Защита трехфазного двигателя

Защита трехфазного асинхронного двигателя своими руками

Сортировать: по популярности от дешевых от дорогих по отзывам
Вид:

Невозможно представить безопасную эксплуатацию электротехнического оборудования без использования реле контроля фаз. Одна из распространенных причин выхода из строя дорогостоящих электроустановок — напряжение питания, которое не соответствует параметрам и требованиям, заданными производителями. Это касается, в первую очередь недешевого импортного оборудования, которое более требовательно к качеству электрической сети 380В.

Трехфазное реле напряжения и контроля фаз это еще один вид защиты электротоваров и приборов. Используется в случаях частого трехфазного переподключения устройств (когда оборудование часто переносится с одного места на другое) и тогда, когда чередование фаз играет решающую роль (если подключить с неправильным чередованием фаз винтовой компрессор более чем на 5 секунд он сгорит).

Роль трехфазных реле в защите

Применяется для защиты промышленного оборудования (кондиционера, компрессора, холодильника), и активно внедряется в системы, которым необходим постоянный мониторинг качества напряжения сети и синхронности фаз:

  • В качестве защиты преобразователей электроэнергии, источников питания, генераторов.
  • В схемах АВР.
  • Для защиты кранов и электрических двигателей, мощность которых не превышает 100 кВт.
  • Для электроприводов с мощностью не выше 75 кВт.

Как показывает статистика, реле, подключенное к системе автоматического управления в 99,9% случаев защищает дорогостоящее оборудование — выполняет функции предохранителя. Играет решающую роль в защите и способно не только предотвратить поломку, но и продлить срок службы электрооборудования.

По типу контролируемого напряжения:

  • Реле с настраиваемыми значениями допусков. Они позволяют более тонко настраивать параметры времени задержки отключения, или осуществлять регулировку порога срабатывания по напряжению, настройку асимметрии фаз.
  • Реле с фиксированными значениями, применяются в тех случаях, когда индивидуальная настройка не нужна, так как стандартные заводские настройки удовлетворяют запросы по качеству напряжения сети потребителей электроэнергии. Это значительно упрощает его монтаж. Цена такого устройства, соответственно тоже будет ниже.
  • С вольтметром, отображающим значения на каждой фазе. Их подключение к системе управления подразумевает более гибкие настройки питания и более точный мониторинг параметров.

Благодаря широкому диапазону рабочих температур возможна как внутренняя (оригинальный дизайн современных моделей позволяет гармонично вписать электротехнический прибор в общий интерьер помещения), так и наружная установка реле.

Подключение реле контроля фаз можно произвести самому с помощью инструкции по монтажу, которая входит в комплект.

Принцип действия реле

Трехфазное реле предназначено для постоянного контроля электрической сети, предупреждения и защиты потребителей трехфазной электроэнергии, когда параметры сети выходят за пределы, допустимые для безопасной работы. Когда хотя бы один из контролируемых показателей выходит за установленные границы — сразу реагирует реле.

3-х фазное реле размыкает электрическую сеть и прерывает подключение питания. После того, как параметры нормализуются, устройство контроля повторно замыкает силовые контакты в соответствии с заданным диапазоном регулировки времени повторного включения, и возвращает нагрузку в рабочий режим.

Конструктивные особенности

В процессе изготовление таких реле используют надёжные микропроцессоры, что объясняет простоту настройки, а также высокую надёжность этих устройств. Конструкция реле контроля обязательно включает в себя схему, вычисляющую порядок чередования фаз, и в соответствие с заложенным в схему алгоритмом срабатывают контакты на выходе реле.

В самых простых устройствах на вход подаётся 3-фазы и ноль, а на выходе имеем реле с переключающимся контактом. Запитка внутренней схемы осуществляется за счет фазы L1. Также обычно присутствуют 2 и более индикаторов – в зависимости от модели и производителя.

Читайте здесь! Блок питания на 12 вольт — подбор и расчет необходимой мощности. Обзор лучших моделей + инструкция как сделать своими руками

В более продвинутых устройствах присутствуют регулятор времени срабатывания (задержки) и схема, которая реагирует как на понижение, так и на повышение напряжения.

На выходы реле контроля можно подключать магнитные пускатели и контакты для запуска электродвигателей или любую сигнальную цепь, предупреждающую об отклонения в сети от нормы.

Устройства защиты асинхронных электродвигателей

Защита трехфазного двигателя от пропадания одной фазы

ПродукцияНоватек 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:

  • Напряжения в сети;
  • Действующих значений линейных/фазных токов;
  • Тока прямой/обратной последовательности;
  • Потребляемой активной, реактивной и полной мощности;
  • Сопротивления изоляции на корпус;
  • температурного режима;
  • утечки тока на землю.

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 перегрузке по току;
  • 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.

Первый способ

Первый способ защиты трехфазных асинхронных электродвигателей.

Это самый распространенный способ, проверенный временем. Защита двигателя от отключения одной фазы обеспечивается применением теплового реле ТЗ. Смысл этой защиты состоит в том, что постоянная нагревания теплового реле подбирается таким же образом, что и постоянная нагревания электродвигателя. То есть, проще говоря, реле нагревается так же, как и двигатель. И при превышении температуры выше допустимой реле отключает двигатель. При отключении одной фазы ток через другие фазы резко возрастает, двигатель и тепловое реле начинают быстро нагреваться, что вызывает срабатывание теплового реле. Способ хорош и тем, что обеспечивает и защиту двигателя от перегрузки и пробоя одной фазы на корпус. Но для надежной защиты от пробоя на корпус двигатель обязательно должен быть заземлен или занулен. Недостаток этого способа в том, что его нужно достаточно точно подбирать и настраивать. В идеале его номинальный ток должен быть такой же, как и у двигателя.

Реле контроля пропадания фаз РПФ

Защита трехфазного двигателя от пропадания одной фазы

Реле контроля и пропадания фаз РПФ с контролем асимметрии фаз.

Реле контроля фаз, в данном случае — реле пропадания фазы РПФ — это одно из наиболее простых и надежных устройств для контроля за питанием для трехфазных нагрузок, с целью их защиты от поломки.

РПФ контролирует такие аварийные ситуации как — пропадание одной или нескольких фаз, слипание фаз, перекос напряжений по фазам (асимметрия фаз). Все параметры защиты и временные интервалы срабатывания защиты запрограммированы в энергонезависимой памяти устройства.

