Jak vybrat magnetický startér a jistič pro asynchronní motor
Příklady uvažují princip výběru magnetického spouštěče pro ovládání elektromotoru a jističe pro jeho ochranu před zkratovými proudy a přetížením.
Obsah článku
Stykače a magnetické spouštěče se používají pro rozběh, reverzaci, nucené zastavení protiproudem asynchronních elektromotorů. Na správné volbě spínacího zařízení závisí jak spolehlivost systému jako celku, tak i elektrická bezpečnost obsluhy.
Volba startéru a nadměrný spínací proud vede k velkým finančním nákladům, při jeho spínání se ozývají plácnutí většího objemu, než jaké vydávají malé startéry.
Nedostatečné spínané spouštěče dlouho nevydrží, zahřejí se, spálí svorkovnice a kontakty. V důsledku toho se bude přechodový odpor zvyšovat, dokud kontakt zcela nezmizí, což povede k předčasné výměně zařízení.
Jističe musí být také správně dimenzovány, zejména při prudkém startování motoru. Příliš citlivý stroj se při rozběhu klepe, a pokud je naopak odebírán s nadměrnou proudovou rezervou, nemusí v případě nouze zareagovat, což povede k poškození kabelu, vinutí motoru až oheň.
Rozběh elektromotoru je provázen zvýšeným proudem při jeho zrychlování na jmenovité otáčky, v případě přetížení a nedostatku výkonu motoru pro otáčení servomotorů je možné snížení otáček se zvýšenými proudy až do té míry, že ano. vůbec nezačíná točit. Naopak, pokud je výkon motoru nadměrný, pak proud, který spotřebovává, bude nižší než jmenovitý proud.
Z výše uvedených důvodů je nutné správně zvolit spouštěcí a ochranná zařízení v podobě magnetických spouštěčů, stykačů, tepelných relé a jističů.
Jističe jsou instalovány před magnetickým spouštěčem, aby v případě potřeby zcela odpojily systém, jak napájecí obvod, tak řídicí obvod (napájení cívky).
Místo jističů lze použít pojistky nebo pojistky, ale tato řešení jsou méně obvyklá, než bývala. To komplikuje údržbu a je nutné mít na skladě alespoň sadu pojistek.
Výběr magnetického startéru
Magnetické spouštěče se vyrábějí pro určitý jmenovitý proud, z rozsahu: 6.3 – 10 – 25 – 40 – 63 – 100 – 160 – 250. Zajímavé je, že rozsah hodnocení spouštěče odpovídá zlatému řezu. Odpovídá také standardním hodnotám průřezu vodičů. Více o tom najdete zde: Jaký je vztah mezi průřezy drátů a populací králíků
Schémata magnetických startérů PML:
Magnetické spouštěče se často nedělí podle proudů, ale podle hodnot od 0 do 7, čím větší je proud (nebo hodnota spouštěče), tím větší jsou jeho rozměry a kontaktní plocha (0 – 6, 3, 1 – 10, 2 – 25, 3 – 40 atd.). Zkušený elektrikář dokáže rozlišit přibližný spínaný proud a napětí podle velikosti pouzdra, provedení zhášedla a rozměrů kontaktních ploch.
Pokud však jmenovitý proud spouštěče odpovídá proudu motoru, neznamená to, že je lze použít v páru. Pokud je takový koncept jako kategorie aplikace, charakterizuje způsob provozu spínaného zařízení, frekvenci a spínací podmínky. Jinými slovy, je to schopnost přenášet nárazové proudy. Startovací proudy asynchronního motoru mohou překročit jmenovité proudy 10x, záleží na podmínkách rozběhu, síťovém napětí a dalších faktorech.
Kategorie aplikací jsou označeny: „Číslo kategorie AC“. Souhrnná tabulka hodnot a kategorií použití pro magnetické startéry je uvedena níže.
Z ní nás zajímá řada “AC-3 – řízení motorů s rotorem nakrátko (start, vypnutí bez předchozího zastavení)”. Z toho je zřejmé, že spínací přístroje této kategorie jsou určeny k zapínání a vypínání elektromotoru. Vydrží přímé startování.
