Определение номинального тока уставки теплового реле

Способы защиты электродвигателей

Верный признак того, что с двигателем происходит что-то неладное — значительное повышение температуры корпуса. Причины перегрева могут быть разные:

• выход за пределы параметров питающего напряжения
• неправильное подключение схемы питания
• электрическая неисправность двигателя
• механическая неисправность двигателя
• перегрузка электродвигателя со стороны нагрузки
• несоответствие условий окружающей среды

Рассмотрим различные способы защиты электродвигателя от перегрева и связанного с ним понижения механической мощности.

Задачи устройств для защиты электродвигателей

Бытовую электротехнику от пусковых токов большой величины в сетях обычно защищают с помощью трехфазных автоматических выключателей, срабатывающих через некоторое время после того, как величина тока превысит номинальную. Таким образом, вал мотора успевает раскрутиться до нужной скорости вращения, после чего сила потока электронов снижается. Но защитные устройства, используемые в быту, не имеют точной настройки. Поэтому выбор автоматического выключателя, позволяющего защитить асинхронный двигатель от перегрузок и сверхтоков короткого замыкания, более сложен.

Современные автоматы для защиты двигателя нередко устанавливаются в общем корпусе с пускателями (так называются коммутационные устройства запуска мотора). Они предназначены для выполнения следующих задач:

• Защита устройства от сверхтока, возникшего внутри мотора или в цепи подачи электропитания.
• Предохранение силового агрегата от обрыва фазного проводника, а также дисбаланса фаз.
• Обеспечение временной выдержки, которая необходима для того, чтобы мотор, вынужденно остановившийся в результате перегрева, успел охладиться.

Управляющая и защитная автоматика для двигателя на видео:

• Отключение установки, если нагрузка перестала подаваться на вал.
• Защита силового агрегата от долгих перегрузок.
• Защита электромотора от перегрева (для выполнения этой функции внутри установки или на ее корпусе монтируются дополнительные температурные датчики).
• Индикация рабочих режимов, а также оповещение об аварийных состояниях.

Необходимо также учитывать, что автомат для защиты электродвигателя должен быть совместим с контрольными и управляющими механизмами.

Принцип работы твердотельного реле

Рис. №3. Схема работы с использованием твердотельного реле. В положении выключено, когда на входе наблюдается 0 В, твердотельное реле не дает пройти току через нагрузку. В положение включено, на входе есть напряжение, ток идет через нагрузку.

Основные элементы регулируемой входной цепи переменного напряжения.

1. Регулятор тока служит для поддержки неизменного значения тока.
2. Двухполупериодный мост и конденсаторы на входе в устройство служат для преобразования сигнала переменного тока в постоянный.
3. Встроенный оптрон оптической развязки, на него подается питающее напряжение и через него протекает входной ток.
4. Тригерная цепь служит для управления эмиссией света встроенного оптрона, в случае прекращения подачи входного сигнала ток прекратит свое протекание через выход.
5. Резисторы, расположенные в схеме последовательно.

В твердотельных реле используется два распространенных типа оптических развязок – семистор и транзистор.

Симистор обладает следующими преимуществами: включение в состав развязки тригерной цепи и ее защищенность от помех. К недостаткам следует отнести дороговизну и необходимость больших величин тока на входе в устройство, необходимого для переключения выхода.

Рис. №4. Схема реле с семистором.

Тиристор — не нуждается в наличии большого значения тока для переключения выхода. Недостаток – нахождение триггерной цепи вне развязки, а значит большее число элементов и слабая защита от помех.

Рис. №5. Схема реле с тиристором.

Рис. №6. Внешний вид и расположение элементов в конструкции твердотельного реле с транзисторным управлением.

Принцип работы твердотельного реле типа SCR полупериодного управления

При прохождении тока через реле исключительно в одном направлении величина мощности снижается почти на 50%. Для предотвращения этого явления используют два параллельно подключенных SCR, расположенные на выходе (катод соединяется анодом другого).

Рис. №7. Схема принципа работы полупериодного управления SCR

Типы коммутирования твердотельных реле

1. Управление коммутационными действиями при переходе тока через ноль.

Рис. №8. Коммутация реле при переходе тока через ноль.

Преимущество способа – отсутствие помех при включении.

Недостатки – прерывание выходного сигнала, отсутствие возможности применения с нагрузками, обладающими высокой индуктивностью.

Используется для резистивной нагрузки в системах управления и контролирования нагревательных устройств. Использование в слабоиндуктивных и емкостных нагрузках.

1. Фазовое управление твердотельным реле

Рис.№9. Схема фазного управления.

Преимущество: непрерывность и плавная регулировка, возможность изменять значение выходного напряжения.

Недостатки: присутствуют помехи при производстве переключений.Область использования: управление систем нагрева, индуктивные нагрузки (трансформаторы), инфракрасные выключатели (резистивная нагрузка).

