Универсальные устройства защиты двигателей

Устройства защиты асинхронных электродвигателей

Любое электрооборудование, в той или иной степени, подвержено аварийным ситуациям, что, зачастую, приводит к сбоям в работе других устройств и энергосистемы, в целом. Наиболее распространенным и общепринятым типом электродвигателя, является асинхронный, из-за простоты эксплуатации, недорогой стоимости и надежности. Однако и его работа требует постоянного контроля.

Компания Новатек Электро на постоянной основе разрабатывает и усовершенствует устройства защиты электродвигателей, которые и предлагает потребителям в большом ассортименте. Эти устройства предназначены для постоянного контроля трехфазного двигателя,  а именно, осуществляется контроль:

  • Действующих значений линейных/фазных токов;
  • Тока прямой/обратной последовательности;
  • Потребляемой активной, реактивной и полной мощности;
  • Сопротивления изоляции на корпус;

Аварийные ситуации и их последствия

Обеспечение защиты асинхронных электродвигателей требуется при следующих аварийных ситуациях:

Обрыв фазы (ОФ) возникает в 50% случаев. Происходит это:

  • При коротком замыкании на фазе;
  • При возгорании электрокабеля;
  • Ввиду некачественного крепления контакта проводника фаз и его перегорания.

ОФ не всегда вызывает остановку двигателя, но, при увеличенных нагрузках на валу, электродвигатель перегревается, что приводит к его сгоранию и выходу из строя.

Остальные 50% аварийных случаев, приходятся на:

  • Нарушение чередования фаз – возможно при ошибочно проведенных ремонтных работах в щитовой и кабельной системе;
  • Слипание фаз – происходит при нарушении изоляции в кабеле питания, а также из-за положения проводов на столбах внахлест;
  • Перекос фаз – когда нагрузка на фазах распределена неравномерно;
  • Сбой в системе управления охлаждением двигателя;
  • Другие технологические перегрузки.

Устройства, применяемые для защиты электродвигателя от перегрузок

Контроллер электродвигателя, в зависимости от его типа, может осуществлять один или несколько видов защиты электродвигателя:

  • Минимальной и максимальной токовой.

Компания Новатек предлагает следующие виды устройств защиты электродвигателя:

Блок защиты УБЗ-301

Представлен потребителям в трех модификациях, классификация которых обусловлена диапазоном номинального тока – 50-50А, 10-100А, 63-630А. Каждое из этих устройств выполняет защиту трехфазного двигателя от пропадания фазы; при недостаточном напряжении в сети и при других механических отклонениях. Работает прибор с высокой точностью и степенью надежности.

Прибор является микропроцессорным автоматическим устройством, не требующим оперативного питания. При аварийных ситуациях, возникших в сетевом напряжении, прибор, после восстановления всех параметров, автоматически выполняет повторное включение. Если же проблема возникла в самом двигателе, то устройство блокирует его повторный запуск.

Блок защиты УБЗ-302

Приоритетное предназначение прибора состоит в защите трехфазного двигателя от пропадания одной фазы и контроле других параметров трехфазных асинхронных двигателей.

В набор его защит заложен полный комплекс параметров, реализованных в устройстве УБЗ-301.

Помимо этого, устройство осуществляет дополнительную тепловую защиту электродвигателя, а также защиту от блокировки ротора и затянутого пуска.

Устройство для защиты трехфазных электродвигателей применяют с целью поддержания качественной работы различных инженерных и промышленных систем:

  • Отопления и водоснабжения:
  • Вентиляции и кондиционирования;
  • Автоматического контроля и учета на производстве;
  • Управления технологическим процессом.

Блок защиты УБЗ-302-01

Универсальный прибор, применяемый для двухскоростных электродвигателей, а именно для контроля параметров напряжения сети, показателей сопротивления изоляции устройства и активных значений линейных и фазных токов.

Набор параметров совершается с помощью программных задач, устанавливаемых пользователем. Допускается установка автоматического отключения или включения прибора, после настройки действующих параметров.

Блоки защиты УБЗ-304 и УБЗ-305

Релейная защита электродвигателей, совершаемая с помощью приборов УБЗ 304 и 305, которые работают с устройствами в диапазоне мощности от 2,5 до 315 кВт и при условии использования стандартных внешних трансформаторов с током на выходе 5А.

Эти универсальные устройства работают в изолированной сети и с глухозаземленной нейтралью. Разница между приборами состоит в их исполнении – щитовая для модели 304, а для 305 – DIN-рейка.

Блок защиты УБЗ-115

Данная модель устройства служит для защиты однофазного двигателя с мощностью до 5,5 кВт и силой тока до 25А. Прибором обеспечивается тепловая защита двигателя, а также защита электродвигателя, в случае таких аварийных ситуаций, как:

  • Нарушение в сетевом напряжении;
  • Затянутый пуск (есть функция плавного пуска, с возможностью дистанционного управления);
  • «Сухой ход», когда исчезает нагрузка на валу электродвигателя»

Блок защиты УБЗ-118

Принцип работы данного прибора аналогичен работе устройства УБЗ-115, с той лишь разницей, что для УБЗ-118 мощность двигателя составляет до 2,6 кВт. Устройство предназначено для асинхронных однофазных двигателей, которые работают на одном фазосдвигающем конденсаторе, то есть, схема включения не предполагает пускового конденсатора.

Разобраться с принципом работы каждого из устройств более детально, рекомендуем, при помощи технической документации, которая представлена на сайте компании. В случае, дополнительных вопросов, возникших в процессе ее изучения, вы можете получить бесплатную консультацию наших специалистов в онлайн-режиме.

Источник: https://novatek-electro.com/produktsiya/ustrojstva-zashchity-elektrodvigatelej.html

Защита электродвигателя: основные виды, схемы подключения и принцип работы. Инструкция как установить своими руками

Наверно все знают, что различные устройства работают на основе электрических двигателей. Но для чего нужна защита электродвигателей осознает лишь малая часть пользователей. Оказывается они могут сломаться в результате различных непредвиденных ситуаций.