Защита 3-фазного двигателя при отключении фазы электрической сети.

Если в Вашем доме или мастерской имеются самодельные станки, в которых в качестве электропривода применён 3-фазный двигатель, то при случайном пропадании одной из фаз, двигатель может перегреться и выйти из строя.
Обычно для запуска таких двигателей применяют магнитный пускатель с катушкой на 380 вольт.

Если пропадет фаза, к которой подключена катушка пускателя, то двигатель отключится. А как быть, если пропадёт та фаза, к которой катушка пускателя не подключена?

Здравствуйте уважаемые читатели и подписчики моего канала.

Существуют различные схемы для реализации такой защиты, во всех из них используется дополнительное реле. Сегодня Вашему вниманию я хочу предложить одну из них. Сначала рассмотрим схему простого нереверсивного пускателя.

При нажатии кнопки «пуск» катушка пускателя «ПМ» включается и блокирует кнопку «пуск» нормально-разомкнутыми контактами «ПМ», двигатель включается. Для выключения нажимается кнопка «стоп».

Для защиты двигателя здесь установлено тепловое реле Т. Если на двигатель увеличится допустимая нагрузка, то это реле «сработает», и разорвёт цепь питания пускателя нормально-замкнутыми контактами «Т» и двигатель отключится. Тоже произойдёт, если пропадёт фаза «А» или «С».

При пропадании фазы «В» двигатель начнёт греться, но так как тепловое реле имеет «инерционность», то двигатель может выйти из строя. К тому же в «самоделках» тепловое реле может вообще отсутствовать.

Я предлагаю Вам рассмотреть схему, где выполнена защита от такого случая. Дополнительная цепь обозначена зелёным цветом.

Третий способ

Третий способ защиты трехфазных асинхронных электродвигателей.

Защитное устройство основано на принципе создания искусственной нулевой точки (точка 1′), образованной тремя одинаковыми конденсаторами С1-С3. Между этой точкой и нулевым проводом 0′ включено дополнительное реле Р с нормально замкнутыми контактами. При нормальной работе электродвигателя напряжение в точке 0′ равно нулю, и ток через обмотку реле не протекает. При отключении одного из линейных проводов сети нарушается электрическая симметрия трехфазной системы, в точке 0′ появляется напряжение, реле Р срабатывает и контактами Р1 обесточивает обмотку магнитного пускателя – двигатель отключается. Это устройство обеспечивает более высокую надежность по сравнению с предыдущим. Реле типа МКУ – на рабочее напряжение 36 В. Конденсаторы С1-С3 – бумажные, емкостью 4-10 мкф, на рабочее напряжение не ниже удвоенного фазного. Чувствительность устройства настолько высока, что иногда двигатель может отключиться в результате нарушения электрической симметрии, вызванного подключением посторонних однофазных потребителей, питающихся от этой сети. Чувствительность можно понизить, применив конденсаторы меньшей емкости.

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.

Краткое содержимое статьи:

Как создается защита для электродвигателя?

  • 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?

В процессе эксплуатации иногда появляются непредвиденные ситуации, останавливающие работу двигателя. Из-за этого рекомендуется заранее обеспечить надежную защиту электродвигателя.

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

  • 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.

Чтобы защита электродвигателей от перегрузки справилась с перечисленными проблемами и смогла защитить основные элементы устройства необходимо использовать вариант на основе автоматического отключения.

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.

Важно: Автоматические версии выключателей отличаются по уровню тока для срабатывания. Из-за этого лучше использовать выключатель способный выдержать максимальный ток в процессе короткого замыкания, появляющегося на основе данной системы.

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.

Читайте также:  Заливка фундамента осенью

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.

  • 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

Различные универсальные блоки защиты электродвигателей помогают уберечь двигатель с помощью отключения от напряжения либо блокированием возможности запуска.

  • 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.

Защита трехфазных электродвигателей

Защита электродвигателя (ЭД) — это предотвращение его выхода из строя при воздействии неблагоприятных эксплуатационных факторов.

Указанная задача решается путем заблаговременного отключения ЭД при возникновении опасных режимов работы. Это во многих случаях позволяет сохранить как сам ЭД, так и не допустить повреждения приводимых им механизмов при возникновении каких-либо неисправностей в работе.

Отключение ЭД обеспечивается применением совместно с ним различных защитных устройств которые мы и рассмотрим в данной статье.

Типовые неисправности электродвигателей и причины их возникновения

Во время эксплуатации ЭД могут возникать различные аварийные режимы работы, которые могут быть вызваны как неисправностью самого двигателя так и неисправностями в его пускорегулирующей аппаратуре или в приводимых им в движение механизмов.

В свою очередь аварийный режим работы может привести к повреждению и выходу из строя не только самого ЭД но и другого взаимосвязанного с ним оборудования, поэтому очень важно заранее предусмотреть возможность сбоя и его причины и подобрать соответствующую защиту.

Основной причиной выхода из строя ЭД является перегрев обмоток, который приводит к разрушению их изоляционного слоя и как следствие к повреждению самих обмоток:

перегрев обмоток статора двигателя

Рис. 1 – Статор ЭД с поврежденными в результате перегрева обмотками

Возможны следующие причины перегрева:

  • ненормальный режим работы;
  • нарушение питания;
  • внутренние повреждения ЭД.

Ненормальный режим работы:

  1. Перегрузка – если потребляемая мощность больше номинальной (в случае чрезмерной механической нагрузки на валу двигателя), то в ЭД возникает ток перегрузки, и увеличиваются потери, что приводит к повышению температуры.
  2. Затянутый и частый пуск вызывает значительный ток перегрузки (который при нормальных условиях допустим только в течение короткого промежутка времени) приводящий к недопустимому нагреву.
  3. Блокировка (заклинивание) – резкая остановка вращения, приводящая к потреблению ЭД пускового тока и отсутствию вентиляции, что вызывает быстрый перегрев ЭД.