Основные показатели для выбора твердотельных реле

• Ток: нагрузки, пусковой, номинальный.
• Тип нагрузки: индуктивность, емкость или резистивная нагрузка.
• Тип напряжения цепи: переменное или постоянное.
• Тип сигнала управления.

Рекомендации по подбору реле и эксплуатационные нюансы

Токовая нагрузка и ее характер служат главным фактором, определяющим выбор. Реле выбирается с запасом по току, в который входит учет пускового тока (он должен выдержать 10-кратное превышение тока и перегруз на 10 мс). При работе с обогревателем номинальный ток превышает номинальный ток нагрузки не менее чем на 40%. При работе с электродвигателем запас по току рекомендован быть больше номинала не менее чем в 10 раз.

Ориентировочные примеры выбора реле при превышении тока

1. Нагрузка активной мощности, например, ТЭН – запас 30-40%.
2. Электродвигатель асинхронного типа, 10 кратный запас по току.
3. Освещение с лампами накаливания – 12 кратный запас.
4. Электромагнитные реле, катушки – от 4 до 10 кратного запаса.

Рис. №10. Примеры выбора реле при активной нагрузке по току.

Такой электронный компонент электрических цепей как твердотельное реле становиться обязательным интерфейсом в современных схемах и обеспечивает надежную электрическую изоляцию между всеми задействованными электроцепями.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Датчик

От типа датчика давления зависит схема подключения и настроки преобразователя. Для нас важны параметры: тип сигнала, количество проводов подключения, и напряжение питания.

Тип сигнала подойдёт 0…10В, 0…20мА, 4…20мА. Мы рекомендуем 4…20мА, т.к такой сигнал устойчив к помехам и позволяет определить обрыв провода. Частотный преобразователь определяет тип сигнала в зависимости от положения перемычки J9 на плате управления. Для правильного функционирования с сигналом 4…20мА перемычка должны быть установлена в положение «I» — токовый сигнал. Если перемычка стоит неправильно, то частотный преобразователь будет считывать значения неверно. Неисправность будет определить сложно, т.к. частотник не покажет ошибки.

Количество проводов подключения
Датчик давления может быть двух или трёхпроводный, другие схемы используются крайне редко.

Двухпроводное подключение используется для датчиков с токовым сигналом 0(4)…20мА, их ещё называют «токовой петлей». В этом случае и питание, и сигнал передаются всего по 2 проводам.

Двухпроводное подключение датчика.

В трехпроводной схеме питание и сигнальный провод разделены. Такие датчики могут работать как с токовым сигналом, так и с сигналом по напряжению 0…10В.

Трехпроводное подключение датчика.

Напряжение питания в частотном преобразователе 24В DC, соответственно и датчик нужно использовать с подходящим напряжением питания. Встречается несколько разновидностей: 9…36В, 8…24В, 12…36В.

Величины магнитных пускателей таблица

• промышленная
• электрика
• полезное

Серия электромагнитного пускателя

Наибольшее применение в настоящее время находят пускатели серии ПМЛ и ПМ12. Более дорогие, но и более качественные пускатели серии ПМУ и зарубежных фирм производителей «Сименс», «Легранд», «АББ», «Шнайдер Электрик».

Величина электромагнитного пускателя

При выборе пускателя широко применяется термин «величина пускателя». Термин этот условный и характеризует допустимый ток контактов главной цепи пускателя. При этом подразумевается, что напряжение главной цепи составляет 380В и пускатель работает в режиме АС-3.

Максимальный ток главной цепи составляет:

• «0» величины — 6,3 А;
• «1» величины — 10 А;
• «2» величины — 25 А;
• «3» величины — 40 А;
• «4» величины — 63 А;
• «5» величины — 100 А;
• «6» величины — 160 А.

Допустимый ток контактов главной цепи отличается от приведенных выше в зависимости:

• От категории применения — АС-1, АС-3 или АС-4:

• АС-1 — нагрузка пускателя чисто активная или мало индуктивная;
• АС-3 — режим прямого пуска двигателя с короткозамкнутым ротором, отключение вращающихся электродвигателей;
• АС-4 — пуск электродвигателя с короткозамкнутым ротором, отключение неподвижных или медленно вращающихся электродвигателей, торможение противотоком.

С увеличением номера категории применения допустимый ток контактов главной цепи, при равных параметрах по коммутационной износостойкости, уменьшается;

• От напряжения на контактах главной цепи. При увеличении напряжения допустимый ток контактов падает.
• Для некоторых типов пускателей величина пускателя указывается при напряжении главных контактов, отличном от 380В.

Рабочее напряжение катушки

Ряд напряжений U катушки управления:

DC(постоянное U) 24 В

Количество дополнительных контактов

• нормально открытые (НО), (NO)
• нормально замкнутые (НЗ), (NC)
• могут быть в составе пускателя или изготовлены в виде отдельной приставки.