Чтобы избежать проблем с высокими затратами на ремонт, неприятных простоев и дополнительных материальных потерь используются качественные защитные устройства. Далее разберемся в их устройстве и возможностях.

Как создается защита для электродвигателя?

Постепенно рассмотрим основные устройства защиты электродвигателей и особенности их эксплуатации. Но сейчас расскажем об трех уровнях защиты:

  • Внешняя версия защиты для предохранения от короткого замыкания. Обычно относится к разным видам либо представлена в виде реле. Они обладают официальным статусом и обязательны к установке согласно нормам безопасности на территории РФ.
  • Внешняя версия защиты электродвигателей от перегрузки помогает предотвратить опасные повреждения либо критические сбои в процессе работы.
  • Встроенный тип защиты спасет в случае заметного перегрева. И это защитит от критических повреждений либо сбоев в процессе эксплуатации. В этом случае обязательны выключатели внешнего типа иногда применяется реле для перезагрузки.

Из-за чего отказывает электродвигатель?

Можете ознакомиться с фото защиты электродвигателя различного типа чтобы иметь представление о том, как она выглядит.

Рассмотрим случаи отказа электродвигателей в которых с помощью защиты можно избежать серьезных повреждений:

  • Недостаточный уровень электрического снабжения;
  • Высокий уровень подачи напряжения;
  • Быстрое изменение частоты подачи тока;
  • Неправильный монтаж электродвигателя либо хранения его основных элементов;
  • Увеличение температуры и превышение допустимого значения;
  • Недостаточная подача охлаждения;
  • Повышенный уровень температуры окружающей среды;
  • Пониженный уровень атмосферного давления, если эксплуатация двигателя происходит на увеличенной высоте на основе уровня моря;
  • Увеличенная температура рабочей жидкости;
  • Недопустимая вязкость рабочей жидкости;
  • Двигатель часто выключается и включается;
  • Блокирование работы ротора;
  • Неожиданный обрыв фазы.

Часто для этого используется плавкая версия предохранителя, поскольку она отличается простотой и способна выполнить много функций:

Версия на основе плавкого предохранительного выключателя представлена аварийным выключателем и плавким предохранителем, соединенных на основе общего корпуса.

Выключатель позволяет размыкать либо замыкать сеть с помощью механического способа, а плавкий предохранитель создает качественную защиту электродвигателя на основе воздействия электрического тока.

Однако выключателем пользуются в основном для процесса сервисного обслуживания, когда необходимо остановить передачу тока.

Плавкие версии предохранителей на основе быстрого срабатывания считаются отличными защитниками от коротких замыканий. Но непродолжительные перегрузки могут привести к поломке предохранителей этого вида. Из-за этого рекомендуется использовать их на основе воздействия незначительного переходного напряжения.

Плавкие предохранители на основе задержки срабатывания способны защитить от перегрузки либо различных коротких замыканий. Обычно они способны выдержать 5-краткое увеличение напряжения в течение 10-15 секунд.

Тепловое реле

В различных устройствах используется тепловое реле для защиты двигателя от перегрузок под воздействием тока либо перегрева рабочих элементов. Оно создается с помощью металлических пластин, обладающих различным коэффициентом расширения под воздействием тепла. Обычно его предлагают в связке с магнитными пускателями и автоматической защитой.

Автоматическая защита двигателя

Автоматы для защиты электродвигателей помогают обезопасить обмотку от появления короткого замыкания, защищают от нагрузки либо обрыва любой из фаз. Их всегда используют в качестве первого звена защиты в сети питания мотора. Потом используется магнитный пускатель, если необходимо он дополняется тепловым реле.

Каковы критерии выбора, подходящего автомата:

  • Необходимо учитывать величину рабочего тока электродвигателя;
  • Количество, использующихся обмоток;
  • Возможность автомата справляться с током в результате короткого замыкания. Обычные версии работают на уровне до 6 кА, а лучшие до 50 кА. Стоит учитывать и скорость срабатывания у селективных менее 1 секунды, нормальных меньше 0,1 секунды, быстродействующих около 0,005 секунды;
  • Размеры, поскольку большая часть автоматов можно подключать с помощью шины на основе фиксированного типа;
  • Вид расцепления цепи — обычно применяется тепловой либо электромагнитный способ.

Универсальные блоки защиты

Они срабатывают в таких случаях:

  • Проблемы с напряжением, характеризующиеся скачками в сети, обрывами фаз, нарушением чередования либо слипания фаз, перекосом фазного или линейного напряжения;
  • Механической перегруженности;
  • Отсутствие крутящего момента для вала ЭД;
  • Опасных эксплуатационной характеристике изоляции корпуса;
  • Если произошло замыкание на землю.

Хотя защита от понижения напряжения, может быть, организована и другими способами мы рассмотрели основные из них. Теперь у вас есть представление о том зачем необходимо защищать электродвигатель, и как это осуществляется с помощью различных способов.

Фото защиты электродвигателя

Источник: http://electrikmaster.ru/zashhita-elektrodvigatelya/

Основные устройства для защиты электродвигателей

В настоящее время трехфазные асинхронные электродвигатели являются основным преобразователем электрической энергии в механическую. Своему широкому распространению данные устройства обязаны невысокой стоимостью и высоким КПД.

Несмотря на невысокую стоимость двигателей, зачастую даже кратковременный простой двигателя, приводят к большим производственным потерям, поэтому  в настоящее время на электротехническом рынке появляется все больше устройств, обеспечивающих их защиту от повреждений, связанных с работой при повышенных нагрузках или неисправностях в питающей цепи.

На данный момент наиболее распространены следующие типы защитного оборудования для трехфазных электродвигателей.