Нарушение питания:

  1. Прекращение подачи питания приводит к тому, что ЭД работает в режиме генератора, поскольку инерция нагрузки привода велика.
  2. Снижение напряжения приводит к уменьшению вращающего момента и скорости: замедление ЭД вызывает увеличение тока и потерь. Таким образом, происходит перегрев ЭД.
  3. Повышение напряжения увеличивает намагничивающий ток ЭД, что ведет к перегреву магнитопровода статора, который в свою очередь перегревает обмотки статора.
  4. Изменение частоты
  5. Несбалансированность системы трехфазного питания:
  • источник энергии не производит симметричное трехфазное напряжение;
  • другие потребители представляют собой несимметричную нагрузку, и возникает несбалансированное питание сети;
  • обрыв фазы (неполнофазный режим), в результате чего ЭД получает питание по двум фазам.

Внутренние повреждения ЭД:

  1. Межфазное короткое замыкание
  2. Замыкание на корпус статора
  3. Замыкание на корпус ротора (для ЭД с фазным ротором)

Нарушение изоляции обмоток может быть причиной короткого замыкания между ее витками, когда возникает ток, создающий перегрев в месте повреждения.

d. Перегрев подшипников вследствие их износа или недостатка смазки.

Основные виды защит электродвигателей

Защита электродвигателя имеет несколько уровней (см. рис. 2):

уровни защит электродвигателя

Рис. 2 – Пример реализации защиты электродвигателя

В зависимости от режима работы и условий эксплуатации, применяются, в различном сочетании, следующие виды защит ЭД:

  • внешняя защита от короткого замыкания выполняется плавкими предохранителями (см. рис. 3), автоматическими выключателями, автоматами защиты двигателей (см. рис. 4), токовыми реле (см. рис. 5);
  • внешняя защита от перегрузок выполняется плавкими предохранителями, автоматическими выключателями, автоматами защиты двигателей, так же применяются токовые и тепловые реле (см. рис. 6);
  • внешняя защита от нарушения питания выполняется реле контроля напряжения (см. рис. 7, а), реле контроля фаз (см. рис. 7, б);
  • контроль изоляции обмоток выполняется реле контроля изоляции (см. рис. 8);
  • встроенная защита двигателя выполняется тепловыми автоматическими выключателями (термостатами) (см. рис. 9), термисторными реле (см. рис. 10).

Рассмотрим основные устройства защиты электродвигателей:

Плавкий предохранитель

Плавкий предохранитель является простейшим устройством, выполняющим как защиту от короткого замыкания, так и защиту от перегрузки.

Плавкие предохранители быстрого срабатывания обеспечивают отличную защиту от короткого замыкания. Однако кратковременные перегрузки, такие как пусковой ток электродвигателя, могут вызвать срабатывание плавких предохранителей такого вида. Поэтому быстродействующие плавкие предохранители лучше всего использовать в сетях, которые не подвержены действию значительных переходных токов.

Плавкие предохранители с задержкой срабатывания обеспечивают защиту и от перегрузки, и от короткого замыкания. Как правило, они допускают многократное увеличение номинального тока на короткое время. Обычно этого достаточно, чтобы электродвигатель был запущен и плавкий предохранитель не сработал.

типы плавких предохранителей

Рис. 3 – Плавкие предохранители

Достоинства:

  • плавкие предохранители позволяют осуществить наиболее простую и дешевую защиту;
  • плавкие предохранители не требуют проведения наладочных работ.

Недостатки:

  • меньшая чувствительность к перегрузкам и удаленным коротким замыканиям по сравнению с иными устройствами защиты;
  • возможность возникновения неполнофазного режима, например, при самопроизвольном срабатывании предохранителя одной из фаз из-за старения плавкой вставки;
  • невозможность автоматического повторного включения;
  • длительное время замены и невозможность телемеханизировать эту операцию.

Автомат защиты двигателя

Автомат защиты двигателя является устройством токовой защиты электродвигателя, обладающий расцепителем перегрузки и расцепителем короткого замыкания. Его устройство аналогично устройству обычного автоматического выключателя, однако в отличие от последнего, он имеет регулировку расцепителя перегрузки.

автомат защиты электродвигателя

Рис. 4 – Автомат защиты двигателя

Достоинства:

  • совмещает функции коммутации и защиты;
  • совмещает функции защиты от короткого замыкания и перегрузки;
  • регулировка расцепителя перегрузки;
  • защита электродвигателя без использования дополнительных устройств;
  • чувствительность к обрыву фазы;
  • возможность применения вспомогательных и сигнальных контактов;
  • возможность применения вспомогательных расцепителей.

Недостатки:

  • недостаточная скорость срабатывания расцепителя перегрузки при резком повышении тока вследствие других аварийных режимов работы.

Токовое реле

Призвано следить за величиной тока на определенном участке сети. В случае превышения установленного значения токовое реле переключается, подавая сигнал на исполнительный механизм, который обесточит участок схемы или включит сигнализацию.

токовое реле

Рис. 5 – Токовое реле

Токовые реле подразделяются на первичные и вторичные.

Первичное токовое реле подключается в цепь защиты ЭД непосредственно своими выводами.

Вторичное реле подключается через трансформатор тока, устанавливаемый непосредственно на шину питания или жилу питающего кабеля ЭД.

Реле тока обладает преимуществом перед автоматическим выключателем и предохранителем за счет быстродействия.

Тепловое реле

Тепловое реле – это устройство защиты электродвигателя от перегрузок, исполнительным элементом которого является расцепитель перегрузки, аналогичный расцепителю перегрузки автоматического выключателя, т.е. имеющий в своей основе биметаллическую пластину. Обычно входит в состав магнитного пускателя и устанавливается между контактором и двигателем.

тепловое реле в составе пускателя

Рис. 6 – Тепловое реле

Тепловое реле является простым, надежным и недорогим устройством токовой защиты электродвигателя.

К его недостаткам можно отнести недостаточную скорость срабатывания при резком повышении тока вследствие других аварийных режимов работы.

Реле контроля напряжения, реле контроля фаз

Если параметры питающего напряжения ЭД в пределах нормы, то контакты реле замкнуты, и на катушку контактора ЭД подается управляющее напряжение. В случае аварийной ситуации контакты реле размыкаются, отключая контактор.

реле контроля фаз и напряжения

Рис. 7 – Реле контроля: а) напряжения; б) фаз

Реле защищают ЭД от следующих отклонений параметров питающего напряжения:

  • отсутствия напряжения хотя бы в одной из фаз;
  • снижения напряжения меньше установленной величины;
  • повышения напряжения больше установленной величины;
  • асимметрии напряжения;
  • нарушения порядка чередования фаз;
  • слипания фаз.