Dále je třeba určit jmenovitý proud startéru. K tomu potřebujeme znát technické vlastnosti komutovaného motoru, jmenovitě:
P je jmenovitý výkon motoru;
U – provozní napětí (spínané);
Pak je jmenovitý proud startéru:
Pro rychlé výpočty se někdy používá jiná technika, kdy se výkon motoru vynásobí 2 a získá se jmenovitý proud (přibližně).
Dále musíte určit spouštěcí proud, v referenčních knihách je označen buď jako „k“ nebo jako „Ip / In“. Toto je násobek nebo poměr rozběhového proudu ke jmenovitému proudu. Udává, o kolik proud v okamžiku spuštění překračuje jmenovitou hodnotu.
Startér s kategorií aplikace AC-3 dokáže spínat proud 5-7x větší než je jmenovitý, u čehož to ukážu ve výpočtech níže.
Výběr startéru
Řekněme, že máme asynchronní motor o výkonu 2.2 kW, typ 4AM100L6U3. Jeho typový štítek říká, že účinnost je 81.0 %, účiník je 0.73, na internetu jsem našel jeho technické údaje, abych zjistil poměr rozběhového proudu, vyšlo mi to 5.5
1. Rychlá cesta: IH=2.2*2=4.4A
2. Сложный способ: IНОМ=2200/(380*0.81*0.73*1.73)=5.6А
Výsledky tohoto výpočtu poskytly větší proud.
Nyní zvažujeme startovací proud: IP u5.6d 5.5 * 30.8 uXNUMXd XNUMXA
Vybíráme startér se jmenovitým proudem vyšším než 5.6 A, s kategorií použití AC-3. Na základě průzkumu trhu je pro nás vhodný startér PME 111 10A s tepelným relé.
Výběr jističe
Stroj může pracovat při rozběhu nebo delším rozběhu elektromotoru, kdy odběr proudu výrazně převyšuje maximum. V jističi jsou za ochranu zodpovědné dva uzly:
1. Elektromagnetické uvolnění. Pracuje při špičkovém proudovém přetížení. Tento proud závisí na typu stroje.
2. Tepelné uvolnění. Pracuje s mírným, ale dlouhodobým překročením jmenovitého proudu.
Máme jmenovitý proud motoru 5.6 A, což znamená, že potřebujeme automatický stroj, který není menší než tato hodnota. Typy automatů indikují typický nadproud ve špičce:
typ D – 10-50krát.
Typy ochranných charakteristik jističů
Příklad výběru jističe
Vzhledem k tomu, že náš rozběhový proud je 5.5krát větší než jmenovitý proud, jsou pro nás vhodné jističe typu C a D. Například automatický odpojovač EZ9F34306 Schneider Easy9 je dimenzován na 6 A a jeho typ C vydrží rozběhové proudy až na 60 A.
Ale takový automat bude pracovat na limitu a skutečné nastavení proudu může být nižší než 5.5, protože. typ C je v rozmezí 5-10, je potřeba proudová rezerva alespoň 20 %.
Proto je lepší instalovat jistič na stejný proud nebo o něco více, ale typ D, například IEC 6-8A VA47-29
Nebo 10A proud s typem C, jako je PL4-C10/3 Moeller / Eaton
Požadavky na stroj jsou, aby stabilně odolával jmenovitému proudu a aby se při spouštění nevyklepal. Pokud plánujete provoz motoru s častým zapínáním a vypínáním, je lepší použít stroj typu D, je méně citlivý na proudové rázy.
Zásady pro výběr jiného elektrického zařízení:
Provoz a opravy elektrických zařízení:
Závěr
Pro ochranu přívodního kabelu a dodatečné ochrany motoru je potřeba jistič, v případě pomalého rozběhu nebo zaseknutí hřídele je navíc lepší použít tepelnou ochranu. Magnetický startér musí vydržet jak napětí, tak proud, který bude spínat.