Тепловые реле

(РТЛ, РТТ, RTLU и т.д.)-данные устройства защищают общепромышленных и крановых электродвигателей, от работы в режимах, когда ток превышает номинальные значения. Обычно устанавливаются на контакторах или магнитных пускателях.

Читайте также:  Что такое молния?

Мотор автоматы

– автоматические выключатели, защищающие от токов перегрузки и короткого замыкания. Отличаются от обычных автоматов возможностью регулировки уставки тока перегрузки и уставкой электромагнитного расцепителя на 13In, что позволяет избежать ложных срабатываний при пуске двигателя под нагрузкой.

Автоматические выключатели

– используются для защиты от токов перегрузки и коротких замыканий, обычно используются для двигателей большой мощностью. В основном используются или специализированные автоматы для защиты двигателей или автоматы с полупроводниковыми расцепителями.

Во втроом случае пользователь имеет возможность выставить сам необходимые ему значения срабатывания автомата, а также повышается уровень защиты, так как полупроводниковый расцепитель в отличии от термомагнитного независим от температуры окружающей среды.

Реле контроля фаз и напряжения

— устройства защищающие двигатель от обрыва фаз, ассиметрии фаз, перекоса фаз. При отклонениях номинальных заданных значений питающей сети, контакты реле переключаются и срабатывают коммутационные устройства управляющие включением выключением двигателей

Универсальный блок защиты УБЗ 301

Также в последнее время все большую популярность получили универсальные блоки защиты УБЗ производства Новатек Электро. Данные многофункциональные устройства в настоящий момент обеспечивают наиболее полную и комплексную защиту по напряжению, по фазным/линейным токам.

Низковольтные комплектые устройства: ящики управления двигателем, в т.ч. с устройством плавного пуска

обеспечивают комплексную защиту электродвигателей от перегузок, коротких замыканий, перекоса и обрыва фаз

Источник: http://www.elektro-portal.com/article/show/ustrojstvo-zawity-jelektrodvigatelej

Устройства защиты электродвигателей

Новости

 

Универсальный блок защиты асинхронных двигателей УБЗ-301 предназначен для постоянного контроля параметров сетевого напряжения и действующих значений фазных/линейных токов трехфазного электрооборудования 380 В 50 Гц, в первую очередь асинхронных электродвигателей, в том числе в сетях с изолированной нейтралью. Выпускаются в трех модификациях на токи 5-50 А, 10-100 А, 63-630 А.   Осуществляет полную и эффективную защиту электрооборудования путем отключения с последующим автоматическим включением или блокировкой повторного пуска в следующих случаях:* некачественном сетевом напряжении (обрыв, перекос фаз, недопустимые скачки и провалы напряжения, нарушающие чередование, слипание фаз);* симметричный перегруз по фазным/линейным токам, вызванный механическими перегрузками;* несимметричный перегруз по фазным/линейным токам, связанный с повреждением внутри двигателя;* несимметрия фазных токов без перегруза, связанная с нарушением изоляции внутри двигателя и/или подводящего кабеля;* защита по минимальному пусковому/рабочему току — исчезновение момента на валу двигателя («сухой ход» для насосов);* защита по токам утечки на «землю» во время работы с запретом автоматического повторного включения (АПВ).   Блок отличает простая и точная установка Iн (Iр) до пуска, с учетом длительно допустимой перегрузки. Срабатывание по перегрузу с зависимой выдержкой времени, путем решения дифференциального уравнения теплового баланса двигателя. Наглядная и логичная индикация. Контроль токов осуществляется внешними датчиками тока.   По заказу УБЗ-301 может комплектоваться блоком обмена БО-01, обеспечивающего обмен данными по протоколу RS-485.
Универсальный блок защиты асинхронных двигателей УБЗ-302 предназначен для постоянного контроля параметров работы 3-х фазного электрооборудования (в первую очередь трехфазных асинхронных электродвигателей): сетевого напряжения, действующих значений фазных/линейных токов, потребляемой мощности, напряжений и токов прямой и обратной последовательности, сопротивления изоляции на корпус, дифференциальных токов утечки на землю (токов нулевой последовательности), температурных режимов работы.     Блок может широко применяться в инженерных системах зданий и сооружений (отопление, вентиляция, водоснабжение, кондиционирование), АСУ ТП и системах промышленной автоматизации, контроля учета и диспетчеризации.    Блок позволяет значительно снизить вероятность отказов трехфазного электрооборудования, уменьшить стоимость эксплуатации, оптимизировать потребление электроэнергии и значительно повысить комфортность эксплуатации.    Имеет полный набор защит, реализованных в блоке УБЗ-301. Дополнительно обеспечивает защиту от затянутого пуска и блокировки ротора. Кроме того, осуществляет контроль перегрева обмоток двигателя с помощью температурных датчиков.    Наличие второго выходного реле управления обеспечивает возможность организации следующих дополнительных режимов работы:* переключение «звезда-треугольник»;* включение с «отложенным пуском» (например, каскадное включение двигателей);* реле дистанционной сигнализации.   Встроенный модем позволяет производить обмен с системами верхнего уровня по протоколу RS-485 или RS-232 по выбору.

Источник: https://c-tekon.ru/protectmotor

Изучение конструкции, принципа работы устройств защиты электродвигателей

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

Высшего профессионального образования

« Забайкальский государственный Университет»

(ФГБОУ ВПО ЗабГУ)

Институт переподготовки и повышения квалификации

Кафедра «Электроники и электротехники»

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ НИЗКОГО НАПРЯЖЕНИЯ.

Лабораторная работа № 6

«Устройства защиты электродвигателей»

Выполнили: студенты гр ЭПС-09-1

Балуев А.

Витюк М.

Мальков М.

Шиляев С.

Лаврухин

Вайдеров

Проверил: ст. преподаватель Абрамова Ю. В.

