Soorten elektrische beveiliging van asynchrone elektromotoren

Beveiliging van asynchrone elektromotoren

Driefasige AC asynchrone motoren met een spanning tot 500 V bij vermogens van 0,05 tot 350 - 400 kW zijn het meest voorkomende type elektromotoren.

De betrouwbare en ononderbroken werking van elektromotoren wordt vooral verzekerd door hun juiste selectie op het gebied van nominaal vermogen, werkingswijze en uitvoeringsvorm. Niet minder belangrijk is de naleving van de nodige vereisten en regels bij het samenstellen van een elektrisch circuit, het kiezen van regelapparatuur, draden en kabels, installatie en bediening van de elektrische aandrijving.

Noodbedrijfsmodi van elektromotoren

Zelfs voor correct ontworpen en gebruikte elektrische aandrijvingen, bestaat er tijdens hun werking altijd de mogelijkheid van noodgevallen of abnormale modi van de motor en andere elektrische apparatuur.

Noodmodi zijn onder meer:

1) meerfasige (drie- en tweefasige) en enkelfasige kortsluitingen in wikkelingen van een elektromotor; meerfasige kortsluitingen in de klemmenkast van de elektromotor en in het externe stroomcircuit (in draden en kabels, op de contacten van schakelapparaten, in weerstandskasten); fasekortsluitingen naar de behuizing of neutrale draad in de motor of in een extern circuit - in netwerken met een geaarde nulleider; kortsluitingen in het regelcircuit; kortsluitingen tussen windingen van de motorwikkeling (draaicircuits).

Kortsluitingen zijn de gevaarlijkste noodsituaties in elektrische installaties. In de meeste gevallen ontstaan ​​ze door isolatieschade of overlapping. Kortsluitstromen bereiken soms waarden die tientallen en honderden keren hoger zijn dan de waarden van de stromen in de normale modus, en hun thermisch effect en de dynamische krachten waaraan onder spanning staande delen worden blootgesteld, kunnen leiden tot het falen van de gehele elektrische installatie;

2) thermische overbelasting van de elektromotor als gevolg van de passage van verhoogde stromen door zijn wikkelingen: wanneer het werkingsmechanisme om technologische redenen overbelast is, met name zware startomstandigheden, motor onder belasting of vastgelopen, langdurige verlaging van de netspanning, verlies van een van de fasen van het externe voedingscircuit of draadbreuk in de motorwikkeling, mechanische schade aan de motor of het bedieningsmechanisme, en thermische overbelasting met verslechterde motorkoeling.

Thermische overbelastingen veroorzaken voornamelijk versnelde veroudering en vernietiging van de motorisolatie, wat leidt tot kortsluiting, dat wil zeggen tot een ernstig ongeval en voortijdig uitvallen van de motor.

Soorten bescherming voor asynchrone elektromotoren

Er zijn beschermende maatregelen getroffen om de motor te beschermen tegen schade in geval van schending van normale bedrijfsomstandigheden, evenals tijdige ontkoppeling van de defecte motor van het netwerk, waardoor de ontwikkeling van een ongeval wordt voorkomen of beperkt.

Het belangrijkste en meest effectieve middel is de elektrische beveiliging van de motoren, uitgevoerd in overeenstemming met «Regels voor de aanleg van elektrische installaties» (PUE).

Afhankelijk van de aard van de mogelijke fouten en abnormale bedrijfsmodi, zijn er verschillende meest voorkomende soorten elektrische beveiliging van asynchrone motoren.

Bescherming van asynchrone motoren tegen kortsluiting

Kortsluitbeveiliging schakelt de motor uit wanneer er kortsluitstromen optreden in het (hoofd)stroomcircuit of in het regelcircuit.

Apparaten die bescherming bieden tegen kortsluiting (zekeringen, elektromagnetische relais, stroomonderbrekers met elektromagnetische ontlading) werken vrijwel onmiddellijk, dat wil zeggen zonder tijdvertraging.

Overbelastingsbeveiliging van asynchrone motoren

Overbelastingsbeveiliging beschermt de motor tegen onaanvaardbare oververhitting, vooral ook bij relatief kleine maar langdurige thermische overbelastingen. Overbelastingsbeveiliging mag alleen worden gebruikt voor elektromotoren van deze bedieningsmechanismen waar abnormale toename van de belasting mogelijk is in geval van storingen in het bedrijfsproces.

Overbelastingsbeveiligingen (temperatuur en thermische relais, elektromagnetische relais, automatische schakelaars met thermische ontgrendeling of met een klokmechanisme) wanneer er een overbelasting optreedt, schakelen ze de motor uit met een bepaalde vertraging, hoe groter hoe minder overbelasting, en in sommige gevallen met aanzienlijke overbelasting, en onmiddellijk.

