جریان برای یک موتور الکتریکی، افزایش دمای هر یک از قطعات و اول از همه سیم پیچ ها است. افزایش دما سایش عایق سیم پیچ را تسریع می کند و طول عمر موتور الکتریکی را کاهش می دهد.

هنگام تصمیم گیری در مورد نصب محافظ اضافه بار روی یک موتور الکتریکی و ماهیت عملکرد آن، آنها با شرایط عملکرد آن هدایت می شوند.

روی موتورهای الکتریکی مکانیسم هایی که در معرض اضافه بارهای تکنولوژیکی نیستند (مثلاً موتورهای الکتریکی پمپ های گردش خون، پمپ های تغذیه و غیره) و شرایط راه اندازی یا خود راه اندازی دشواری ندارند، محافظ اضافه بار نصب نمی شود.

در موتورهای الکتریکی که در معرض اضافه بارهای تکنولوژیکی قرار دارند (به عنوان مثال، موتورهای الکتریکی آسیاب، سنگ شکن، پمپ پمپ و غیره)، و همچنین در موتورهای الکتریکی که راه اندازی خودکار آنها تضمین نمی شود، حفاظت اضافه بار باید نصب شود.

در صورتی که از راه اندازی خود به خود موتورهای الکتریکی اطمینان حاصل نشود یا اضافه بار تکنولوژیکی بدون توقف موتور الکتریکی از مکانیسم خارج نشود، حفاظت از اضافه بار با یک عمل خاموش انجام می شود.

حفاظت در برابر اضافه بار موتور الکتریکی با اثر تخلیه مکانیزم یا سیگنال در صورتی انجام می شود که اضافه بار تکنولوژیکی را بتوان به طور خودکار یا دستی توسط پرسنل بدون توقف مکانیسم از روی مکانیزم خارج کرد و موتورهای الکتریکی تحت نظارت پرسنل باشند.

در موتورهای الکتریکی مکانیسم هایی که ممکن است هم اضافه باری داشته باشند که در حین کار مکانیسم قابل حذف است و هم اضافه باری که بدون توقف مکانیسم قابل حذف نیست، توصیه می شود حفاظت از جریان اضافه با تاخیر زمانی کوتاه تری برای تخلیه مکانیسم ارائه شود. در صورت امکان) و تاخیر زمانی بیشتر برای خاموش کردن موتور الکتریکی. موتورهای الکتریکی حیاتی برای نیازهای کمکی نیروگاه ها تحت نظارت مستمر پرسنل وظیفه هستند، بنابراین حفاظت آنها از اضافه بار عمدتاً با عمل بر روی سیگنال انجام می شود.

حفاظت با رله حرارتی بهتر از سایرین، رله‌های حرارتی که به مقدار گرمای تولید شده در مقاومت عنصر گرمایش پاسخ می‌دهند، می‌توانند ویژگی نزدیک به مشخصه اضافه بار موتور الکتریکی را ارائه دهند.

حفاظت اضافه بار با رله های جریان. برای محافظت از موتورهای الکتریکی در برابر اضافه بار، حداکثر حفاظت جریان معمولاً با استفاده از رله‌های جریان با ویژگی‌های تاخیر زمانی وابسته محدود از نوع RT-80 یا حداکثر حفاظت جریان ساخته شده توسط ترکیبی از رله‌های جریان لحظه‌ای و رله‌های زمانی استفاده می‌شود.

رایج ترین نوع الکتروموتورها را بدون شک می توان الکتروموتورهای سه فاز AC نامید که ولتاژ آنها تا 500 ولت با توان های 0.05 تا 350 - 400 کیلو وات است.

از آنجایی که اطمینان از عملکرد بی وقفه و قابل اعتماد موتورهای الکتریکی ضروری است، در ابتدا باید بیشترین توجه را به انتخاب موتورهای الکتریکی با توجه به حالت کارکرد، توان نامی و طراحی معطوف کرد. ما نباید فراموش کنیم که رعایت الزامات و قوانین لازم در طول توسعه نمودار مدار الکتریکی، انتخاب بالاست، کابل و سیم، بهره برداری و نصب درایو الکتریکی از اهمیت قابل توجهی برخوردار است.