Чита 2011

Лабораторная работа № 1

Устройство защиты электродвигателя УЗЭ-3

Цель работы: изучение конструкции, принципа работы схемы защиты АД с короткозамкнутым ротором с помощью защитного устройства УЗЭ-3,

1 Общие сведения

Устройство УЗЭ-3 (далее УЗЭ) предназначено для защиты электродвигателя от:

—  симметричной перегрузки,

—  обрыва фазы и несимметрии напряжения,

—  перегрева.

Сигнализация о причине срабатывания устройства осуществляется при помощи светодиодных индикаторов, расположенных на передней панели.

Устройство УЗЭ выполнено в виде одного электронного блока. Помимо этого совместно с устройством применяются трансформаторы тока, параметры которых выбираются в зависимости от мощности электродвигателя.

2 Технические характеристики

Основные технические характеристики устройства представлены в таблице

Таблица 1. — Технические характеристики УЗЭ-3 (паспортные данные)

Параметры
Напряжение питания, В 220(+22, -44)
Величина магнитного пускателя для управления ЭД 0-6
Время срабатывания устройства:-    при обрыве фазы, с —    при перегрузке по току, с 0,05 3,0-42
Габаритные размеры, не более, мм 95x65x651
Масса блока, не более, кг 0.12

3 Описание принципиальной схемы устройства

Принципиальная схема УЗЭ и схема подключения представлены на рисунке 1.

Базовым регистрирующим элементом защиты являются две микросхемы К155ЛА4, представляющие собой сборки из трёх ячеек «ИЛИ-НЕ», 4 элемента из шести собраны в два RS-триггера, два оставшихся элемента — выходные.

Защита от обрыва фазы или несимметрии напряжения представляет собой фильтр напряжения нулевой последовательности, собранный из сопротивлений R7 — R9. Сигнал с фильтра через ключевые транзисторы VT6, VT3 подаётся на вход ячейки DD1.3.

Защита от перегрузки собрана на трансформаторах тока Т1 — ТЗ, включенных по схеме «разомкнутый треугольник» (для двигателей мощностью более 3 кВт допускается подключение одного трансформатора тока).

Номинальный ток первичной обмотки трансформаторов тока выбирается в зависимости от мощности двигателя. Выводы треугольника нагружены на потенциометр R1, с помощью которого регулируется порог срабатывания защиты. Сигнал с потенциометра подаётся через ключи VT1, VT2 на вход ячейки DD1.1.

Цепью R2, R3, С5 осуществляется задержка времени с целью предотвращения ложных срабатываний при пуске двигателя.

Узел тепловой защиты собран на транзисторе VT4, в цепь которого включен диод VD4, являющийся термодатчиком. Сигнал с VT4 подаётся на ячейку DD2.2. Температура срабатывания защиты регулируется резистором R14.

Исполнительным органом защиты является реле К1 типа РЭИ 43. Его нормально замкнутый контакт включается в цепь управления магнитным пускателем.

Рисунок 1

Сигнализация о причине срабатывания защиты осуществляется свегодиодами HL1 — HL3 «Обрыв фазы», «Перегрузка», «Перегрев».

4 Эксплуатация устройства

4.1 Установка и монтаж устройства.

Устройство устанавливается в непосредственной близости от магнитною пускателя, управляющего работой электродвигателя в щите управления.

Трансформаторы тока крепятся в свободной m монтажных проводов юно в пцпе управления. В целом монтаж устройства производится согласно рисунку 2.

Рисунок 2

4.2  Настройка устройства. Выбор трансформаторов тока.

Настройка устройства сводится к установке чувствительности защиты

от перегрузки при помощи движка потенциометра R1, установленного на боковой стенке устройства.

Выбор трансформаторов тока для работы с конкретным электродвигателем производится из условия ненасыщенной работы трансформаторов тока. Для этого номинальный ток первичной обмотки Т1 — ТЗ (рисунок 1) должен быть 2 раз больше номинального тока статорной обмотки электродвигателя.

4.3 Работа с устройством.

В нормальном режиме работы электродвигателя на передней панели устройства горит лишь индикатор «Сеть», сигнализируя о нахождении устройства под напряжением. Индикаторы «Обрыв фазы», «Перегрузка'', «Перегрев», не горят.

Отключение электродвигателя сопровождается зажиганием одного из индикаторов, что свидетельствует о неисправности двигателя.

После срабатывания устройства возврат в исходное состояние производится путём снятия питания с устройства на некоторое время.

5 Достоинства и недостатки устройства

К достоинствам устройства УЗЭ можно отнести:

—  удобство подключения;

—  возможность применения диодов в качестве термодатчиков.

Источник: https://vunivere.ru/work41734

Аварийные ситуации в работе асинхронного двигателя и методы защиты

Асинхронный двигатель является наиболее надёжным из всех электродвигателей. Он просто устроен, поэтому при правильной эксплуатации может прослужить очень долго.

Но чтобы это произошло, потребуется защита от тех или иных проблем, которые могут сократить срок его службы.

Если случается аварийный режим необходимо своевременно и быстро отключить электродвигатель, чтобы авария не получила разрушительного развития.

Наиболее распространёнными аварийными ситуациями и соответствующими им видами защиты являются:

  • Короткие замыкания. В такой ситуации превышение заданных величин токов в обмотках должно вызвать срабатывание защиты, которая выполнит отключение от сети.
  • Перегрузка, в результате которой температура всего движка увеличивается.
  • Проблемы с напряжением, которое либо уменьшается, либо пропадает.
  • Исчезновение напряжения на одной из фаз.

В схемах защиты используются плавкие предохранители, реле и магнитные пускатели с автоматическими выключателями.

Схема может быть построена таким образом, что будет выполняться сразу несколько видов защиты асинхронного двигателя.

Например, могут быть использованы автоматические выключатели с коммутациями и при перегрузках, и при коротких замыканиях. Плавкие предохранители имеют одноразовое действие и требуют вмешательства оператора для замены.