Bescherming van asynchrone elektromotoren tegen tekort of wegvallen van spanningen

Beveiliging tegen lage of lage spanning (nulbeveiliging) wordt uitgevoerd met behulp van een of meer elektromagnetische apparaten, deze werkt bij het uitschakelen van de motor in geval van stroomuitval of wanneer de netspanning onder de ingestelde waarde daalt en beschermt de motor tegen spontaan inschakelen na het verhelpen van de stroomonderbreking of herstel van de normale netspanning.

Speciale bescherming van asynchrone elektromotoren tegen tweefasige werking beschermt de motor tegen oververhitting, evenals tegen "rollover", dat wil zeggen stoppen onder stroom als gevolg van een afname van het koppel dat door de motor wordt ontwikkeld wanneer een van de fasen van de hoofdstroom circuit wordt onderbroken. De beveiliging treedt in werking wanneer de motor wordt gestart.

Thermische en elektromagnetische relais worden gebruikt als beveiligingsapparaten. In het tweede geval heeft de beveiliging mogelijk geen tijdvertraging.

Andere soorten elektrische beveiliging van asynchrone motoren

Er zijn enkele andere, minder gebruikelijke vormen van beveiliging (tegen overspanning, enkelfasige aardfouten in netwerken met een geïsoleerde nulleider, verhoging van de rotatiesnelheid van de omvormer, enz.).

Elektrische apparaten die worden gebruikt om elektrische motoren te beschermen

Elektrische beveiligingsinrichtingen kunnen tegelijkertijd een of meer soorten beveiliging toepassen. Sommige stroomonderbrekers bieden bijvoorbeeld beveiliging tegen kortsluiting en overbelasting. Sommige beveiligingsapparaten bijvoorbeeld zekeringen, zijn enkelwerkende apparaten en moeten na elke activering worden vervangen of opgeladen, andere, zoals elektromagnetische en thermische relais, zijn meerwerkende apparaten. De laatste verschillen in de manier waarop ze terugkeren naar stand-by voor apparaten met zelfafstemming en handmatige reset.

Selectie van het type elektrische beveiliging van asynchrone elektromotoren

De keuze voor het ene of het andere type beveiliging of meerdere tegelijkertijd wordt gemaakt in elk specifiek geval, rekening houdend met de mate van verantwoordelijkheid van de omvormer, zijn vermogen, bedrijfsomstandigheden en onderhoudsprocedure (aan- of afwezigheid van permanent onderhoudspersoneel) .

De analyse van gegevens over het aantal ongevallen met elektrische apparatuur in de werkplaats, op de bouwplaats, in de werkplaats, enz., die de meest voorkomende schendingen van de normale werking van motoren en technologische apparatuur aan het licht brengt, kan van groot nut zijn. U moet er altijd naar streven dat de beveiliging zo eenvoudig en betrouwbaar mogelijk in gebruik is.

Elke motor, ongeacht het vermogen en de spanning, moet worden beschermd tegen kortsluiting. Hierbij moet rekening worden gehouden met de volgende omstandigheden. Enerzijds moet de beveiliging worden uitgeschakeld door de start- en remstromen van de motor, die 5-10 keer hoger kunnen zijn dan de nominale stroom.Aan de andere kant, in een aantal gevallen van kortsluiting, bijvoorbeeld in wikkelcircuits, kortsluitingen tussen fasen nabij het neutrale punt van de statorwikkeling, kortsluitingen naar de kast in de motor, etc., moet de beveiliging werken bij stromen van -laag vanaf startstroom.

Het is moeilijk om tegelijkertijd met eenvoudige en goedkope remedies aan deze tegenstrijdige eisen te voldoen. Daarom is het beveiligingssysteem van asynchrone laagspanningsmotoren gebouwd op de bewuste aanname dat bij sommige van de bovengenoemde fouten in de motor, deze laatste niet onmiddellijk wordt losgekoppeld van de beveiliging, maar pas tijdens het ontstaan ​​van deze fouten, daarna de stroom die door de motor uit het netwerk wordt verbruikt, is aanzienlijk toegenomen.

Een van de belangrijkste vereisten voor motorbeveiligingsinrichtingen is de duidelijke actie in nood- en abnormale motorbedrijfsmodi en tegelijkertijd de ontoelaatbaarheid van valse alarmen. Daarom moeten beschermende apparaten correct worden geselecteerd en zorgvuldig worden afgesteld.