Як зберегти працездатність електродвигуна

У роботі з асинхронними електродвигунами важливими є всі необхідні організаційні та технічні заходи, спрямовані на підтримку працездатності силового агрегату протягом. Щоб він стабільно працював, як мінімум, термін, заявлений виробником, а краще довше, важливо підключати додаткове обладнання для профілактики поломок, спричинених внаслідок перегріву, коротких замикань, попадання вологи, неповнофазного режиму роботи тощо.

У цій статті ми розглянемо, які є види захисту асинхронних електродвигунів і яке обладнання для цього необхідне. 

Ознаки несправності асинхронного електродвигуна

Перегрів - найочевидніший і найчастіший симптом неполадки. Якщо ви виявили, що корпус агрегату сильно нагрівся – це привід провести позапланове ТО. Але бажано проблему запобігти - ремонт зазвичай обходиться в копійчину, а захисне обладнання все одно рано чи пізно доведеться докуповувати.

Отже, найчастіше до порушень у роботі, перегріву і, в наслідок - до зниження механічної потужності та в цілому ресурсу безаварійної роботи двигуна наводять:

• перенавантаження напруги;
• некоректне підключення схеми живлення;
• проблеми з електрикою силового агрегату;
• механічна несправність електродвигуна;
• його перевантаження із боку навантаження;
• експлуатація за умов, не передбачених виробником.

Розглянемо які захисту електродвигуна бувають і що для цього потрібно.

Захист від перевантаження

Якщо струм перевищить номінальне значення, встановлене для моделі силового агрегату та експлуатаційних умов, температура електроприводу почне зростати. Метод захисту, до речі, дуже похід на захист від перегріву, оскільки підвищення температури двигуна - це симптом перевищення номінальних параметрів навантаження.

Тут також можуть застосовуватися:

• теплові реле;
• автомати-вимикачі з тепловим розчіплювачем.

Вони обладнуються датчиком, чутливим до температури. Він монтується безпосередньо в обмотках силового агрегату.

Також параметри обладнання налаштовуються відповідно до номінального струму двигуна. Якщо в нормальному режимі його потужність нижче номінальної, уставку захисного обладнання краще знизити, заміривши робочий струм агрегату.

Крім іншого, захист електродвигунів від перегріву в результаті навантаження може забезпечити простий контроль роботи агрегату. Для цього на нього встановлюється реле часу, яке просто відключає агрегат після закінчення заданого часу.

Короткі замикання

Аварія може статися в обмотці, а також клемній коробці, кабелі живлення або схемі пуску. Тому захисна техніка від короткого замикання встановлюється на введенні живлення пускача. Зазвичай як такий захист використовують автомати захисту або запобіжники. Ми рекомендували б закуповувати триполюсні автомати: у разі замикання електромагнітний розчіплювач відключає живлення від двигуна цілком.

Порушення регламенту напруги живлення

Асинхронні силові агрегати можуть зберігати нормальні параметри при відхиленні напруги ±5% або відхиленні частоти ±2%. Якщо це регламент порушується, потужність силового агрегату падає, т.к. температура обмоток статора перевищує допустимі значення.

У такому випадку застосовуються:

• реле контролю фаз контролю напруги. Вони розмикають ланцюг тоді, коли рівень напруги по кожній фазі виходь за задані межі. Крім того, апарат може контролювати обрив, чергування та асиметрію фаз.
• реле захисту двигуна. Обладнання здатне контролювати цілий список інших параметрів - недовантаження або перевищення навантаження силового агрегату, асиметрію струмів, перегрів та ін.

Наприкінці статті ми розглянемо також захист електродвигуна за допомогою частотних перетворювачів, у випадках, коли напруга і частота значно відхиляються від номіналу.

Захист від перегріву

Температурний чи тепловий захист електродвигуна передбачає підключення теплового реле. Воно встановлюється в контакті з датчиком температури позистором, який вмонтований в обмотки статора. При перегріванні апарат розмикає ланцюг.

Також джерело перегріву може перебувати в підшипниках, роторі, в точці електропідключення. Однак найчастіше справа саме в обмотці, тому чутливі позиторні елементи монтуються біля неї, у фронтальній частині двигуна, яка найменше охолоджується вентилятором.

Крім позиторів, також можна використовувати термістори. Деякі фахівці приходять до висновку, що термісторний захист є навіть кращим, оскільки реагує на всі можливі причини виникнення перегріву — швидке нагрівання внаслідок заклинювання підшипників, перевантаження, обрив фази тощо.

У деяких випадках рекомендується провести монтаж цілого ряду позиторів або термісторів усередині силового агрегату та на його корпусі, щоб постійно "тримати руку на пульсі" та швидко реагувати на позаштатні ситуації.

Щоб запобігти перегріву, також важливо забезпечити якість вентиляції.

Робоча потужність двигуна може дорівнювати номінальної при температурі середовища не вище 40°С.

Захист асинхронного електродвигуна із застосуванням частотного перетворювача

Застосування частотного перетворювача позбавляє необхідності підключення електромагнітних муфт, редукторів, та інших установок для механічного регулювання швидкості.

Але частотник може реалізувати різні види захисту. На тому, як працює захист від перегріву електродвигуна із застосуванням цього пристрою, розглянемо докладніше.

Для цього пригадаємо план керування мотором у будь-якій системі:

1. Напруга на вході випрямляється і подається на керований вихідний перетворювач частот;
2. Залежно від робочого параметра, налаштувань та сигналів з датчиків зворотного зв'язку апарат для випрямлення частот визначає відповідний режим роботи та видає на клеми живлення потрібну частоту та напругу змінного струму;
3. Зі зміною навантаження і надходженням сигналів з датчиків, живлення електродвигуна переводиться в потрібний режим;
4. Контроль над струмом споживання проводиться постійно, і цим гарантується захист від заклинювання та короткого замикання в обмотках.

Ми завжди рекомендуємо обладнати асинхронні двигуни перетворювачем. Більше про це ми писали у блозі раніше. Також консультацію можна отримати у спеціалістів компанії.