کارکرد موتورهای الکتریکی در حالت اضطراری

همانطور که مشخص است، حتی اگر درایوهای الکتریکی مطابق با تمام استانداردها طراحی شده باشند و با رعایت تمام قوانین کار کنند، در حین کار آنها همیشه احتمال وقوع حالت های اضطراری یا حالت هایی وجود دارد که با عملکرد غیرعادی مشخص می شوند. موتورها و سایر تجهیزات الکتریکی

حالت های مختلف اضطراری شامل موارد زیر است:

1. اتصالات کوتاه که به نوبه خود به دو دسته تقسیم می شوند:

• اتصال کوتاهی که در سیم پیچ های موتور الکتریکی رخ می دهد. آنها می توانند تک فاز و چند فاز، یعنی دو فاز و سه فاز باشند.
• اتصالات کوتاه چند فازی که در جعبه خروجی موتور الکتریکی و در مدار قدرت خارجی (به عنوان مثال، در جعبه های مقاومت، روی کنتاکت دستگاه های سوئیچینگ، در سیم ها و کابل ها) رخ می دهد.
• اتصال کوتاه فاز به سیم خنثی یا محفظه در یک مدار خارجی (در شبکه های الکتریکی با نول زمین) یا داخل موتور.
• اتصال کوتاهی که در مدار کنترل رخ می دهد.
• اتصال کوتاه در سیم پیچ موتور بین پیچ ها رخ می دهد. این نوع بسته شدن را اغلب بستن نوبتی می نامند.

اتصال کوتاهی که در تاسیسات الکتریکی رخ می دهد خطرناک ترین حالت اضطراری در بین تمام موارد موجود در نظر گرفته می شود. به عنوان یک قاعده، اغلب آنها به دلیل همپوشانی یا خرابی عایق ظاهر می شوند. جریان اتصال کوتاه می‌تواند به دامنه‌هایی برسد که ده‌ها و صدها برابر بیشتر از مقادیر جریان در طول عملیات عادی است. اثرات حرارتی و نیروهای دینامیکی ناشی از جریان های اتصال کوتاه که قطعات برقی در معرض آن قرار دارند می توانند به کل تاسیسات الکتریکی آسیب بزنند.

2. اضافه بارهای حرارتی موتور الکتریکی که به دلیل عبور جریان های افزایش یافته از سیم پیچ های آن ظاهر می شود. این ممکن است در شرایط زیر رخ دهد:

• هنگامی که به دلایل مختلف تکنولوژیکی، مکانیسم کار بیش از حد بارگذاری می شود.
• هنگامی که هنگام توقف یا برعکس شروع موتور تحت بار شرایط دشواری وجود دارد.
• هنگامی که کاهش طولانی مدت ولتاژ شبکه وجود دارد.
• هنگامی که یکی از فازهای مدار قدرت خارجی از کار بیفتد.
• هنگامی که سیم در سیم پیچ موتور قطع می شود.
• هنگامی که آسیب مکانیکی در مکانیسم کار یا در خود موتور وجود دارد.
• هنگامی که اضافه بار حرارتی به دلیل بدتر شدن شرایط خنک کننده موتور رخ می دهد.

اضافه بارهای حرارتی بر عملکرد موتور الکتریکی تأثیر منفی می گذارد. دلیل اصلی این امر این است که آنها باعث تخریب و پیری سریع عایق موتور می شوند که به نوبه خود منجر به اتصال کوتاه مکرر می شود. یعنی همه اینها منجر به تصادفات جدی و خرابی بیش از حد سریع موتور می شود.

انواع حفاظت برای موتورهای الکتریکی ناهمزمان

برای محافظت از موتورهای الکتریکی در برابر آسیب های مختلف که در حین کارکرد موتور در شرایطی غیر از حالت عادی رخ می دهد، اقدامات حفاظتی مختلفی در حال توسعه است. یکی از اصول مورد استفاده در چنین وسایل حفاظتی، قطع به موقع موتور معیوب از شبکه را فراهم می کند و در نتیجه باعث محدود شدن یا جلوگیری کامل از ایجاد یک حادثه می شود.

اصلی ترین و مؤثرترین وسیله بدون شک حفاظت الکتریکی موتورها در نظر گرفته می شود که الزامات PUE (سند نظارتی "قوانین ساخت تاسیسات الکتریکی") را برآورده می کند.

