Добрий день, шановні читачі блогу nasos-pump.ru
Асинхронний однофазний двигун
У рубриці "Спільне" на сайті "Насоси та приладдя" розглянемо експлуатацію електричних двигунів. В процесі експлуатації електродвигунів можуть виникати різні несправності. Ми будемо розглядати електродвигуни, які експлуатуються з насосним обладнанням. Дуже важливо заздалегідь передбачити всі можливі збої і якомога надійніше захистити обладнання від збоїв. Перелік причин, які можуть призвести до відмови обладнання, включає: якість електропостачання, якість монтажу, умови експлуатації. Якість електропостачання: підвищений або знижений напруга, скачки напруги, обрив фази.
Якість монтажу: неправильний або неякісний монтаж.
Умови експлуатації: недостатнє охолодження двигуна (обдування), висока температура навколишнього середовища, знижений атмосферний тиск (робота на великій висоті над рівнем моря), висока температура перекачується рідини, занадто велика в'язкість рідини, часті включення / вимикання електродвигуна, заклинювання ротора.
Число пусків в годину
Дуже часто в технічних характеристиках для насосного обладнання присутній такий параметр, як кількість пусків в годину. Необхідність контролювати цей параметр полягає в тому, що кожен раз, коли проводиться запуск електродвигуна, відбувається п'яти-семи кратне перевищення номінального робочого струму. Високі пускові струми нагрівають обмотки статора двигуна. Якщо електродвигун не встигає охолоджуватися через часті пусків, то це може привести до виходу його з ладу або скорочення терміну служби ізоляції (пробою ізоляції обмоток). Кількість пусків, яке може відбуватися протягом години, розраховує і визначає завод виробник. Ця інформація розміщується в технічних характеристиках або в інструкції по експлуатації.
Щоб уникнути непередбачених збоїв і дорогого ремонту електродвигуна в процесі експлуатації, в першу чергу, необхідно забезпечити двигун захисними пристроями. Захист електродвигуна має три рівні:
- Зовнішній захист від короткого замикання. Найпростіший спосіб - це установка зовнішніх запобіжників.
- Зовнішній захист від перевантажень. Це захист по струму.
- Захист. Це захист від перегріву обмоток за допомогою теплових автоматичних вимикачів або датчиків PTС. Для вбудованої теплового захисту завжди потрібно виконавче зовнішній пристрій - пускач для теплових автоматичних вимикачів і реле контролю температури обмотки двигуна, (як приклад, TER-7 виробництва ETI Словенія) для датчиків PTС.
Для захисту обладнання від перевантажень і короткого замикання необхідно визначити, який пристрій захисту буде використовуватися. Воно повинно автоматично відключати живлення від мережі. Запобіжник є найпростішим пристроєм, який виконує дві функції. Як правило, плавкі запобіжники з'єднуються між собою за допомогою аварійного вимикача, який може відключити двигун від мережі живлення.
Автоматичний струмовий вимикач
Автоматичний струмовий вимикач є пристроєм захисту від перевантажень по струму. Він автоматично розмикає ланцюг при заданому значенні перевантаження по струму або виникненні короткого замикання. Якщо струмовий вимикач застосовується в діапазоні своїх робочих параметрів, розмикання і замикання завдає йому ніякої шкоди. Відразу ж після відключення по перевантаженню можна легко відновити роботу автоматичного вимикача. Автоматичні вимикачі бувають двох видів: теплові та магнітні.
Теплові автоматичні вимикачі - це надійний і економічний тип захисних пристроїв, які використовуються для електродвигунів. Конструктивно автоматичний вимикач складається з електромагнітного розчеплювача, теплового розчеплювача і дугогасящей камери. Вони можуть витримувати великі перевантаження по струму, які виникають під час запуску електродвигуна, і захищають електродвигун при заклинювання ротора. Теплові автоматичні вимикачі нечутливі до напруги, але чутливі до температури.
Магнітні автоматичні вимикачі є точними, надійними і економічними. Магнітний пускач - це комбінований електричний прилад. До складу магнітного пускача входять: контактор змінного струму, теплове реле і кнопки включення і виключення. Магнітний автоматичний вимикач нечутливий до зміни температури навколишнього середовища: вона не впливає на межу його спрацьовування, але чутливий до зміни напруги. Автоматичні вимикачі підбираються за номінальним струмом, потребляемому електродвигуном.
- При пуску електродвигуна дозволяють витримувати тимчасові перевантаження без розриву ланцюга.
- Розмикають ланцюг електродвигуна, якщо струм перевищує гранично допустиме значення і виникає загроза пошкодження електродвигуна.