Реле и магнитные пускатели срабатывают многократно, но могут отличаться по способу восстановления исходного состояния. Для них возможен либо автоматический самовозврат, либо установка вручную. Защиту надо выбирать, основываясь на:

  • предназначении привода, в котором работает асинхронный двигатель;
  • электромеханических параметрах привода;
  • условиях окружающей среды;
  • возможности обслуживания персоналом.
  • Главными качествами защиты должна быть простота в эксплуатации и надёжность.

Любой асинхронный двигатель должен иметь защиту от коротких замыканий. При этом она должна быть спроектирована и настроена с учётом тока пуска и торможения, которые могут превышать номинальный ток почти в десять раз. Но необходимо учитывать и возможность замыканий в обмотке движка в разных местах.

Читайте также:  Какие бывают виды и типы автоматических выключателей в электрических сетях

При таких ситуациях защитное срабатывание должно произойти при величине тока меньшей, чем при пуске асинхронного двигателя. Поскольку такие требования противоречат друг другу защиту приходится делать с задержкой отключения.

Если за это время ток, который двигатель потребляет из сети, существенно увеличится, она сработает.

Требования к защите при коротких замыканиях в асинхронных двигателях заложены в ПУЭ, которые требуют следующее (показано на изображении ниже).

  • Место установки – перед зажимами движка на ответвлении к нему.
  • Надёжное отключение при коротких замыканиях на его зажимах.

Точки на изображении:

  • К1 – однофазное замыкание на землю в сетях с заземлением нейтрали;
  • К2 – двухфазное замыкание;
  • К3 – трёхфазное короткое замыкание.

Ток перегрузки движка надо учитывать только в тех приводах, в которых возможны нарушения нормального технологического процесса с большими внешними усилиями, приложенными к валу. При этом надо учитывать перегрузочную способность электродвигателя.

Если защита от перегрузки срабатывает слишком часто, вероятнее всего то, что мощность движка не соответствует назначению.

В таких случаях недопустимы ложные срабатывания, которые устраняются правильным выбором и качественной регулировкой компонентов защиты.

Короткие замыкания и защита от перегрузок

Простейшая защита от замыканий содержит только плавкие предохранители. Они применяются в диапазоне мощностей двигателей до 100 кВт.

Однако при их использование возможно перегорание не всех трёх предохранителей. Поэтому движок может искусственно оказаться с одной или двумя отключенными фазными обмотками.

В зависимости от назначения электропривода существуют разные критерии выбора предохранителей.

Если у привода нагрузка вентиляторного типа, для которой характерен лёгкий пуск, номинальный ток плавкой вставки выбирается не менее 40% от величины пускового тока. Этот критерий применим для металлорежущих станков, вентиляторов, насосов и т.п.

у которых переходный процесс длится от двух до пяти секунд. Если время переходного процесса более длительное от десяти до двадцати секунд номинальный ток плавкой вставки должен быть не менее 50% от величины пускового тока. Этот критерий применим для приводов с валом заторможенных нагрузкой.

К ним можно отнести дробилки, центрифуги, шаровые мельницы.

Если имеется группа из нескольких электродвигателей, предохранители ставятся на каждый из них и на распределительный щит.

На нём в каждой фазе устанавливается предохранитель с номинальным током равным сумме номинальных токов предохранителей всех движков.

Если величина пускового тока не известна, а мощность Р асинхронного двигателя менее 100 кВт, можно выбрать приблизительное значение номинального тока I предохранителя таким способом:

  • при напряжении 500 Вольт I=4,5Р;
  • при напряжении 380 Вольт I=6Р;
  • при напряжении 220 Вольт I=10,5Р.

Для более точного срабатывания и для всего диапазона мощностей асинхронных двигателей применяются схемы защиты с реле. Такие схемы позволяют учесть токи пуска и торможения и не реагировать на них.

Срабатывание реле приводит к выключению магнитного пускателя и обесточиванию двигателя.

Эти так называемые «максимальные» реле в зависимости от конструкции имеют катушку, рассчитанную на токи от десятых долей Ампера до сотен Ампер, а так же контакты, отключающие ток в катушке магнитного пускателя.

Погрешность их срабатывания обычно не превышает десяти процентов. Возврат в исходное состояние конструктивно наиболее часто сделан вручную. Типовая схема защиты показана на изображении. РМ – обозначения максимальных реле, Л – обозначение магнитного пускателя.

Максимальные реле также применяются и для защиты от перегрузки. Но при этом в схему вводится реле времени, которое позволяет сделать настройку её без учёта пусковых токов.

Тепловая защита

Тепловое реле является альтернативным способом защиты электродвигателя с определённой инерцией срабатывания. Принцип действия основан на использовании биметаллической пластины, которая нагревается током обмоток двигателя. Деформация пластины приводит к срабатыванию контактов, необходимых для отключения движка.

Надёжность такой защиты зависит от подобия тепловых процессов в реле и в двигателе. Такое возможно только при достаточно длительном перерыве между включениями и выключениями движка. Условия окружающей среды для двигателя и для элементов тепловой защиты должны быть одинаковыми.

Скорость срабатывания тепловых реле тем меньше, чем больше ток, протекающий через нагревательные элементы или же саму пластину в зависимости от конструкции. При больших значениях токов в обмотках асинхронного двигателя подключение выполняется с использованием трансформаторов тока. Существуют модели магнитных пускателей со встроенными в них тепловыми реле.

Основными электрическими параметрами являются

  • номинальное напряжение. Это максимальное напряжение в сети допустимое для использования реле.
  • Номинальный ток, при котором реле работает длительно и не срабатывает при этом.

Тепловая защита не способна реагировать на токи короткого замыкания и недопустимые кратковременные перегрузки. Поэтому её надо использовать совместно хотя бы с плавкими предохранителями.