اگر ماهیت شرایط عملکرد غیرعادی و آسیب هایی که ممکن است رخ دهد را به عنوان مبنای طبقه بندی در نظر بگیریم، می توانیم چندین نوع اصلی و رایج ترین حفاظت الکتریکی برای موتورهای ناهمزمان را نام ببریم.

حفاظت از موتورهای الکتریکی ناهمزمان در برابر اتصال کوتاه

هنگامی که یک اتصال کوتاه اضطراری در مدار برق اصلی موتور الکتریکی یا در مدار کنترل جریان رخ می دهد، موتور خاموش می شود. این چیزی است که حفاظت از اتصال کوتاه در مورد آن است.

عملکرد تمام دستگاه هایی که برای محافظت از موتورهای الکتریکی ناهمزمان از اتصال کوتاه استفاده می شوند تقریباً بلافاصله و بدون تاخیر زمانی اتفاق می افتد. چنین دستگاه هایی شامل فیوزها، رله های الکترومغناطیسی، سوئیچ های اتوماتیک با رهاسازی نوع الکترومغناطیسی هستند.

حفاظت از موتورهای الکتریکی ناهمزمان در برابر بار اضافی

به لطف وجود محافظ اضافه بار، موتور از گرمای بیش از حد محافظت می شود که به ویژه در هنگام اضافه بارهای حرارتی نسبتاً کوچک اما طولانی اتفاق می افتد. حفاظت اضافه بار فقط باید برای موتورهای الکتریکی نه همه مکانیزم‌های عملیاتی، بلکه فقط برای موتورهایی که ممکن است در صورت اختلال در فرآیند عملکرد استاندارد، موج‌های بار غیرعادی را تجربه کنند، استفاده شود.

دستگاه هایی که برای محافظت از شبکه در برابر اضافه بار طراحی شده اند، به عنوان مثال، رله های الکترومغناطیسی، رله های دما و حرارت، قطع کننده های مدار اتوماتیک با مکانیزم ساعت یا با رهاسازی حرارتی، به خاموش شدن موتور در صورت اضافه بار کمک می کنند. در این حالت، چنین خاموشی با تاخیر زمانی خاص رخ می دهد. سرعت شاتر به طور مستقیم با مقدار اضافه بار متناسب است. به عبارت دیگر، هر چه اضافه بار بیشتر باشد، سرعت شاتر کمتر می شود و بالعکس. گاهی اوقات حتی یک خاموش شدن آنی وجود دارد؛ این در هنگام بارگذاری های قابل توجه رخ می دهد.

حفاظت از موتورهای الکتریکی ناهمزمان در برابر افت یا ناپدید شدن ولتاژ

محافظت در برابر افت یا ناپدید شدن ولتاژ نیز اغلب محافظت صفر نامیده می شود. حفاظت از این نوع که با استفاده از چندین (یا یک) دستگاه الکترومغناطیسی انجام می شود، هنگامی که سطح ولتاژ شبکه به زیر مقدار حداقل مجاز (می توانید سطح مورد نیاز حداقل ولتاژ مجاز را تنظیم کنید) یا در حین ولتاژ تغذیه، موتور الکتریکی را خاموش می کند. قطع می شود و همچنین موتور الکتریکی را از روشن شدن خود به خود پس از اطمینان از ولتاژ مجاز در شبکه یا حذف قطع برق محافظت می کند.

همچنین حفاظتی برای حالت کار موتورهای الکتریکی ناهمزمان در دو فاز وجود دارد. هنگامی که فعال می شود، موتور را خاموش می کند و در نتیجه از آن در برابر "ایستادگی" محافظت می کند (توقف تحت جریان به دلیل کاهش گشتاور ایجاد شده توسط موتور در صورت قطع شدن خطوط برق در یکی از مراحل مدار اصلی). ) و از گرمای بیش از حد.

رله های الکترومغناطیسی و حرارتی به عنوان وسایل حفاظتی برای موتورهای آسنکرون استفاده می شوند. هنگام استفاده از رله الکترومغناطیسی، حفاظت ممکن است تاخیر زمانی نداشته باشد.