Реле контроля напряжения и фаз обеспечивают эффективную защиту от аварийных режимов, вызванных нарушением питания. В то время как устройства токовой защиты могут не среагировать на повышение тока в результате отклонения параметров питающего напряжения.

Реле контроля изоляции

Реле контролирует предпусковое состояние сопротивления изоляции ЭД по определённым нормативным параметрам, заданным при помощи регулируемого потенциометра. Если параметры изоляции в норме, контакты реле контроля изоляции замкнуты, включение ЭД разрешено. При нарушении сопротивления изоляции ниже контролируемого значения, контакты реле размыкаются, включение ЭД не производится.

Реле контроля изоляции

Рис. 8 – Реле контроля изоляции

Достоинством реле контроля изоляции является предотвращение возникновения межвитковых коротких замыканий, которые в дальнейшем могут привести к серьезным аварийным ситуациям. Тогда как устройства токовой защиты сработают только при уже возникшем межвитковом коротком замыкании.

Термостат, термисторное реле

Термостат и термисторное реле относятся к устройствам встроенной защиты ЭД. Для этой цели термостат и датчик термисторного реле (термистор) встраиваются в статор ЭД.

Для чего нужна встроенная защита ЭД, если ЭД уже оснащён внешними устройствами токовой защиты? В некоторых случаях устройства токовой защиты не регистрирует перегрузку ЭД.

В термостатах используется биметаллический автоматический выключатель мгновенного действия для размыкания и замыкания цепи управления ЭД при достижении статором определённой температуры.

Термостат защиты электродвигателя

Рис. 9 – Термостат

Термисторное реле. При нормальной температуре статора контакты реле замкнуты, питание ЭД включено. С ростом температуры статора растет и сопротивление цепи термисторов. При достижении сопротивления определенной величины контакты реле размыкаются, питание ЭД отключается.

Термисторное реле с термистором

Рис. 10 – Термисторное реле с термистором

Преимущество устройств встроенной защиты перед внешними устройствами токовой защиты в том, что встроенная защита эффективнее защищает ЭД от перегрева, т.к. непосредственно контролирует температуру обмоток, в то время как другие устройства защиты от перегрева контролируют протекающий в них ток.

В заключение отметим, что в данный момент существуют многофункциональные устройства защиты ЭД, совмещающие функции описанных выше устройств, например УБЗ-302:

УБЗ-302

Технические характеристики УБЗ-302

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Особенности выбора трехфазного автомата защиты двигателя

Защиту современного электрооборудования с трехфазным двигателем от больших пусковых токов и короткого замыкания проще всего организовать через автомат. Здесь важно правильно рассчитать и подобрать защитное устройство автоматического отключения, максимально соответствующее поставленной задаче.

Подбирая автомат защиты двигателя, рассчитанный на работу в электросетях 380 вольт, нужно учитывать много нюансов. Главное здесь правильно рассчитать величину пускового тока, которая может превышать номинальную токовую характеристику в несколько раз. Только тогда автомат сможет качественно защитить электромотор от перегрузок и токов короткого замыкания. Самыми большими перегрузками на старте обладают силовые агрегаты асинхронного типа с короткозамкнутым ротором. Но именно такие электроустановки и приводы нашли широчайшее применение, как на производстве, так и в быту. Поэтому организация их защиты и питающей проводки является важным и актуальным вопросом.

Основные цели защиты электромотора

Защиту современного электрооборудования, использующего в процессе работы трехфазный двигатель, от завышенных стартовых токов проще всего организовать через автомат, который ограничивает через определенное время или полностью прекращает подачу энергии на устройство при превышении номинального значения токовой величины. Но большинство автоматических выключателей, рассчитанных на подключение трехфазного двигателя бытового применения, не обладают точной подстройкой. Поэтому выбрать автомат для защиты от сверхтоков при коротком замыкании несколько сложнее.

Устройство современного защитного автомата для трехфазных электромоторов предполагает наличие единого корпуса из диэлектрика, в котором находятся пускатели, исполняющие коммутационную роль при включении оборудования. Как правило, он предназначен для решения следующих первоочередных задач (одной или в комплексе):

  • защиты мотора от повышенных токов, возникающих в питающей электроцепи ;
  • исключения вероятности выхода из строя оборудования при фазном дисбалансе или обрыве фазного провода;
  • создания выдержки времени, необходимой для охлаждения принудительно остановленного перегретого двигателя;
  • отключения электроустановки при прекращении подачи нагрузки на вал двигателя;
  • защиты устройства от длительных перегрузок;
  • защиты силового агрегата от чрезмерного повышения температуры (такая функция обычно организовывается с помощью одного или нескольких термодатчиков, установленных на корпус и рабочие части двигателя);
  • аварийного оповещения через автомат и индикации функциональных режимов.
Читайте также:  Как выбрать мангалы и барбекю для дачи

Делая подбор автомата защиты, также важно обращать внимание на его совместимость с конкретно взятыми механизмами управления и контроля.

Методика расчета защитного автомата

В ответ на вопрос, как подобрать автомат для электромотора еще совсем недавно специалисты могли порекомендовать способ с использованием регулятора температуры, установленного внутри пускателя и соединенного с контактором последовательно. Такая схема организовывается следующим образом. При длительном пропускании повышенных токов через реле происходит нагревание установленного внутри него биметаллического элемента (обычно в виде пластины), который деформируется и размыкает электроцепь на контакторах. При кратковременном скачке нагрузки (например, во время включения электромотора) пластинка не успевает должным образом нагреться и защита не срабатывает. Но такая методика малоэффективна, если ставить перед собой цель защиты оборудования от фазового дисбаланса и скачков напряжения в электросети. Поэтому сейчас рекомендуется пользоваться более современными устройствами с более точной конфигурацией.

Правильно выполнить расчет автомата очень важно. Для подбора автоматического выключателя используется специальная методика. Для этого нужно определить временную токовую характеристику. Она не имеет прямой зависимости от номинала защитного автомата автоматического отключения. Если подобрать устройство неверно, то большая вероятность того, что при включении электроустановки оно будет постоянно срабатывать и отсекать подачу энергии от источника питания или не сработает в аварийной ситуации, что повлечет за собой порчу оборудования и создаст опасную ситуацию для здоровья человека. Поэтому необходимо учитывать величину пускового тока, которая может превышать паспортное номинальное значение в семь раз (это максимально допустимый порог).