- Встановлюються в початкове положення автоматично або вручну після усунення перевантаження.
Позначення класу спрацьовування
Як правило, реле перевантаження реагують на умови перевантаження відповідно до характеристики спрацьовування. Розподіл виробів на класи визначає, за який період часу реле розмикає ланцюг при перевантаженні. Найбільш часто зустрічаються класи: 10, 20 і 30. Цифри визначають час, необхідний реле для відключення. Реле перевантаження класу 10 спрацьовує протягом 10 секунд і менше, при 600% номінального струму, реле класу 20 спрацьовує протягом 20 секунд і менше, а реле класу 30 - протягом 30 секунд і менше.
Пристрої зовнішньої захисту
Пристрої зовнішньої захисту: плавкі запобіжники, автоматичні вимикачі, автомати захисту двигуна - реагують на перевищення струму, який споживає електродвигун в процесі експлуатації. Вони призначені для відключення електродвигуна, якщо струм перевищує номінальне значення. Зовнішній пристрій захисту оберігає двигун від виходу з ладу в разі блокування ротора.
При перегрів обмоток електродвигуна цей вид захисту не працює. приклади:
- Коли в кришку вентилятора двигуна потрапляють сторонні предмети, або двигун змонтований кришкою вентилятора дуже близько від стінки (недостатньо охолодження), то відбувається повільне нагрівання до небезпечної температури;
- Дуже висока температура навколишнього середовища 40 ° С і вище;
- Коли зовнішня захист двигуна виставлена на занадто високий струм спрацьовування або налаштована неправильно;
- Коли відбуваються часті включення / вимикання електродвигуна, то за короткий період часу пускові струми можуть перегріти обмотки двигуна.
Пристрої внутрішньої захисту
Пристрої внутрішньої захисту обмоток, такі як автоматичні вимикачі і терморезистори, набагато ефективніше, ніж пристрої зовнішньої захисту. Це пояснюється тим, що вони вбудовуються в обмотки статора і вимірюють температуру безпосередньо в обмотках. Найпоширенішими пристроями внутрішнього захисту є теплові автоматичні вимикачі і терморезистори PTC.
Тепловий автоматичний вимикач і термостати
Теплові автоматичні вимикачі - це біметалічні пластини (таблетки), розмикаючих ланцюг при збільшенні температури в обмотках (на рис).
Вони мають широкий діапазон температур відключення. Бувають двох видів: з нормально відкритими і нормально закритими контактами. Найбільш часто застосовуються таблетки з нормально закритими контактами. Одну або дві таблетки вбудовують в обмотки статора, з'єднують послідовно і виводять на клемник. Потім при електричному монтажі двигуна ці контакти безпосередньо підключають в ланцюг харчування котушки пускача або контактора. При досягненні температури в обмотках статора дорівнює температурі спрацьовування біметалічної пластини, відбувається розрив ланцюга харчування пускача, і двигун зупиняється. Після охолодження обмоток, контакти знову замикаються, і двигун включається в роботу.
Терморезистор PTС (терморезистори з позитивним температурним коефіцієнтом опору) вбудовуватися в обмотки електродвигуна заводом виробником. Зазвичай встановлюються три послідовно з'єднаних датчика PTC: по одному в кожній обмотці. Кольори проводів датчиків допомагають визначити температуру спрацьовування. Температура спрацьовування терморезисторов знаходиться в діапазоні від 90 ° C до 180 ° C з кроком 5 °. (На рис)
Висновки терморезисторов підключаються до реле контролю температури, яке відключає ланцюг живлення двигуна при різкому збільшенні опору. Терморезистори мають нелінійну характеристику залежності опору від температури. При температурі навколишнього середовища, опір трьох терморезисторов дорівнює приблизно 200 Ом; але воно різко збільшиться до 3 кОм при досягненні температури відключення реле. Реле контролю температури обмотки двигуна відключає двигун від мережі живлення при досягненні опору 3,3 кОм. Після зниження температури опір терморезисторів зменшується, і коли опір знижується до 1,8 кОм, реле включає двигун в роботу. Реле контролю температури TER-7 має функцію контролю справності датчиків, перевірка на відсутність обриву і короткого замикання. Функція «memory - пам'ять» при спрацьовуванні реле, контакти залишаються в розімкнутому стані до втручання обслуговуючого персоналу. Повернення в робочий стан відбувається після натискання на кнопку «reset - скидання».
Для надійного захисту електродвигунів в процесі експлуатації необхідно використовувати всі три види захистів: зовнішню, внутрішню і вбудовану.