Степень защиты

• IР00 (открытые): для установки в отапливаемых помещениях на панелях, в закрытых шкафах и других местах, защищенных от попадания воды, пыли и посторонних предметов.
• IP40 (в оболочке): для установки внутри не отапливаемых помещений, в которых окружающая среда не содержит значительного количества пыли и исключено попадание воды на оболочку пускателя.
• IP54 (в оболочке): для внутренних и наружных установок в местах, защищенных от непосредственного воздействия солнечного излучения и атмосферных осадков.

Наличие теплового реле

Если пускатель работает на нагрузку — электродвигатель, то необходимо устанавливать тепловое реле.

Тепловые реле характеризуются номинальным током несрабатывания на средней установке и, как правило, допускают регулировку тока несрабатывания в пределах ±15% от номинального значения.

Наличие реверса

При управлении электродвигателем в реверсивном режиме необходимо использовать реверсивный магнитный пускатель. Который состоит из спареных пускателей с блокировкой(предотвращает включение двух пускателей одновременно).

• механическая — механические предохранительные устройтсва, типа коромысло.
• электрическая — через блок-контакты

Дополнительные элементы управления

(кнопки на корпусе, лампочка)

Класс износостойкости

(количество срабатываний) Важный параметр в том случае, когда аппарат предназначен для коммутации нагрузки, работающей в режиме частых включений и выключений. При большом значении количества вкл/выкл в час используют бесконтактные пускатели.

Расчет пускателя под электродвигатель

Для обычных 3фазных электродвигателей ток в А примерно равен двойной мощности в квт, например для двигателя 30квт ток -60А

Умножение мощности двигателя на 2, как было сказано выше, уже учитывает и КПД и косинус фи и дает достаточно точный результат для нужд практики.

Пусковой ток в 5. 7 раз больше номинального.

Когда встает вопрос о выборе магнитного пускателя, то вместе с ним возникает и такая проблема, как необходимая величина пускателя.

Для того, чтобы обеспечить приличную работу электроприборов в тех цепях, что коммутируется пускателями, требуется, чтобы характеристики последних целиком соответствовали эксплуатационным условиям. Насчитывается семь параметров этой самой величины и каждая из них подразумевает свой параметр нагрузочного тока. Допускается небольшое несоответствие (в большую сторону) по допустимому значению тока.

Выражение «величина» является условным термином, обозначающим то, какой ток может пропустить через главные рабочие контакты выбранный магнитный пускатель. При присвоении величины считается, что пускатель работает при напряжении 380 В, а его рабочий режим АС-3.

Приведу список различий приборов по их величинам (токи в зависимости от величин):

• 0 – 6,3 А;
• 1 – 10 А;
• 2 – 25 А;
• 3 – 40 А;
• 4 – 63 А;
• 5 – 100 А;
• 6 – 160 А;
• 7 – 250 А.

Величины их допустимых токов, протекающих по контактам главной цепи, различаются от тех, что я привел вот по каким принципам:

• категория использования (она может быть АС-1 -, АС3, АС-4 и еще 8 категорий);
• первая подразумевает чисто активную нагрузку (или с малым присутствием индуктивности);
• вторая – для управления моторами, имеющими контактные кольца;
• третья – работу в режиме прямого запуска движков с ротором короткозамкнутого типа и подключение оных;
• четвертая — старт моторов, имеющих короткозамкнутый ротор, обесточивание движков, вертящихся медленно, либо недвижимых, торможение методом противотока.

Если увеличивать номер категории использования, то максимальный контактный ток главной цепи (при идентичности параметров коммутационной износостойкости) будет снижаться.

Остальные восемь категорий, так же, распределяются по определенным типам нагрузок. Однако, для того, чтобы защита по перегреву (тепловая) срабатывала с наибольшей эффективностью, надо выставлять такое значение тока уставки, чтобы оно совсем немного превышало ток потребления устройства, коммутируемого пускателем. Самым рациональным будет присутствие небольшого запаса по регулировке уставок в оба направления.

Кроме этого значения, у пускателей есть еще ряд других немаловажных показателей:

• категория АС (о ней я говорил);
• напряжения, которым питается управляющая катушка;
• присутствие реле тепловой защиты;
• количество контактов дополнительного характера (чтобы определиться с этим параметром, необходимо учитывать управляющую схему);
• реверсивность прибора (в случае надобности в управлении движком с реверсом, есть смысл в установке реверсивного пускателя);
• качество защищенности устройства IP;
• класс прибора по стойкости к износу (этот параметр можно вычислить, зная такие показатели, как интенсивность использования и частота циклов «включил-выключил»).

Естественно, что чем больше «величина» пускателя, тем больше будет его размер. Например, пускатели одной марки нулевой и третьей величин различаются размерами практически в два раза.

Надеюсь, что я достаточно доходчиво разъяснил вам понятие величины пускателя, от чего она зависит, а так же иные важные показатели этих приборов.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго.

Магнитный пускатель — это электрическое устройство, которое предназначено для управления силовыми нагрузками (электродвигатели, водонагреватели , индукционные печи и т.д.).

Используйте на своих сайтах и блогах или на YouTube кликер для adsense