Рассчитать автомат сейчас можно через специальный онлайн калькулятор или же сделать это самостоятельно по формуле. При самостоятельном расчете используется так называемый коэффициент надежности (Кн), который составляет 1,4 для силовых агрегатов с номинальным током до сотни ампер и 1,25 для устройств, превышающих данное значение. Величина тока срабатывания (отсекания) вычисляется следующим образом:

Устройство защиты должно максимально соответствовать полученному значению. Следующая важная величина, позволяющая правильно выбрать однополюсной или многополюсной автоматический выключатель, – коэффициент температуры (Kт). Он равен 0,85 и умножается на номинальную токовую характеристику необходимого устройства защиты.

Многообразие современных защитных устройств для электродвигателей

Сейчас повышенным спросом пользуются автоматы модульного типа, отличающихся универсальностью и высокой эффективностью для решения большинства поставленных задач, которые рассматривались нами выше. Также они преимущественно имеют возможность точной регулировки необходимых характеристик. Разновидностей таких мотор-автоматов от разных производителей на современном электротехническом рынке предлагается великое множество. Разные модели могут отличаться внешним видом, способом управления и рабочими параметрами.

Чтобы выбрать оптимальный вариант, нужно знать номинальную и пусковую величину вашей электроустановки. Также важно сразу определиться с набором необходимых функций, которые будут возлагаться на установленный в конкретно взятом случае автоматический выключатель. Естественно, немаловажным критерием выбора автомата для многих является его стоимость, которая зачастую зависит не только от именитости бренда, но также от функционала самого устройства защиты и мощности защищаемого им силового агрегата.

Особенности защиты электромоторов через автомат на производстве

В современной промышленности часто используются силовые агрегаты трехфазного типа мощностью более 100 киловатт, при этом напряжение в электросети предприятия может колебаться и даже опускаться ниже минимального предела, когда оборудование не отключается, а начинает работать с меньшей скоростью и эффективностью. При восстановлении нормального режима подачи напряжения электромотор снова начинает разгоняться до нормальных рабочих оборотов, когда срабатывает так называемый режим перезагрузки (самозапуск). Данная особенность может вызвать срабатывание автоматического выключателя тогда, когда делать этого не нужно.

Особенно велика вероятность возникновения такой ситуации там, где предполагается длительный режим работы оборудования, сопровождаемый естественным нагреванием (но не перегреванием) биметаллического релейного элемента защиты. В таких случаях температура может резко подскочить и терморасцепитель сработает раньше времени. Для предотвращения самозапуска высокомощных промышленных электрических двигателей применяются специальные реле защиты, предполагающие включение в общую электросеть трансформаторов тока, к вторичным обмоткам которых они собственно и подключаются. Правильно рассчитать такую систему достаточно сложно и данную задачу желательно поручить квалифицированным специалистам-энергетикам, имеющим необходимые знания и опыт.

Защита трехфазных электродвигателей с помощью магнитного пускателя

Современный магнитный пускатель представляет собой часто применяемый на производстве и в быту электромеханический прибор, дающий возможность запускать и завершать функционирование электромотора. Кроме того, подключение двигателя трехфазного через кнопочный пускатель в случае необходимости позволяет обеспечить возможность реверсивного хода, а также защитить оборудования и обслуживающий персонал электроустановки. С пускателем можно подключать потребителей широкого диапазона мощностей. Для правильного монтажа такого аппарата понадобится схема включения. Используя рассмотренные далее способы установки пускателя для трехфазных двигателей, вы сможете лучше разобраться в работе данного устройства и без труда самостоятельно подключить его.

Подсоединяя трехфазный силовой агрегат через магнитный пускатель, следует обратить внимание на токовую защиту. В данном устройстве она реализуется с помощью токопроводящей биметаллической пластины, которая при нагревании деформируется, соединяя или разъединяя управляющие контакты. В цепи управления, как правило, используется две пары внешних контактов – размыкающие и замыкающие. Непосредственное подключение двигателя к электросети с тремя фазами осуществляется через основные контакты пускателя.

Две питающие катушку фазы проходят через биметаллические пластины, а второй катушечный конец раздваивается, присоединяясь к нормально разомкнутым контактам на корпусе пускателя и кнопке запуска. Далее цепь снова соединяется и направляется к кнопке отключения. Затем следует подключение к фазе или нулю в зависимости от разновидности катушки. При необходимости пуска электромотора в разных направлениях в цепь управления вводится второй пускатель со своими кнопочными элементами управления, но с обратным фазированием. Порядок подключения фаз можно установить практическим путем. Сначала трехфазный электродвигатель подключается через один блок управления, затем останавливается и запускается через второй. Если направление вращения не поменялось, то нужно на пускателе любые две фазы поменять местами.

В изготовленном из диэлектрического материала корпусе пускателя находится электрическая катушка с сердечником, которая может подсоединяться как к трехфазной электросети 380B, так и к однофазному току 220B. Величина номинального напряжения должна быть указана на самой катушке. Обычно она крепится так, чтобы эту надпись было видно без необходимости разбирать все устройство. Вместе обмотка с сердечником создают электромагнит достаточной мощности, чтобы существенно ускорить момент размыкания коммутирующего аппарата, а это в свою очередь позволяет подключать к электроцепи токи значительной величины.

При недостаточной скорости размыкания больших токов может появиться электрическая дуга, увеличивающая время разъединения цепи и приводящая к короткому замыканию. В результате контакты плавятся и выгорают, а иногда даже слипаются и привариваются друг к другу. На них увеличивается сопротивление, что негативно влияет на работу оборудования.

Бороться с такими нежелательными явлениями можно разными методами:

  • Расширить площадь контакта за счет увеличения его размеров. Сейчас нередко используются спаренные варианты, когда подвижный и неподвижный контакты имеют не одну, а две плоскости соприкосновения;
  • Подобрать термостойкий материал и снизить сопротивление в контактах без потери энергии. С этой задачей отлично справляется, например, серебро;
  • Использовать принципы дугогасительных устройств. Наиболее простой – вставить изолирующую пластину, разрезающую дугу в момент разрыва контактов;
  • Нейтрализовать дугу посредством магнитного поля. К контакту подсоединяется катушка с ферромагнитным сердечником, к которому крепится пара пластин из аналогичного материала. Сами пластины установлены рядом с контактами. При размыкании контактов по катушке пропускается ток и образует в сердечнике электромагнитное поле, передающееся на пластины и разрывающее дугу между ними. Иногда вместо пластин используют решетки такого же принципа действия. Кроме того, эти элементы играют роль своеобразного огнетушителя, отводящего тепло от дуги, состоящей из раскаленного ионизированного газа.

