Защита электродвигателя – один из важных моментов, которые необходимо учитывать. Выход двигателя из строя возможен в различных ситуациях, чаще всего обусловленных перегрузкой.
В подобных случаях двигатель входит в режим работы, называемый аварийным – в таком режиме нагрев двигателя превышает допустимые пределы. Для того, чтобы предотвратить поломку мотора, необходимо заранее позаботиться о покупке двигателя с комплексной защитой.
Как приобрести электродвигатель, устойчивый к поломкам вследствие перегрева? Рассмотрим для начала, отчего возникает сам перегрев.
Как правило, подавляющее большинство отказов двигателя, вызванных перегревом, связано с перегревом обмотки и ее последующим повреждением. Нарушение целостности обмоточной изоляции приводит к возникновению замыкания между витками обмотки, и мотор выходит из строя.
Вместе с тем, нагрев обмотки в рамках допустимых пределов – это штатная ситуация, в том числе нагрев, вызванный перегрузками. К примеру, во время работы двигателя на его валу время от времени возникают краткие моменты сопротивления. Эти моменты формируют так называемые броски тока, которые приводят к нагреву обмотки. Такое явление вполне нормально – поскольку перегрузки являются кратковременными, то не вызывают критического перегрева. Образовавшееся тепло поглощается непосредственно обмоткой, корпусом электромотора, материалами ротора и статора и др., не приводя к выходу двигателя из строя.
Следовательно, используемое в конструкции электромотора устройство защиты должно не просто предотвращать нагрев обмотки, а отличать критический нагрев от штатного. К тому же, защита не должна давать реакцию на высокие токи при запуске и остановке мотора, превышающие рабочие значения в несколько раз.
Аварийный режим
Рассмотрим теперь, что такое аварийный режим работы мотора. Прежде чем приобрести электродвигатель, важно понять, какая мощность требуется. Подбор по мощности – наиболее распространенный способ подбора. Уровень мощности подбирается с запасом и таким расчетом, чтобы большую часть времени работать не на пределе, то есть с токами ниже номинальных значений. Рабочий режим электродвигателя учитывается и при проектировании защиты.
Об аварийном режиме работы можно говорить в том случае, когда двигатель в течение продолжительного времени работает с перегрузкой. Например, такая ситуация возникает при заклинивании подшипникового узла, при разрушении какой-либо детали механизма и т.п. Повреждения конструктивных узлов, в свою очередь, могут быть вызваны длительным отсутствием технического обслуживания, несвоевременным выполнением ремонта, нарушением правил эксплуатации, скоплениями грязи и пыли, износом деталей и т.п.
Работа под длительной перегрузкой приводит к перегреву обмотки. С учетом этого все виды аварийных режимов можно разделить на тепловые перегрузки и короткие замыкания. Аварийный режим обусловлен тем, что по обмотке начинают проходить критически высокие токи. Исследования показали, что работа в режиме перегрева обмотки даже на 8-10°С приводит к тому, что срок службы изоляции снижается вдвое.
Принцип работы защиты
В настоящее время практически все электродвигатели оснащаются теми или иными устройствами защиты, которые дают возможность предотвратить перегрев и короткое замыкание. Особенно актуально наличие защиты в тех случаях, когда асинхронный мотор работает в условиях перегрузок, скачков напряжения в сети, провалов фаз и т.п.
Можно выделить следующие типы защит:
- Защита от образования коротких замыканий. Данный тип защиты выполняется при помощи включения в конструкцию мотора плавких предохранителей, автоматических выключателей или реле. Принцип работы защиты в данном случае следующий: при образовании короткого замыкания на конкретном участке цепи увеличивается сила тока, и защитное устройство моментально срабатывает, реагируя на это увеличение.
- Защита от перегрузок по току. Этот тип защиты ориентирован на то, чтобы срабатывать при малых, но длительных тепловых перегрузках. Технически такая защита реализуется путем включения в конструкцию электромотора автоматических выключателей, а также различных реле (тепловых, электромагнитных, температурных). При образовании перегрузок эти устройства отключают мотор с выдержкой по времени. Время выдержки при этом пропорционально величине перегрузки.
- Защита от снижения напряжения или его полного исчезновения. Когда асинхронный мотор работает под нагрузкой, резкое понижение напряжения в сети приводит к нагреву. Тепловая защита в данном случае реализуется с помощью температурного сенсора. При отсутствии сенсора в конструкцию электромотора включает реле, которое защищает двигатель от пуска при обрыве фазы.
- Защита от тепловой перегрузки. Реализуется путем включения в конструкцию мотора биметаллической пластины. Пластина нагревается от обмотки и при перегреве деформируется, что является сигналом к отключению мотора. Когда тепловая защита срабатывает, происходит выдержка по времени, что необходимо для охлаждения мотора.
Одно из ключевых требований к любой защите – это стопроцентное и быстрое срабатывание в случае возникновения нештатной ситуации, а также предупреждение ложных срабатываний.
Выводы
Защита электродвигателя – важнейший элемент его конструкции, позволяющий гарантировать сохранность мотора в случае аварийной ситуации. Электродвигатели производства OMEC MOTORS конструируются с учетом современных требований к защите и позволяют в полной мере гарантировать безопасную работу и своевременное отключение при критических перегрузках. А это, в свою очередь, дает возможность гарантировать стабильность производства, исключая незапланированные простои либо значительно сокращая их продолжительность.
