Як захистити асинхронний двигун

Безперебійна робота силових електроустановок обумовлюється трьома факторами, які слід враховувати при їх підборі: потужність, форма, експлуатаційний режим. Важливо дотримуватися і правила складання електросхеми, безпеки при пусконалагоджувальних, монтажних роботах. З усіх цих факторів випливає захист електродвигуна, безпосередньо пов'язана з правильною експлуатацією асинхронних двигунів. Від ретельності дотримання норм залежить і термін служби, втім, непередбачена (аварійна) ситуація може відбутися і на цілком справному обладнанні.

Які аварії трапляються з силовими електроустановками? Є чотири типи ситуацій

1. Коротке замикання (КЗ). На цей рахунок у системі спрацьовує захист, що відключає живлення від мережі.
2. Відсутність напруги на фазі.
3. Падіння напруги, або ж його повне зникнення.
4. Перегрів мотора (перевантаження).

Для своєчасного запобігання поломки захист асинхронних електродвигунів здійснюється засобами реле, запобіжників і пускачів. Запобіжники є одноразовим варіантом контролю. У разі спрацювання, елемент перегорає, та для подачі живлення його слід замінити. Перемикачі автоматичного типу будуються на складній комутаційної схеми, завдяки якій можуть відпрацьовувати при КЗ і перевантажувальних режимах. Що до пускачів магнітного типу, то вони діляться на дві категорії: з ручним або автовозвратом.

Недостатньо зібрати схему на базі згаданих вузлів. Щоб убезпечити двигуни асинхронні, схему слід налаштувати. Приміром, від замикання встановлюють десятикратний перевантаження по пусковому струму. Передбачають таку опцію, як затримка відключення, яка відпрацьовує в ситуаціях, коли споживання струму з мережі плавно зростає протягом певного часового відрізка.

Трапляється так, що автомат перевантаження спрацьовує постійно, не дозволяючи нормально використовувати агрегат. Це означає, що потужність мотора не відповідає його призначенню. У процесі налаштування іноді спостерігаються помилкові спрацьовування. Їх усувають шляхом ретельної підгонки комплектуючих. Головне пам'ятати, чим простіше способи захисту електродвигунів, ті краще, але разом з простотою повинна бути і надійність.

Різновиди захисту електродвигунів: спрацьовування при перегріві

Почнемо розбір з теплової різновиди. Основним елементом, що спрацьовує при перегріві, є теплове реле. Технічні – це пластина з біметалевого сплаву, до якої підведений струм від ротора. При перегріві пластина деформується і активує контакти, відключають подачу живлення на двигун. Іноді ці вузли поєднуються з магнітними пускачами. Важливо правильно підібрати цей компонент, враховуючи:

• напруга мережі (максимальне значення);
• робочий струм (реле працює без деформації).

Підкреслимо, що реле не реагує на КЗ і короткі перевантаження. Тому, тепловий захист двигуна завжди поєднується із застосуванням плавких вставок.

Крім реле, існують датчики тепла, ще надійніше захищають мотор. Їх монтують безпосередньо на установку. Деякі мотори мають датчик на борту, що складається з контакту, підведеного до захисту.

Зникнення фази, різке зниження напруги

Робота при нормальному навантаженні зі зниженим напругою загрожує перегрівом агрегату. Наявність температурного сенсора, про який згадувалося вище, призводить до того, що подача живлення на установку припиняється. Не всі системи забезпечуються таким датчиком, і якщо такого немає, потрібно забезпечити захист від падіння напруги. Для цього використовують реле. У чому його робота схожа на те, як функціонує захист електродвигуна від перегріву: як тільки напруга падає до певного значення, спрацьовує реле, відключаючи подачу живлення.

У початкове положення реле наводиться або вручну, або автоматично при поверненні номінальних показників. У випадку з автоматичним перезапуском, включення установок, об'єднаних єдиним ланцюгом, здійснюється з затримкою по черзі, так як одночасний пуск неминуче призведе до повторного падіння напруги.

Окремо слід сказати про захист від обриву фази. З економічної точки зору вигідніше монтувати такий захист на двох фазах, а не на кожній при трифазному підключенні. В якості механізмів спрацьовування служать вимикачі, призначені для гасіння електродуги. Існують версії вимикачів суміщають в собі функціонал реле і навіть термореле.

Як запобігти наслідки короткого замикання?

Ми з'ясували, що таке захист електродвигуна від перевантаження, визначилися з методами пеленгації падіння і повного зникнення напруги. Тепер розберемося з КЗ. Почнемо з того, що замикання відносяться до числа самих небезпечних аварійних режимів. Найчастіше причиною їх виникнення служить пробій ізоляції. У момент КЗ значення сили струму або напруги зростає в десятки, а то і сотні разів по відношенню до номінальних. Посилюється і термічний вплив.

Захист від КЗ спрацьовує як «рубильник», який припиняє подачу живлення в разі якщо, різко зростає значення напруги чи сили струму. Для цих цілей застосовують:

• електромагнітні реле;
• плавкі запобіжники;
• автомати з електромагнітним розчіплювачем.

В установках потужністю до 100 кВт найчастіше використовують плавкі вставки. Такі види захисту електродвигунів від КЗ ставляться на кожну фазу, і якщо одна відключається дві інші залишаються в робочому стані. Розрахунок номіналу кожної з трьох вставок проводиться з обліку величини пускового струму.

Підбір захисту електроустановок

Вибір типу захисту – захід суто індивідуальне, залежить від: потужності приводу, ступеня його відповідальності, періодичності обслуговування. Якщо систему підлягає оновити, модернізувати, гарною підмогою стане аналіз даних обладнання попереднього покоління, виявлення повторюваних проблем. Одним словом, перед проведенням робіт, потрібно дати відповідь на питання, чому згорає електродвигун, або відбуваються аварійні ситуації.

Непорушною залишається захист від КЗ. Вона застосовується на кожному агрегаті, незалежно від його потужності. Підбирають автомати для КЗ, відштовхуючись від пускового струму. Зазвичай вибирають елементи, що спрацьовують при підвищенні в 5 чи 10 разів від номінального значення.

Основне завдання – налаштувати систему так, щоб позбутися або звести до мінімуму ситуації з помилковим спрацьовуванням. Це можливо тільки при ретельному підборі компонентів. Не на кожному підприємстві є працівники настільки високої кваліфікації, так і специфіка експлуатації електродвигунів вимагає постійного навчання, аналітики. Потрібно знати не тільки пристрій захисту асинхронного двигуна, але розуміти, наскільки вона буде ефективною в конкретній схемі.