Elektromotor musí být v dobrém stavu, nesmí v něm být žádné cívkové obvody a jeho hřídel se musí volně otáčet. V případě spouštění motoru pod zatížením je lepší vzít spínací zařízení s rezervou až 2krát, aby se snížila pravděpodobnost předčasného spálení kontaktů a falešných vypnutí jističe.
Přívodní kabel musí odpovídat jmenovitému proudu s přihlédnutím k rozběhovým proudům a také způsobu připojení kabelu (použití objímek, ok, svorkovnic apod.). Stav všech spojů by měl být normální – neměly by zde být žádné oxidy, karbonové usazeniny a jiné mechanické závady, které mohou zmenšit kontaktní plochu.
Jistič pro ochranu motoru – jak vybrat ten správný?
Při výběru jističů, které dokážou ochránit elektromotory před poškozením v důsledku zkratu nebo nadměrně vysokého zatížení, je nutné počítat s velkým rozběhovým proudem, často 5-7x vyšším, než je jmenovitá hodnota. Nejvýkonnější rozběhové přetížení podléhají asynchronním pohonným jednotkám s rotorem nakrátko. Vzhledem k tomu, že toto zařízení je široce používáno pro práci v průmyslových a domácích podmínkách, je otázka ochrany samotného zařízení i napájecího kabelu velmi důležitá. V tomto článku si povíme, jak správně vypočítat a vybrat jistič ochrany motoru.
Úkoly zařízení ochrany motoru
Elektrická zařízení pro domácnost jsou obvykle chráněna před vysokými zapínacími proudy v sítích pomocí třífázových jističů, které fungují nějakou dobu poté, co proud překročí jmenovitý proud. Hřídel motoru tak má čas se roztočit na požadovanou rychlost otáčení, po které se síla toku elektronů sníží. Ale ochranná zařízení používaná v každodenním životě nemají jemné nastavení. Proto je výběr jističe, který umožňuje chránit asynchronní motor před přetížením a nadproudovým zkratem, obtížnější.
Moderní automaty pro ochranu motoru jsou často instalovány ve společné skříni se startéry (tzv. spínací zařízení pro spouštění motoru). Jsou navrženy tak, aby vykonávaly následující úkoly:
- Ochrana zařízení proti nadproudu generovanému uvnitř motoru nebo v napájecím obvodu.
- Ochrana pohonné jednotky proti zlomení fázového vodiče a také proti fázové nesymetrii.
- Zajištění časového zpoždění, které je nutné k tomu, aby motor, nucený zastavit v důsledku přehřátí, měl čas vychladnout.
Automatizace řízení a ochrany motoru na videu:
- Vypnutí jednotky, pokud již na hřídel nepůsobí zatížení.
- Ochrana pohonné jednotky před dlouhým přetížením.
- Ochrana elektromotoru před přehřátím (k provedení této funkce jsou uvnitř jednotky nebo na jejím těle namontovány další teplotní senzory).
- Indikace provozních režimů a také upozornění na havarijní stavy.
Je třeba také vzít v úvahu, že stroj na ochranu motoru musí být kompatibilní s ovládacími a ovládacími mechanismy.
Výpočet stroje pro elektromotor
Až donedávna se k ochraně elektromotorů používalo následující schéma: uvnitř spouštěče byl instalován tepelný regulátor, zapojený do série se stykačem. Tento mechanismus fungoval tímto způsobem. Když velký proud procházel relé po dlouhou dobu, bimetalová deska v něm instalovaná se zahřála, což při ohnutí přerušilo obvod stykače. Pokud bylo překročení nastavené zátěže krátkodobé (jak se to stává při nastartování motoru), deska se nestihla zahřát a spustit stroj.
Vnitřní zařízení ochranného zařízení motoru na videu:
Hlavní nevýhodou takového schématu bylo, že nezachránilo jednotku před přepětím a fázovou nerovnováhou. Nyní je ochrana elektráren zajišťována přesnějšími a modernějšími zařízeními, o kterých budeme hovořit o něco později. A nyní přejděme k otázce, jak se počítá automatický stroj, který musí být instalován v obvodu elektromotoru.