انواع دیگر حفاظت الکتریکی برای موتورهای الکتریکی ناهمزمان

ابزارهای حفاظتی نه کمتر مؤثر، اما کمتر مورد استفاده نیز وجود دارد. آنها برای محافظت در برابر خطاهای زمین تک فاز در شبکه های IT (که در آن نول جدا شده است)، در برابر افزایش سطح ولتاژ، در برابر افزایش سرعت چرخش درایو و غیره استفاده می شود.

وسایل الکتریکی مورد استفاده برای محافظت از موتورهای الکتریکی

بسته به پیچیدگی عملکردی، می توان از دستگاه هایی برای حفاظت الکتریکی موتورهای الکتریکی ناهمزمان برای محافظت در برابر یک یا چند نوع تهدید به طور همزمان استفاده کرد. حفاظت در برابر اتصال کوتاه یا اضافه بار توسط کلیدهای مدار مختلف ارائه می شود. دستگاه های حفاظتی تک یا چندگانه وجود دارد. برای مثال اولی شامل فیوزها می شود. عیب آنها این است که پس از انجام عملکرد خود، چنین تجهیزات حفاظتی باید جایگزین شوند و قابل استفاده مجدد نیستند. PPE قابل شارژ تک عملکرد ممکن است مناسب تر باشد. در مورد دستگاه های چندکاره، آنها در روش بازگشت به حالت های آمادگی به دو نوع متفاوت هستند: برگشت دستی و خودکار. نمونه ای از این دستگاه ها رله های حرارتی و الکترومغناطیسی هستند.

انتخاب نوع حفاظت الکتریکی برای الکتروموتورهای ناهمزمان

برای هر موتور الکتریکی از نوع ناهمزمان، لازم است نوع حفاظت الکتریکی مناسب انتخاب شود. لازم است شرایط عملیاتی، درجه اهمیت درایو، قدرت آن و روش سرویس موتور الکتریکی به طور کلی (حضور یک مهندس خدمات اختصاص داده شده به موتور) در نظر گرفته شود. می توان یک یا چند نوع محافظ موتور الکتریکی را انتخاب کرد.

حفاظت خوب، محافظتی است که در نهایت قابل اعتماد و استفاده آسان باشد. برای انتخاب صحیح گزینه های حفاظتی، لازم است ممیزی تجهیزات الکتریکی انجام شود. توجه ویژه ای باید به داده های مربوط به میزان خرابی تجهیزات در کارگاه ها، سایت های ساخت و ساز، کارگاه ها و غیره شود. در نتیجه چنین تجزیه و تحلیلی، بسیاری از موارد نقض عملکرد عادی تجهیزات فرآیند و موتورهای الکتریکی شناسایی می شود که انتخاب مناسب ترین وسیله حفاظت از موتور الکتریکی را برای وضعیت ممکن می سازد.

حفاظت از موتورهای الکتریکی ناهمزمان در برابر اتصال کوتاه باید بدون توجه به ویژگی های آن (ولتاژ و توان) ارائه شود. در این صورت حفاظت باید به صورت جامع در دو مرحله سازماندهی شود. در یک مورد، حفاظت در مقادیر جریان کمتر از جریان های هجومی ضروری است. این در برخی از موارد اتصال کوتاه، مانند اتصال کوتاه به قاب داخل موتور یا خطاهای پیچ، مناسب است. در حالت دوم، حفاظت باید از جریان های راه اندازی و ترمز موتور ساخته شود که می تواند 5-10 برابر بیشتر از جریان نامی آن باشد.

در دسترس ترین و ساده ترین ابزار حفاظتی اجازه اجرای همزمان این تکنیک ها را نمی دهد. بنابراین، حفاظت با استفاده از این نوع وسایل همیشه مبتنی بر این فرض آگاهانه است که اگر آسیب فوق در موتور اتفاق بیفتد، هنگامی که جریان مصرف شده توسط موتور، فورا خاموش نمی شود، بلکه به تدریج خاموش می شود. موتور از شبکه چندین برابر افزایش می یابد.

تمام وسایل حفاظت موتور الکتریکی باید با در نظر گرفتن تمام ویژگی ها در هر مورد خاص، به دقت تنظیم و به درستی انتخاب شوند. تولید آلارم کاذب توسط تجهیزات حفاظتی مجاز نیست.