Защитить схему с магнитным пускателем и подключенное к электросети оборудование также можно методом шунтирования контактов. Во время размыкания электроцепи с подключенной индуктивностью (катушкой, электромотором, трансформатором) моментального прекращения подачи тока не происходит, поэтому может появиться дуга. Чтобы от нее защититься, нужно ток направить в другое русло с помощью конденсатора или резистора. Конденсаторная емкость должна соответствовать индуктивности нагрузки – при недостаточной емкости начинается искрение, а превышение нужного объема повлечет за собой выпрямление тока, не лучшим образом сказывающееся на работе электрических приборов. Неправильно подобранное сопротивление резистора может привести к потере энергии и повышении вероятности поражения электрическим током, например, при работе в условиях повышенной влажности.

Активация контактора магнитного пускателя происходит под воздействием управляющего импульса, возникающего после подачи напряжения на катушку управления при нажатии кнопки «Пуск». Контактор удерживается во включенном положении по принципу самостоятельного подхватывания, когда к пусковой кнопке параллельно присоединяется дополнительный контакт и обеспечивает подачу напряжения на катушку. При такой схеме подключения нет необходимости постоянно удерживать кнопку «Пуск» в нажатом состоянии. Отключается пускатель только после разъединения электроцепи катушки управления, для чего используется кнопка «Стоп», оснащенная размыкающим контактом. Обычно маркируется красным цветом. Оба эти элемента управления объединены в так называемый кнопочный пост, где у каждой кнопки есть две пары контактов – нормально разомкнутые и нормально замкнутые.

Автоматический выключатель с защитой от пропадания фазы

Реле контроля фаз необходимо ставить там, где часто производится переподключение к питающему трехфазному напряжению, а также там, где важна фазировка (правильное чередование фаз).

Например, реле контроля фаз может быть полезно в оборудовании, которое часто переносится с места на место, и в котором критично перепутать фазы. В некоторых устройствах неправильное чередование фаз может привести к неправильному функционированию и поломке. Например, винтовой компрессор, если его включить в неправильном направлении более чем на 5 секунд, может полностью выйти из строя.

Кроме того, при подключении такого оборудования может сложиться ошибочное мнение что его надо ремонтировать, и ремонтный персонал будет некоторое время чесать репу, пока кто-то не подаст нужную мысль: «А может, фазы перепутаны?». А потом ещё кто-то скажет ещё более нужную мысль: «Надо бы поставить реле контроля фаз…»

Принцип работы и функции реле контроля фаз

Итак, в каждом станке существует правильный порядок фаз, при котором все двигатели при данном подключении крутятся в правильном направлении. Если питающие фазы перепутаны, то всё тоже будет крутиться, но неправильно, и возможно недолго.

В реле контроля фаз есть схема, которая вычисляет порядок чередования фаз (Phase-sequence), и в соответствии с этим порядком срабатывают выходные контакты. Контакты эти можно подключить куда угодно — в контрольную цепь

, к звонку или лампочке, разрывать цепь питания цепь питания всего устройства или катушки контактора двигателя.

Последнее применение рекомендует производитель, я же рекомендую включать его в аварийную (контрольную) цепь, чтобы весь станок, в котором установлено это реле, не мог запуститься. Естественно, если аварийная цепь выполнена правильно, как я это рекомендую в статье по приведённой ссылке.

Это главное применение.

Другое применение — защита от пропадания фазы (Phase-loss). Или от существенного понижения напряжения на одной из фаз (асимметрия, или перекос фаз) (Three-phase Asymmetry).

Последние две функции в принципе идентичны, весь вопрос только в уровне падения напряжения.

От пропадания фазы для защиты электродвигателей также применяется мотор-автомат или тепловое реле, но они срабатывают по тепловой перегрузке, а это уже критический режим. А реле контроля фаз — электронное устройство, и сработает раньше (1-3 сек), не дав двигателю перегреться. В случае выравнивания фаз включение происходит тоже не сразу, а через необходимое время (5-10 сек).

Уровень напряжения асимметрии можно выставить во всех реле контроля фаз, а вот время включения/выключения, как правило, регулируется лишь в навороченных моделях. Кроме того, для функции обнаружения асимметрии существует такой полезный параметр, как гистерезис, который обеспечивает более «плавную» работу устройства. Он тоже, как правило, не регулируется.

Как работает гистерезис, спросите у того, кто знает что это такое))

Таким образом, можно сказать, что реле контроля фаз — устройство, которое контролирует качество трехфазного питающего напряжения в промышленном оборудовании. И естественно, что реле контроля фаз – 3-х фазное устройство.

Читайте также:  Выбираем шторы для гостиной в классическом стиле

Схемы автоматической защиты трехфазного двигателя при пропадании фазы

Трехфазные электродвигатели при случайном отключении одной из фаз быстро перегреваются и выходят из строя, если их вовремя не отключить от сети. Для этой цели разработаны различные системы автоматических защитных отключающих устройств, однако они либо сложны, либо недостаточно чувствительны. Защитные устройства можно условно разделить на релейные и диоднотранзисторные. Релейные в отличие от диодно-транзисторных более просты в изготовлении.

Рассмотрим несколько релейных схем автоматической защиты трехфазного двигателя при случайном отключении одной из фаз питания электрической сети.

Первый способ (рис. 14). В обычную систему запуска трехфазного двигателя введено дополнительное реле Р с нормально разомкнутыми контактами Р1. При наличии напряжения в трехфазной сети обмотка дополнительного реле Р постоянно находится под напряжением и контакты Р1 замкнуты. При нажатии кнопки «Пуск» через обмотку электромагнита магнитного пускателя МП проходит ток и системой контактов МП1 электродвигатель подклю-

частся к трехфазной сети. При случайном отключении от сети провода А реле Р будет обесточено, контакты Р1 разомкнутся, отключив от сети обмотку магнитного пускателя, который системой контактов МП1 отключит двигатель от сети. При отключении от сети проводов В к С обесточивается непосредственно обмотка магнитного пускателя. В качестве дополнительного реле Р используется реле переменного тока типа МКУ-48.