Более совершенной разновидностью защиты электродвигателя от недопустимого нагрева является схема с использованием специального датчика тепла. Такой тепловой сенсор располагается на самом движке в том или ином месте. Некоторые модели двигателей имеют встроенный биметаллический сенсор – контакт, подключаемый к защите.

Понижение напряжения и пропадание фазы

Полностью нагруженный асинхронный двигатель, работающий при пониженном напряжении, быстро нагревается. Если в нём есть встроенный тепловой сенсор, сработает тепловая защита. Если такового нет, необходима защита от понижения напряжения. Для этих целей служат реле, которые срабатывают при снижении напряжения и подают сигнал на отключение движка. На схеме ниже это РН.

Восстановление исходного состояния защиты обычно выполняется вручную или автоматически, но с задержкой во времени для каждого двигателя при их группе. Иначе одновременный групповой запуск после восстановления опять-таки может вызвать повторное понижение напряжения в сети и новое отключение.

Специальная защита от пропадания фазы, то есть от работы только на двух фазах ПУЭ предусматривает только в таких приводах, где возможны неприемлемые по своей тяжести последствия. Экономически целесообразно не изготовление и установка такой защиты, а ликвидация причин, приводящих к такому режиму работы.

Самыми последними техническими решениями в построении защиты электродвигателей являются автоматические выключатели с воздушным гашением дуги.

Некоторые модели совмещают в себе возможности рубильника, контактора, максимального и теплового реле и выполняют соответствующие защитные функции. В таком автомате контакты размыкаются мощной взведенной пружиной.

Освобождение её происходит в зависимости от типа исполнительного элемента — электромагнитного или теплового.

Источник: http://podvi.ru/elektrodvigatel/zashhita-asinxronnogo-dvigatelya.html

Универсальный двигатель

Конструкция универсального коллекторного электродвигателя не имеет принципиальных отличий от конструкции коллекторного электродвигателя постоянного тока с обмотками возбуждения, за исключением того, что вся магнитная система (и статор, и ротор) выполняется шихтованной и обмотка возбуждения делается секционированной. Шихтованная конструкция и статора, и ротора обусловлена тем, что при работе на переменном токе их пронизывают переменные магнитные потоки, вызывая значительные магнитные потери.

Универсальный двигатель

Секционирование обмотки возбуждения вызвано необходимостью изменения числа витков обмотки возбуждения с целью сближения рабочих характеристик при работе электродвигателя от сетей постоянного и переменного тока [2].

Схема универсального коллекторного двигателя

Универсальный коллекторный электродвигатель может быть выполнен как с последовательным, так и с параллельным и независимым возбуждением.

В настоящее время универсальные коллекторные электродвигатели выполняют только с последовательным возбуждением.

Возможность работы универсального двигателя от сети переменного тока объясняется тем, что при изменении полярности подводимого напряжения изменяются направления токов в обмотке якоря и в обмотке возбуждения. При этом изменение полярности полюсов статора практически совпадает с изменением направления тока в обмотке якоря. В итоге направление электромагнитного вращающего момента не изменяется:

,

  • где M — электромагнитный момент, Н∙м,
  • – постоянный коэффициент, определяемый конструктивными параметрами двигателя,
  • – ток в обмотке якоря, А,
  • Ф — основной магнитный поток, Вб.

В качестве универсального используют двигатель последовательного возбуждения, у которого ток якоря является и током возбуждения, что обеспечивает почти одновременное изменение направления тока в обмотке якоря Iа и магнитного потока возбуждения Ф при переходе от положительного полупериода переменного напряжения сети к отрицательному.

Если двигатель подключить к сети синусоидального переменного тока, то ток якоря Ia и магнитный поток Ф будут изменяться по синусоидальному закону:

,

  • где i — ток, А,
  • – амплитуда тока, А,
  • – частота, рад/c.

,

  • где– наибольшее значение магнитного потока, Вб,
  • – угол сдвига фаз между током возбуждения и магнитным потоком, обусловленный магнитными потерями в двигателе, рад.

Отсюда получим формулу электромагнитного момента коллекторного двигателя последовательного возбуждения, включенного в сеть синусоидального переменного тока, Нм:

.

После преобразования:

.

Первая часть выражения представляет собой постоянную составляющую электромагнитного момента Mпост, а вторая часть — переменную составляющую этого момента Мпер, изменяющуюся во времени с частотой, равной удвоенной частоте напряжения питания.

Таким образом, результирующий электромагнитный момент при работе двигателя от сети переменного тока пульсирует. Пульсации электромагнитного момента практически не нарушают работу двигателя. Объясняется это тем, что при значительной частоте пульсаций электромагнитного момента () и большом моменте инерции якоря вращение последнего оказывается равномерным.

Коэффициент полезного действия универсального двигателя при его работе от сети переменного тока более низкий, чем при его работе от сети постоянного тока.

Другой недостаток универсального двигателя — тяжелые условия коммутации, вызывающие интенсивное искрение на коллекторе при включении двигателя в сеть переменного тока.

Этот недостаток объясняется наличием трансформаторной связи между обмотками возбуждения и якоря, что ведет к наведению в коммутируемых секциях трансформаторной ЭДС, ухудшающей процесс коммутации в двигателе.

Наличие щеточно-коллекторного узла является причиной ряда недостатков универсальных коллекторных двигателей, особенно при их работе на переменном токе (искрение на коллекторе, радиопомехи, повышенный шум, невысокая надежность).

Однако эти двигатели по сравнению с асинхронными и синхронными при частоте питающего напряжения f = 50 Гц позволяют получать частоту вращения до 10 000 об/мин и более (наибольшая синхронная частота вращения при f = 50 Гц равна 3000 об/мин) [3].

