ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРУЗОК

Такая важная тема, как защита электродвигателя нечасто освещается в контексте эксплуатации силовых установок. Сегодня мы заполним этот пробел, рассказав об основных способах предотвращения поломок, вызванных перегревом, коротким замыканием или выходом за пределы паспортных данных, говоря иначе – перегрузом.

Обустройство асинхронных электродвигателей далеко от идеала. Слабые места, внешние факторы риска, нарушение эксплуатационных условий и техники безопасности – все это приводит к тому, что в определенный момент мотор начинает греться. Причины перегрева могут быть следующими:

• ошибки в подключении питающей схемы;

• превышение параметров питания (по напряжению);

• механическая поломка агрегата;

• дефекты электрического толка;

• несоответствие внешним условиям (необходимость в наличии защитного кожуха и т.д.)

• перегруз двигателя.

Как видно, причин много, но устранить их можно. Чтобы понять как, рассмотрим все виды защиты электродвигателей из тех, что сегодня применяются на практике.

Предотвращение короткого замыкания и перегруза

Перегруз проявляется в повышении тока обмоток. Если это происходит постоянно и при сильном отклонении от номинальных значений, мотор нагревается, в результате чего страдает изоляция. В условиях постоянного термического воздействия изоляция не выдерживает – перегорает, и происходит замыкание. Для перегруза по току, применяют «автоматы» защиты и термореле. Подбор данной защиты осуществляется в соответствие с номиналом двигателя. Если обычный режим ниже номинального, выбирают характеристики с подходящими значениями. Подбор осуществляется путем замера тока привода под нагрузкой. Очень важно, чтобы защита асинхронных электродвигателей от перегрузки соответствовала номиналу двигателя. Слишком большой разрыв между порогом срабатывания и нагревом, сводит суть применения «автомата» к нулю.

Короткое замыкание случается не только в обмотках мотора, но и в клеммной коробке, куда подведен силовой кабель. Поэтому защиту от короткого замыкания монтируют на входе питания пускателя. Эту почетную миссию доверяют «автоматам» и предохранителям. Лучше выбирать трехполосные «автоматы», так как в аварийных ситуациях они обесточивают установку полностью. Если возникает КЗ, срабатывает так называемый электромагнитный расцепитель.

Борьба с выходом за пределы питающего напряжения

По сути, это та же защита электродвигателя от перегрузки, но с упором на напряжение. Согласно нормативам, двигатели допускается эксплуатировать с 5% отклонением от номинального напряжения и 2% отклонением от частоты тока. Если наблюдается выход за обозначенные пределы, мощность установки падает, так как обмотки чаще всего перегреваются. Параметры напряжения контролируются таким узлом, как реле контроля фаз. Задача этого датчика проста: он отключает любую из трех фаз, если она выдает напряжение, превосходящее номинальный порог. Также реле срабатывает при:

• обрыве фазы;

• асимметрии;

• чередовании.

Есть и специализированные реле, контролирующее и другие параметры, как то недогруз/перегруз, перегрев.

Подробное рассмотрение защиты от перегрева.

Рассматривая способы защиты электродвигателей, отдельно стоит остановиться на методах термического контроля. Особенность проблем, связанных с перегревом, заключается в том, что источник высокой температуры может скрываться не только в обмотках, но и подшипнике, местах подключения питания. Вне зависимости от того, где скрывается поломка, греется корпус двигателя.

Чаще всего перегревается обмотка, поэтому термодатчики (позисторы и термисторы) устанавливаются возле неё. Термисторная защита считается самой эффективной, так как реагирует на все виды перегрева, вызванные: разрушением подшипника, пропаданием фазы, недостаточным охлаждением.

Если двигатель является «сердцем» системы, и заменить его нечем, потребуется установить несколько датчиков в разных местах, как внутри, так и на корпусе. Для защиты от перегруза важно обеспечить достаточное охлаждение мотора. Для этого применяют вентилятор обдува, представленный крыльчаткой, насаженной на вал. На тепловые параметры электродвигателя помимо всего прочего, влияет высота его установки относительно уровня моря. По мере возрастания высоты, снижается номинальная мощность. Скажем, если на высотах до 1000м, значение мощности равняется номинальному (100%), то при повышении до 4000м, мощность следует снизить до 80% от номинальной. Можно и не понижать, но тогда придется усилить систему принудительного охлаждения.

Частотные преобразователи, как универсальные решения защиты электродвигателей

Из числа наиболее эффективных и современных, почетное место занимают устройства защиты электродвигателя под общим названием – частотные преобразователи (ПЧ). Эти приборы регулируют скорость вращения вала. Меняется не только величина напряжения, но и его частота. Для обеспечения правильного срабатывания ПЧ, на этапе его настройки, оператор устанавливает вольт-частотные параметры, в соответствии с номиналом двигателя. Отношение напряжения к частоте тока является стандартом, однако иногда это значение можно менять, посредством подъема напряжения на низких оборотах. Однако делать это можно строго ограниченное время.

Мы рассмотрели основные методы защиты электродвигателей. Более тонкий подбор по параметрам нужно доверить специалистам.