Второй способ (рис. 15). Защитное устройство основано на принципе создания искусственной нулевой точки , образованной тремя одинаковыми конденсаторами С1—СЗ. Между этой точкой и нулевым проводом О включено дополнительное реле Р с нормально замкнутыми контактами. При нормальной работе электродвигателя напряжение в точке 0′ равно нулю и ток через обмотку реле не протекает. При отключении одного из линейных проводов сети нарушается электрическая симметрия трехфазной системы, в точке O’ появляется напряжение, реле Р срабатывает и контактами Р1 обесточивает обмотку магнитного пускателя—двигатель отключается. Это устройство обеспечивает более высокую надежность по сравнению с предыдущим. Реле типа МКУ, на рабочее напряжение 36 В. Конденсаторы С1СЗ— бумажные, емкостью 4—10 мкФ, на рабочее напряжение не ниже удвоенного фазного.

Чувствительность устройства настолько высока, что иногда двигатель может отключиться в результате нарушения электрической симметрии, вызванного подключением посторонних однофазных потребителей, питающихся от этой сети. Чувствительность можно понизить, если применить конденсаторы с меньшей емкостью.

Третий способ (рис. 16). Схема защитного устройства аналогична схеме, рассмотренной в первом способе. При нажатии кнопки «Пуск» включается реле Р, контактами Р1 замыкая цепь питания катушки магнитного пускателя МП.

Магнитный пускатель срабатывает и контактами МП1 включает электродвигатель. При обрыве линейных проводов В или С отключается реле Р, при обрыве провода А или С — магнитный пускатель МП.

В обоих случаях электродвигатель выключается контактами магнитного пускателя МП1.

По сравнению со схемой защитного устройства трехфазного двигателя, рассмотренной в первом способе, это устройство имеет преимущество: дополнительное реле Р при выключенном двигателе обесточено.

  • Предыдущая запись: Рассказ о том как появилось радио
  • Следующая запись: ИК-индикатор насыщенности горения камина

Похожие посты:

Устройство и модели реле контроля фаз

Zamel CKM-01

Пойдём от простого к сложному. В качестве примера рассмотрим сначала реле СКМ-01 производства польской фирмы Zamel.

CKM-01 от Zamel. Краткие характеристики на упаковке

У реле на вход подаётся три фазы (L1, L2, L3) и ноль (N), питание внутренней схемы – от фазы L1. Выходное реле — с одним переключающим контактом. Также имеются два индикатора, которые показывают чередование и асимметрию фаз.

Вот как это реле выглядит вживую:

Реле контроля фаз Замель CKM-01. Внешний вид

Электрическая схема реле CKM-01 Zamel очень простая, собрана всего на двух транзисторах. Внутренности CKM-01 Zamel можно рассмотреть ниже на фото.

Честно говоря, никогда бы не поверил, что такое сравнительно сложное устройство можно собрать всего на 2-х транзисторах!

Zamel CKM-01. Внутреннее устройство

Zamel CKM-01. Внутреннее устройство

Zamel CKM-01. Внутреннее устройство

Инструкцию от производителя можно будет скачать в конце статьи.

РНПП-311

СамЭлектрик.ру в социальных сетях

Подписывайтесь! Там тоже интересно!

Теперь рассмотрим популярную отечественную модель –
РНПП-311. Полное название – Реле напряжения, перекоса и последовательности фаз. Отсюда и аббревиатурное название. Подробнее – в инструкции в конце статьи.
Недавно появилось реле РНПП-311М, у него более современный и компактный корпус и больше настроек.

Реле напряжения, перекоса и последовательности фаз РНПП-311М

Далее, по степени увеличения функциональности.

OMRON K8AB

Более навороченная модель — OMRON K8AB:

Omron K8AB-PA. Внешний вид

Тут уже есть дополнительный регулятор времени срабатывания (реагирования). Также это реле реагирует не только на понижение, но и превышение напряжения на одной из фаз.

Схема собрана на микроконтроллере, как и все модели, которые рассмотрю ниже.

Временная диаграмма и схема, расположенная на боковой стенке этого реле:

Omron K8AB – временные диаграммы, настройка и схема

В линейку реле Omron K8AB входят 4 модели, и они обеспечивают очень расширенные настройки, на любой вкус. Инструкция – там же.

Carlo Gavazzi DPC01

Ещё одно реле контроля напряжения, из тех, что мне попадались – Carlo Gavazzi DPC01. Оно участвует в схеме промышленного компрессора-холодильника, про который я писал в статье про применение Устройства Бесперебойного питания (ИПБ, UPS) или про то, как я спас молоко от прокисания.

Кстати, если Вам вообще интересно то, о чем я пишу, подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК!

Carlo Gavazzi DPC01

На входе – три фазы, на выходе – два реле, контакты которых в данном случае подключались в схему последовательно и рубили цепь питания схемы управления. Кроме четырех регуляторов настроек, под крышкой с сорванной пломбой – ещё переключатели режимов работы.

В той статье я не написал, что пытался запустить этот холодильник, исключив это реле из схемы. Но Carlo Gavazzi оказался прав – компрессор не хотел запускаться при таком плохом качестве напряжения.

Евроавтоматика ФиФ CKF-318-1

Устройство трехфазного реле контроля и наличия фаз белорусского производителя приведена в этой статье. Показано устройство и реальный пример подключения и установки в компрессоре.

Защита двигателя 380 В от работы на двух фазах

Работа двигателей на двух фазах довольно частое явление. Очень часто причиной работы двигателей на двух фазах является низкая культура эксплуатации электроустановок. Это и не своевременный уход за контактами коммутационных аппаратов и предохранителей, и не своевременная проверка контактных соединений проводов и кабелей на распределительных щитах, пунктах и в шкафах управления и т.д.

Если же повысить культуру эксплуатации электроустановок, то вероятность обрыва цепи в одной фазе из-за плохого контакта будет сведена к минимуму.

Очень часто двигатель может работать на двух фазах, когда силовая цепь двигателя защищается предохранителями, из-за сгорания плавкой вставки в одной фазе в результате короткого замыкания на землю в сети с заземленной нейтралью. Замена предохранителей на автоматические выключатели устраняет саму возможность двухфазного режима.

Для чего же нужна данная защита и чем опасна работа двигателя на двух фазах, сейчас и попытаемся разобраться.