Читайте также:  Требования к электротехническому персоналу

Благодаря тому, что универсальный двигатель может иметь высокую скорость вращения при работе от однофазной сети переменного тока без использования дополнительных преобразовательных устройств, он получил широкое применение в таких домашних приборах как пылесосы, блендеры, фены и др. Так же универсальный электродвигатель широко используется в таких инструментах, как дрели и шуруповерты.

Благодаря тому, что скорость вращения универсального двигателя легко регулируется изменением величины питающего напряжения ранее он широко использовался в стиральных машинах. Сейчас благодаря развитию преобразовательной техники более широкое использование получают бесщеточные электродвигатели (СДПМ, АДКР) скорость вращения которых регулируется изменением частоты напряжения питания.

Смотрите также

Источник: http://engineering-solutions.ru/motorcontrol/universal/

Термисторная защита электродвигателей и реле термисторной защиты двигателя

Сложность конструкции тепловых реле к пускателям электродвигателей, недостаточная надежность систем защиты на их основе, привели к созданию тепловой защиты, реагирующей непосредственно на температуру обмоток электродвигателя. При этом датчики температуры устанавливаются на обмотке двигателя.

 Другими словами, осуществляется непосредственный контроль измерения нагрева двигателя. Прямая защита двигателя через контроль температуры обмотки даже при тяжелейших условиях окружающей среды обеспечивает полную защиту двигателя, оснащенного температурными датчиками с положительным коэффициентом сопротивления (PTC).

Температурные датчики PTC встроены в обмотки электродвигателя (укладываются в обмотку двигателя изготовителем двигателей).

Термочувствительные защитные устройства: термисторы, позисторы

В качестве датчиков температуры получили применение термисторы и позисторы (РТС – резисторы) — полупроводниковые резисторы, изменяющие свое сопротивление от температуры.

Термисторы представляют собой полупроводниковые резисторы с большим отрицательным ТСК. При увеличении температуры сопротивление термистора уменьшается, что используется для схемы отключения двигателя.

Для увеличения крутизны зависимости сопротивления от температуры, термисторы, наклеенные на три фазы, включаются параллельно (рисунок 1).

Рисунок 1 – Зависимость сопротивления позисторов и термисторов от температуры: а – последовательное соединение позисторов; б – параллельное соединение термисторов

Позисторы являются нелинейными резисторами с положительным ТСК. При достижении определенной температуры сопротивление позистора скачкообразно увеличивается на несколько порядков.

Для усиления этого эффекта позисторы разных фаз соединяются последовательно. Характеристика позисторов показана на рисунке.

Защита с помощью позистоpoв является более совершенной. В зависимости от класса изоляции обмоток двигателя берутся позисторы на температуру срабатывания =105, 115, 130, 145 и 160 . Эта температура называется классификационной.

Позистор резко меняет сопротивление при температура за время не более 12 с. При сопротивление трёх последовательно включенных позисторов должно быть не более 1650 Ом, при температуре их сопротивление должно быть не менее 4000 Ом.

Гарантийный срок службы позисторов 20000 ч. Конструктивно позистор представляет собой диск диаметром 3.5 мм и толщиной 1 мм, покрытый кремне-органической эмалью, создающей необходимую влагостойкость и электрическую прочность изоляции.

Рассмотрим схему позисторной защиты, показанную на рисунке 2.

К контактам 1, 2 схемы (рисунок 2, а) подключаются позисторы, установленные на всех трёх фазах двигателя (рисунок 2, б). Транзисторы VТ1, VT2 включены по схеме триггера Шмидта и работают в ключевом режиме. В цепь коллектора транзистора VT3 оконечного каскада включено выходное реле К, которое подает сигнал на обмотку пускателя электродвигателя.

При нормальной температуре обмотки двигателя и связанных с ним позисторов сопротивление последних мало.

Сопротивление между точками 1-2 схемы также мало, транзистор VT1 закрыт (на базе малый отрицательный потенциал), транзистор VТ2 открьт (большой потенциал).

Отрицательный потенциал на коллекторе транзисторе VT3 мал, и он закрыт. При этом ток в обмотке реле К недостаточен для его срабатывания.

При нагреве обмотки двигателя сопротивление позисторов увеличивается, и при определенном значении этого сопротивления отрицательный потенциал точки 3 достигает напряжения срабатывания триггера.

Релейный режим триггера обеспечивается эммитерной обратной связью (сопротивление в цепи эммитера VТ1) и коллекторной обратной связью между коллектором VT2 и базой VT1. При срабатывании триггера VТ2 закрывается, а VT3 — открывается.

Срабатывает реле К, замыкая цепи сигнализации и размыкая цепь электромагнита пускателя, после чего обмотка статора отключается от напряжения сети, двигатель останавливается.

Рисунок 2 – Аппарат позисторной защиты с ручным возвратом: а – принципиальная схема; б – схема подключения к двигателю

После охлаждения двигателя его пуск возможен после нажатия кнопки «возврат», при котором триггер возвращается в начальное положение.

В современных электродвигателях позисторы защиты устанавливаются на лобовой части обмоток двигателя. В двигателях прежних разработок позисторы можно приклеивать к лобовой части обмоток.

Достоинства и недостатки термисторной (позисторной) защиты

  • Термочувствительная защита электродвигателей предпочтительней в тех случаях, когда по току невозможно определить с достаточной точностью температуру электродвигателя. Это касается, прежде всего, электродвигателей с продолжительным периодом запуска, частыми операциями включения и отключения (повторно-кратковременный режим работы) или двигателей с регулируемым числом оборотов (при помощи преобразователей частоты). Термисторная защита эффективна также при сильном загрязнении электродвигателей или выходе из строя системы принудительного охлаждения.
  • Термисторная защита эффективна также при сильном загрязнении двигателей или выходе из строя принудительного охлаждения. Следующей областью применения термисторной защиты является температурный контроль в трансформаторах, жидкостях и подшипниках для их защиты от перегрева.
  • Недостатками термисторной защиты является то, что с термисторами или позисторами выпускаются далеко не все типы электродвигателей. Это особенно касается электродвигателей отечественного производства. Термисторы и позисторы могут устанавливаться в электродвигатели только в условиях стационарных мастерских. Температурная характеристика термистора достаточно инерционна и сильно зависит от температуры окружающей среды и от условий эксплуатации самого электродвигателя.
  • Термисторная защита требует наличия специального электронного блока: термисторного устройства защиты электродвигателей, теплового или электронного реле перегрузки, в которых находятся блоки настройки и регулировки, а также выходные электромагнитные реле, служащие для отключения катушки пускателя или электромагнитного расцепителя.