Pro výběr ochranného jističe pro elektroinstalaci potřebujete znát jeho časovou proudovou charakteristiku a také jeho kategorii. Časově proudová charakteristika nezávisí na jmenovitém proudu, pro který je AB navržen.
Aby se zabránilo vypnutí jističe při každém spuštění motoru, nesmí být rozběhový proud větší než proud, který způsobí okamžité vypnutí zařízení (vypnutí). Poměr spouštěcího proudu a jmenovité hodnoty je předepsán v pasu zařízení, maximální přípustný je 7/1.
Při praktickém výpočtu stroje byste měli použít faktor spolehlivosti, označený symbolem Kn. Pokud jmenovitý proud zařízení nepřesahuje 100A, pak hodnota Kн je 1,4; pro velké hodnoty je to 1,25. Na základě toho je hodnota cutoff proudu určena vzorcem Iots ≥ Kн x Istart-up. Jistič je vybrán v souladu s vypočtenými parametry.
Další hodnotou, kterou je třeba vzít v úvahu při výběru při montáži stroje do rozvaděče nebo speciální skříně, je teplotní koeficient (Кт). Tato hodnota je 0,85 a jmenovitý proud ochranného zařízení by se jí měl násobit (In/Кт).
Moderní elektrická ochranná zařízení pro energetické jednotky
Velmi oblíbené jsou modulární motorové automaty, což jsou univerzální zařízení, která úspěšně zvládají všechny výše popsané funkce.
Kromě toho je lze použít k nastavení parametrů vypnutí s vysokou přesností.
Moderní motorové automaty jsou zastoupeny mnoha odrůdami, které se od sebe liší vzhledem, vlastnostmi a způsobem ovládání. Stejně jako při výběru konvenčního zařízení potřebujete znát hodnotu rozběhu a také jmenovitý proud. Kromě toho je nutné rozhodnout, jaké funkce má ochranné zařízení plnit. Po provedení nezbytných výpočtů si můžete koupit automatický motor. Cena těchto zařízení přímo závisí na jejich schopnostech a výkonu elektromotoru.
Vlastnosti ochrany elektromotorů ve výrobních podmínkách
Často, když jsou zapnuta zařízení s výkonem přesahujícím 100 kW, napětí v obecné síti klesne pod minimum. Současně nedochází k odstávce pracovních silových jednotek, ale snižuje se počet jejich otáček. Když se napětí obnoví na normální úroveň, motor začne znovu nabírat rychlost. Zároveň pracuje v režimu přetížení. Tomu se říká samostart.
Samospouštění někdy způsobuje nesprávnou činnost AB. To se může stát, když před dočasným poklesem napětí instalace fungovala dlouhou dobu v normálním režimu a bimetalová deska měla čas se zahřát. V tomto případě tepelná spoušť někdy sepne dříve, než se napětí vrátí do normálu. Ukázka poklesu napětí v elektrické síti vozu na následujícím videu:
Aby se zabránilo vypnutí výkonných továrních elektromotorů během samostartování, používá se reléová ochrana, ve které jsou proudové transformátory připojeny k obecné síti. Na jejich sekundární vinutí jsou připojena ochranná relé. Tyto systémy jsou vybírány metodou komplexních výpočtů. Nebudeme je zde citovat, protože ve výrobě tento úkol vykonávají energetici na plný úvazek.
Závěr
V tomto materiálu jsme se podrobně zabývali tématem ochranných zařízení pro elektromotory a zjistili jsme, jak vybrat automatický stroj pro elektromotor a jaké parametry je třeba vzít v úvahu. Naši čtenáři se mohli ujistit, že výpočty, které jsou v tomto případě provedeny, jsou poměrně jednoduché, což znamená, že je docela možné vybrat zařízení pro síť, která obsahuje nepříliš výkonnou pohonnou jednotku.
