Elektromos motorok termisztoros (pozisztoros) védelme
Az aszinkron villanymotorok túlmelegedés elleni védelmét hagyományosan termikus túláramvédelem alapján valósítják meg. Az üzemelő motorok többségében túláram elleni hővédelmet alkalmaznak, amely nem veszi pontosan figyelembe a villanymotorok aktuális üzemi hőmérsékleti viszonyait, valamint annak időbeli hőmérsékleti állandóit.
Indukciós motor közvetett hővédelmében bimetál lemezek az aszinkron villanymotor állórész tekercseinek tápáramkörébe kerül, és a megengedett állórész maximális áramának túllépése esetén a bimetál lemezek melegítéskor kapcsolják ki az állórész táplálását az áramforrásról.
Ennek a módszernek az a hátránya, hogy a védelem nem az állórész tekercseinek fűtési hőmérsékletére, hanem a felszabaduló hőmennyiségre reagál, anélkül, hogy figyelembe venné a túlterhelési zónában való üzemidőt és az indukciós motor tényleges hűtési körülményeit. .Ez nem teszi lehetővé az elektromos motor túlterhelési kapacitásának teljes kihasználását, és csökkenti a szakaszos üzemmódban működő berendezések teljesítményét a téves leállások miatt.
Az építkezés összetettsége hőrelék, az ezeken alapuló védelmi rendszerek nem kellően magas megbízhatósága a védett objektum hőmérsékletére közvetlenül reagáló hővédelem létrejöttéhez vezetett. Ebben az esetben a hőmérséklet-érzékelők a motor tekercsére vannak szerelve.
Hőmérsékletre érzékeny védőeszközök: termisztorok, pozisztorok
Hőmérséklet-érzékelők használatával termisztorok és pozitronok - félvezető ellenállások, amelyek megváltoztatják az ellenállásukat a hőmérséklettel…. A termisztorok nagy negatív TSC-vel rendelkező félvezető ellenállások. A hőmérséklet növekedésével a termisztor ellenállása csökken, amelyet a motor leállító áramköréhez használnak. Az ellenállás és a hőmérséklet-függés meredekségének növelése érdekében három fázisra ragasztott termisztorokat kapcsolunk párhuzamosan (1. ábra).
1. ábra – Pozisztorok és termisztorok ellenállásának függése a hőmérséklettől: a – Poszisztorok soros kapcsolása; b — a termisztorok párhuzamos csatlakoztatása
A pozisztorok nemlineáris ellenállások pozitív TCK-val. Egy bizonyos hőmérséklet elérésekor a poszisztor ellenállása több nagyságrenddel meredeken növekszik.
Ennek a hatásnak a fokozására a különböző fázisú pozisztorok sorba vannak kötve. A poszisztorok jellemzőit az ábra mutatja.
A pozitorokon keresztüli védelem tökéletesebb. A motor tekercseinek szigetelési osztályától függően a reakcióhőmérséklet pozíciók = 105, 115, 130, 145 és 160.Ezt a hőmérsékletet osztályozási hőmérsékletnek nevezzük. A pozisztor élesen megváltoztatja ellenállását hőmérsékleten, legfeljebb 12 másodperc alatt. Ha három sorba kapcsolt pozisztor ellenállása nem lehet több 1650 ohmnál, akkor hőmérsékleten az ellenállásuk legalább 4000 ohm.
A posistor garantált élettartama 20 000 óra. Szerkezetileg a pozisztor egy 3,5 mm átmérőjű és 1 mm vastagságú, szerves szilícium zománccal borított korong, amely megteremti a szigetelés szükséges nedvességállóságát és elektromos szilárdságát.
Tekintsük a 2. ábrán látható PTC védelmi áramkört.
2. ábra – Berendezés kézi visszavezetésű pozitorok védelmére: a – sematikus diagram; b — kapcsolási rajz a motorhoz
Az áramkör 1., 2. érintkezői (2. ábra, a) a motor három fázisára szerelt pozisztorokhoz csatlakoznak (2. ábra, b). A VT1, VT2 tranzisztorok a Schmid trigger áramkörnek megfelelően kapcsolódnak be, és kulcs módban működnek. A K kimeneti relé a VT3 végfokozatú tranzisztor kollektoráramköréhez csatlakozik, amely az indító tekercsére hat.
A motor tekercsének és a hozzá tartozó pozitoroknak normál hőmérsékletén az utóbbi ellenállása kicsi. Az áramkör 1-2 pontjai között is kicsi az ellenállás, a VT1 tranzisztor zárt (kis negatív potenciál alapján), a VT2 tranzisztor nyitott (nagy potenciál). A VT3 tranzisztor kollektorának negatív potenciálja kicsi és zárt. Ebben az esetben a K relé tekercsének árama nem elegendő a működéséhez.
A motor tekercsének felmelegedésekor a pozitorok ellenállása megnő, és ennek az ellenállásnak egy bizonyos értékénél a 3. pont negatív potenciálja eléri a kioldó feszültséget. A relé üzemmódot az emitter visszacsatolása (ellenállás a VT1 emitter áramkörben) és a VT2 kollektor és a VT1 alap közötti kollektor visszacsatolás biztosítja. Amikor a triggert működtetik, a VT2 zár, a VT3 pedig kinyílik. A K relé aktiválódik, lezárja a jeláramköröket és kinyitja az indító elektromágneses áramkörét, majd az állórész tekercsét leválasztják a hálózati feszültségről.
Miután a motor lehűlt, a «return» gomb megnyomása után indítható, ami visszaállítja a kioldót a kiinduló helyzetbe.
A modern villanymotoroknál a védőpozitorok a motor tekercselése elé vannak szerelve. Régebbi motorokon a poszisztorok a tekercsfejhez ragaszthatók.
A termisztoros (pozisztoros) védelem előnyei és hátrányai
Az elektromos motorok hőérzékeny védelme előnyösebb olyan esetekben, amikor az elektromos motor hőmérsékletét az áramból nem lehet kellő pontossággal meghatározni. Ez különösen vonatkozik a hosszú indítási periódusú, gyakori be- és kikapcsolási műveletekkel (időszakos üzem) vagy változó fordulatszámú (frekvenciaváltós) villanymotorokra. A termisztorvédelem az elektromos motorok erős szennyeződése vagy a kényszerhűtési rendszer meghibásodása esetén is hatékony.
A termisztoros védelem hátránya, hogy nem minden típusú villanymotort gyártanak termisztorral vagy posztorral.Ez különösen igaz a hazai gyártású villanymotorokra. Termisztorok és pozisztorok villanymotorokba csak helyhez kötött műhelyekben szerelhetők fel. A termisztor hőmérsékleti jellemzői meglehetősen inerciálisak, és erősen függenek a környezeti hőmérséklettől és magának az elektromos motornak a működési feltételeitől.
A termisztorvédelemhez speciális elektronikus blokkra van szükség: egy termisztoros védőeszközre az elektromos motorokhoz, egy termikus vagy elektronikus túlterhelésrelé, amely beállító és állító blokkokat tartalmaz, valamint elektromágneses kimeneti reléket, amelyek az indítótekercs vagy az elektromágneses kioldó kikapcsolására szolgálnak.