Автомат захисту електродвигуна – як правильно підібрати?

При підборі автоматичних вимикачів, здатних захистити електричні мотори від пошкодження в результаті КЗ або надмірно високих навантажень, необхідно враховувати велику величину пускового струму, нерідко перевищує номінал в 5-7 разів. Найбільш потужним стартовим перевантажень схильні асинхронні силові агрегати, що володіють короткозамкненим ротором. Оскільки це обладнання широко застосовується для роботи в виробничих і побутових умовах, то питання захисту як самого пристрою, так і кабелю живлення дуже актуальне. У цій статті мова піде про те, як правильно розрахувати і вибрати автомат захисту електродвигуна.

Завдання пристроїв для захисту електродвигунів

Побутову електротехніку від пускових струмів великої величини в мережах зазвичай захищають за допомогою трифазних автоматичних вимикачів, що спрацьовують через деякий час після того, як величина струму перевищить номінальну. Таким чином, вал мотора встигає розкрутитися до потрібної швидкості обертання, після чого сила потоку електронів знижується. Але захисні пристрої, що використовуються в побуті, не мають точного налаштування. Тому вибір автоматичного вимикача, що дозволяє захистити асинхронний двигун від перевантажень і надструмів короткого замикання, більш складний.

Сучасні автомати для захисту двигуна нерідко встановлюються в загальному корпусі з пускателями (так називаються комутаційні пристрої запуску двигуна). Вони призначені для виконання наступних завдань:

  • Захист пристрою від сверхтока, що виник всередині мотора або в ланцюзі подачі електроживлення.
  • Запобігання силового агрегату від обриву фазного провідника, а також дисбалансу фаз.
  • Забезпечення тимчасової витримки, яка необхідна для того, щоб мотор, вимушено зупинився в результаті перегріву, встиг охолонути.

Керуюча та захисна автоматика для двигуна на відео:

  • Відключення установки, якщо навантаження перестала подаватися на вал.
  • Захист силового агрегату від довгих перевантажень.
  • Захист електромотора від перегріву (для виконання цієї функції всередині установки або на її корпусі монтуються додаткові температурні датчики).
  • Індикація робочих режимів, а також оповіщення про аварійні стани.

Необхідно також враховувати, що автомат для захисту електродвигуна повинен бути сумісний з контрольними і керуючими механізмами.

Розрахунок автомата для електродвигуна

Ще недавно для захисту електричних моторів використовувалася наступна схема: всередині пускача встановлювався теплової регулятор, підключений послідовно з контактором. Цей механізм працював таким чином. Коли через реле протягом тривалого часу проходив струм великої величини, відбувався нагрів встановленої в ньому біметалічної пластини, яка, вигинаючись, переривала контакторну ланцюг. Якщо перевищення встановленого навантаження було короткочасним (як буває при запуску двигуна), платівка не встигала нагрітися і викликати спрацьовування автомата.

Внутрішній устрій автомата захисту двигуна на відео:

Головним мінусом такої схеми було те, що вона не рятувала агрегат від стрибків напруги, а також дисбалансу фаз. Зараз захист електричних силових установок забезпечується більш точними і сучасними пристроями, про які ми поговоримо трохи пізніше. А тепер перейдемо до питання про те, як проводиться розрахунок автомата, який потрібно встановити в ланцюг електромотора.

Щоб підібрати захисний автоматичний вимикач для електроустановки, необхідно знати його времятоковую характеристику, а також категорію. Времятоковая характеристика від номінального струму, на який розрахований АВ, не залежить.

Щоб автоматичний вимикач не спрацьовував кожен раз при запуску мотора, величина пускового струму не повинна бути більшою за ту, яка викликає моментальне спрацьовування апарату (відсічення). Співвідношення струму запуску і номіналу прописується в паспорті обладнання, максимально допустимий – 7/1.

Виробляючи розрахунок автомата практично, слід використовувати коефіцієнт надійності, що позначається символом Kн. Якщо номінальний струм пристрою не перевищує 100А, то величина Kн становить 1,4; для великих значень вона дорівнює 1,25. Виходячи з цього, значення струму відсічення визначається за формулою Iотс? Kн х Iпуск. Автоматичний вимикач вибираємо відповідно до розрахованими параметрами.

Ще одна величина, яку необхідно враховувати при підборі, коли автомат монтується в електрощитку або спеціальній шафі – температурний коефіцієнт (Дот). Це значення становить 0,85, і номінальний струм захисного пристрою при підборі слід множити на нього (In/ Кт).

Сучасні пристрої електрозахисту силових агрегатів

Великою популярністю користуються модульні мотор-автомати, що представляють собою універсальні пристрої, які успішно справляються з усіма функціями, описаними вище.

Крім цього, з їх допомогою можна проводити регулювання параметрів відключення з високою точністю.

Сучасні мотор-автомати представлені безліччю різновидів, що відрізняються один від одного за зовнішнім виглядом, характеристиками і способу управління. Як і при підборі звичайного апарату, потрібно знати величину пускового, а також номінального струму. Крім цього, треба визначитися, які функції має виконувати захисний пристрій. Провівши необхідні розрахунки, можна купувати мотор-автомат. Ціна цих пристроїв безпосередньо залежить від їх можливостей і потужності електричного мотора.

Особливості захисту електричних двигунів в виробничих умовах

Нерідко при включенні пристроїв, потужність яких перевищує 100 кВт, напруга в загальній мережі падає нижче мінімального. При цьому відключення робочих силових агрегатів не відбувається, але кількість їх оборотів знижується. Коли напруга відновлюється до нормального рівня, мотор починає заново набирати обертів. При цьому його робота відбувається в режимі перевантаження. Це називається самозапуску.

Самозапуск іноді стає причиною помилкового спрацьовування АВ. Це може статися, коли до тимчасового падіння напруги установка протягом тривалого часу працювала в звичайному режимі, і біметалічна пластина встигла прогрітися. В цьому випадку тепловий расцепитель іноді спрацьовує раніше, ніж напруга нормалізується. Приклад падіння напруги в електромережі автомобіля на наступному відео:

Щоб запобігти відключенню потужних заводських електромоторів при самозапуску, використовується релейний захист, при якій в загальну мережу включаються струмові трансформатори. До їх вторинних обмоток підключаються захисні реле. Ці системи підбираються методом складних розрахунків. Наводити тут ми їх не будемо, оскільки на виробництві це завдання виконують штатні енергетики.

висновок

У цьому матеріалі ми детально висвітлили тему захисних пристроїв для електричних двигунів, і розібралися з тим, як підібрати автомат для електромотора і які параметри при цьому повинні бути враховані. Наші читачі могли переконатися, що розрахунки, які виробляються при цьому, зовсім нескладні, а значить, підібрати апарат для мережі, в яку включено не надто потужний силовий агрегат, цілком можна самостійно.

Ссылка на основную публикацию