Данная защита защищает двигатель от перегрева, а также от так называемого «опрокидывания», т. е. остановки под током вследствие снижения момента, развиваемого двигателем, при обрыве одной из фаз. Защита действует на отключение и в качестве аппаратов защиты применяются как тепловые, так и электромагнитные реле.

Когда происходит обрыв одной из фаз, ток двигателя с соединением обмоток статора в звезду будет превышать в 1,7-2 раза по сравнению с трехфазным режимом.

Рассмотрим например как отразится обрыв одной из фаз на различных величинах напряжения между различными точками цепи статора двигателя.

Предположим, что двигатель подключен к сети с номинальным линейным напряжением Uл, обмотки статора соединены в звезду и обрыв провода произошел в фазе «А» (рис.1 а).

Рис.1 – Напряжения при работе двигателя на двух фазах

Рис.1 – Напряжения при работе двигателя на двух фазах

Нас будут интересовать следующие напряжения:

  • UАВ, UВС, UСА – между фазами двигателя;
  • UАО, UВО, UСО – между фазами и нулевой точкой О сети (землей);
  • UО1-О – между нулевой точкой обмотки двигателя и землей; Uразр. — в месте разрыва.

В трехфазном режиме напряжения на двигателе симметричны, т. е. UАВ = UВС= UСА= Uл, UАО= UВО= UСО= Uл/√3= Uф, при этом UО1-О= Uразр.=0.

В последних двух случаях S=1, напряжения на двигателе будут иметь следующие значения:

  • UАВ=UСА= 0,5Uл;
  • UВС= Uл; UАО= 0,5Uф;
  • UВО= UСО= Uф;
  • UО1-О=0,5 Uф;
  • Uразр.=1,5Uф.

Для определения напряжений на двигателе при изменении скольжения от S=Sxx до S=1 можно воспользоваться расчетными кривыми [Л1, с14], приведенными на рис.1, б также для случая обрыва фазы А.

Таким образом, для получения надежной защиты работающего в длительном режиме двигателя от перегрева при обрыве любой фазы нужно контролировать, либо напряжение UО1-О либо три напряжения Uразр. (во всех фазах), либо, наконец, три междуфазных напряжения UАВ, UВС, UСА.

На основании различного контроля напряжения, используются три группы схем:

  • схемы основанные на контроле целостности плавких вставок всех фаз;
  • схемы, реагирующие на нарушение симметрии трехфазной системы напряжений на зажимах двигателя;
  • схемы, действующие при возникновении несимметрии фазовых токов двигателя.

1. Ключев В. И., Выбор электродвигателей для производственных механизмов, изд-во «Энергия», 1964.

Как защитить трехфазные асинхронные двигатели

Трехфазные асинхронные двигатели, занимают 90% нишу среди всех выпускаемым и применяемым двигателям, как в быту, так и в промышленности. Такая популярность асинхронных двигателей обусловлена простотой конструкции, высокой надежностью и дешевизной.

Простота конструкции

asinxronnyj dvigatel

Основными элементами конструкции асинхронного двигателя являются статор и ротор. Статор статичный элемент конструкции. Ротор подвижный элемент двигателя (вращающейся). Вращение ротора происходит за счет смещения магнитных потоков в статоре и возникновения ЭДС (электродвижущей силы) в роторе. Вращение ротора и есть основной результат работы двигателя, преобразование электрической энергии в механическую энергию вращения.

Отсюда и бытовое назначение асинхронных двигателей. Применяя асинхронный двигатель можно сделать:

  • точильный станок,
  • циркуляционную пилу,
  • автоматические гаражные ворота,
  • бетономешалку,
  • насос и т.п.

Высокая надежность

Небольшое количество элементов асинхронного двигателя и их простое взаимодействие, определяют надежность асинхронного двигателя. И даже при их поломке, ремонт электродвигателей достаточно прост и относительно недорог.

Эксплуатация асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель подключается к электропитанию, как трехфазному, так и однофазному. Меняются только схемы подключения. Эта универсальность еще один плюс в применении асинхронного двигателя. Однако для подключения электродвигателя есть определенные правила, которые нужно соблюдать для обеспечения электробезопасности и продолжительной работы двигателя.

Как защитить трехфазные асинхронные двигатели

Электродвигатель это электроустановка, и любые аварийные ситуации, связанные с электропроводкой дома, могут привести к поломке двигателя. Это касается коротких замыканий, падение и пиковый скачок напряжения, повреждение питающего кабеля, удар молнии и т.д.

Для защиты электродвигателя, согласно ПУЭ, нужно предусмотреть тройную защиту:

  • От токов короткого замыкания;
  • От падения напряжения;
  • От токовой перегрузки.

Посмотрим на каждый вид защиты, ранжируя их по степени важности.

Защитим двигатель от короткого замыкания

КЗ (короткое замыкание) самая опасная аварийная ситуация и не только для электродвигателей. Для защиты от короткого замыкания, электрическую цепь к которой подключен асинхронный двигатель, должна быть защищена автоматическим выключателем (автоматом защиты). Номинальный ток автомата защиты должен иметь номинальный ток срабатывания в 2,5 раза больше пускового тока электродвигателя. Это позволит не срабатывать автомату при запуске двигателя.

Защитим двигатель от перегрузки

Перегрузка по току или иначе, тепловая перегрузка возникает при обрыве одной из фаз питания электродвигателя. При обрыве происходит перекос фаз и амплитудное возрастание токов обмотки статора оставшихся фаз. Возрастание тока в два раза приводит к перегреву обмоток статора, нарушение изоляции и замыканию его обмоток. Как результат, двигатель выходит из строя.

Для защиты от перегрузки применяется тепловое реле с задержкой срабатывания.

Защитим двигатель от падения напряжения

Падение напряжения в цепи, также опасно для электродвигателя. При падении напряжения, при работающем асинхронном двигателе на 10 процентов, приводит к повышению температуры обмоток статора на 20 процентов, как следствие, перегорание обмоток и выход двигателя из строя.

Защита от падения напряжения в цепи электродвигателя установка реле напряжения. Которое будет отключать цепь электродвигателя при падении напряжения.

Вывод

Эти простые и нормативные способы позволят защитить трехфазные асинхронные двигатели в быту и значительно продлить срок их эксплуатации.

Ссылка на основную публикацию