Виды термисторных реле различных производителей:

Реле термисторной защиты двигателя TER-7 ELCO (Чехия)

  • контролирует температуру обмотки электродвигателя в температ. интервале, данном сопротивл. PTC термистора фиксированный настроенный уровень коммутации
  • в качестве считывающего элемента применяетсчя термистор PTC встроенный в обмотку электродвигателя его производителем, возможно использование внешнего PTC сенсора
  • функция ПАМЯТЬ — реле в случае ошибки блокируется до момента вмешательства персонала (наж. кнопки RESET) RESET ошибочного состояния: a) кнопкой на передней панелиb) внешним контактом (на расстоянии по двум проводам)
  • функция контроля короткого замыкани или отключения сенсора , состояние нарушения сенсора указывает мигающий красный светодиодный индикатор
  • выходной контакт 2x переключ. 8 A / 250 V AC1
  • состояние превышение температуры обмотки двигателя указывает светящийся красный светодиодный индикатор
  • универсальное напряжение питания AC/ DC 24 — 240 V
  • клеммы сенсора не изолированы гальванически, но их можно замкнуть с клеммой PE без поломки устройства, в случае питания от сети должен быть подключен нейтраль на клемму A2

Реле термисторной защиты электродвигателя РТ-М01-1-15 (МЕАНДР, Россия)

  • контролирует температуру двигателей, оснащенные позисторами (термисторы с положительным температурным коэффициентом — РТС резисторы), встроенные в обмотку двигателя ( производителем).
  • коммутируемый ток 5А/250В (пиковый 16А), контакты реле 1з+1р
  • индикация рабочих состояний:
  • (напряжение питания, срабатывание реле, перегрев двигателя, КЗ датчиков)
  • напряжение питания АС 220, 100, 380 (по исполнениям)

Реле контроля температуры двигателя E3TF01 230VAC (PTC), 1 CO, TELE Серия ENYA (Австрия)

  • контролируемая величина PTC (контр. температуры двигателя  на повышение) от 6 PTC датчиков
  • диапазон измерения общее сопр. холодн.

Источник: http://vserele.ru/article/termistornaya-zashchita-elektrodvigateley-rele-termistornoy-zashchity-dvigatelya

ЦЕНТРКАБЕЛЬПРИБОР

Назначение

Прибор УЗОТЭ-2У предназначен для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей, работающих в тяжелых производственных условиях: при перегрузках, вызванных пониженным напряжением в сети, при повышенной влажности и температуре, высокой запыленности

Защитное отключение управляющего пускателя или контактора при возникновении следующих аварийных ситуаций:

— обрыв или перекос фазы питающей сети; — превышение током, потребляемым электродвигателем, номинального значения;

— перегрев обмотки статора.

• Блокировка пуска электродвигателя при нарушении изоляции обмотки статора в начале работы
При нарушении изоляции обмотки статора в начале работы осуществляется блокировка пуска электродвигателя.

Комплектация

1. Прибор УЗОТЭ-2У
2. Комплект крепежных элементов Н 3. Трансформаторный датчик тока 4. Датчик температуры 5. Паспорт и руководство по эксплуатации

6. Гарантийный талон

Руководство по эксплуатации

Назначение

Прибор МНС1 предназначен для защитного отключения электрооборудования, в частности электродвигателей компрессоров холодильных агрегатов, при возникновении аварийных ситуаций.

Функциональные возможности

• Защитное отключение электрооборудования в следующих ситуациях: – неправильное чередование фаз в трехфазной сети; – отсутствие одной или двух фаз в трехфазной сети;

– слипание фаз;

– выход напряжения питающей сети за заданные пределы; – перегрев обмотки электродвигателя;

– обрыв фазы.

• Автоматический запуск электрооборудования после устранения аварии
• Установка времени задержки включения

Комплектация

1. Прибор МНС1
2. Паспорт и руководство по эксплуатации
3. Гарантийный талон

Руководство по эксплуатации

ПКП1Т – контроль положения задвижки по времени ее перемещения и току, потребляемому электродвигателем.
ПКП1И – контроль положения задвижки по числу оборотов вала и периоду следования импульсов, поступающих с датчика на ее валу.

Назначение

Прибор ПКП1 предназначен для управления задвижками и затворами в системе «Водоканал» и защиты их механизмов и электроприводов при заклинивании без применения концевых выключателей.

Функциональные возможности

• Автоматическая остановка электропривода при достижении задвижкой крайнего положения без применения «концевиков»
• Контроль и индикация текущего положения задвижки в процентах
• Выключение управления приводом с выдачей сигнала «Авария» при заклинивании задвижек или проскальзывании механизмов электропривода • Сохранение информации о положении задвижки при обесточивании

• Контроль положения задвижки при установленном модуле с токовым выходом 4…20 мА или контроль и управление при установленном модуле интерфейса связи RS-485

Модификации прибора

Комплектация 1. Прибор ПКП1

2. Комплект крепежных элементов (Н или Щ, в зависимости от типа корпуса)

3. Паспорт и руководство по эксплуатации

Руководство по эксплуатации

Источник: http://ckpr.ru/index.php/katalog/pribory/item/86-ustroystva-upravleniya-i-zaschityi-elektrodvigateley.html

Ссылка на основную публикацию