В статье речь пойдет об одном из видах тепловой защиты - встроенной, которой все чаще комплектуются современные асинхронные электродвигатели, ее назначении и способах правильного подключения.
Встроенная тепловая защита электродвигателя
Назначение. Осуществляет защитное отключение двигателя при:
- длительных токовых перегрузках;
- частых тяжелых пусках и торможениях;
- неисправностях охлаждающей системы;
- высокой температура окружающей среды при эксплуатации;
- повышенной частоте тока при пуске;
- неполнофазном режиме работы;
- недопустимых отклонений значения питающего напряжения от нормы.
В отличие внешних тепловых реле, срабатывающих при возникновении токовых перегрузок, встроенные устройства тепловой защиты реагируют на превышение допустимого значения температуры статорной обмотки электродвигателя подачей команды исполнительному устройству (чаще всего, магнитному пускателю), отключающему питание двигателя.
В зависимости от вида встроенной защиты, управление пускателем может осуществляться как напрямую (прерыванием цепи питания его катушки) так и с использованием выходных контактов специальных внешних электронных блоков защиты.
Виды встроенной термозащиты
Термоконтакты. Представляют собой один или два последовательно соединенных небольших биметаллических контакта встроенных в статорную обмотку двигателя. Принятое буквенное обозначение - ТК. По типу это нормально замкнутые контакты, их размыкание происходит при превышении температуры обмотки электродвигателя.
Это изменение коммутационного состояния позволяет применять их для управления магнитным пускателем, подающим питающее напряжение - последовательным включением термоконтакта в цепь питания его катушки без использования промежуточных реле.
К преимуществам использования термоконтактов можно отнести бюджетность реализации защиты двигателя с их использованием и возможность работы в связке с магнитным пускателем напрямую, то есть отсутствие необходимости применения дополнительных коммутирующих устройств.
Недостатком термостатов (альтернативное название) является низкая температурная чувствительность и неспособность гарантированно реагировать на быстрые температурные колебания (например, в случаях перегрузки при блокировке ротора).
Термисторная защита. Термисторы PTC (от аббревиатуры Positive Temperature Coefficient - элементы положительным температурным коэффициентом). Датчики, выполненные на их основе как и термостаты встраиваются внутрь статорных обмоток двигателей (как правило, по одному в каждую обмотку).
Принцип работы термисторной защиты основан на свойстве положительного температурного коэффициента сопротивления элементов, если говорить говорить о позисторах (РТС-термисторы). Иначе говоря, с увеличением температуры среды, сопротивление позисторов быстро увеличивается на несколько порядков.
Преимущества использования термисторной защиты обусловлены ее эффективностью в случаях невозможности с достаточной точностью определить температуру обмоток статора. Типичными примерами в данном случае являются:
- работа двигателя с большой длительностью пуска;
- повторно-кратковременный режим работы (характеризующийся частыми циклами включения и отключения);
- ЧРП с регулируемой частотой вращения.
В качестве значимого недостатка термисторной защиты можно назвать высокую инерционность и зависимость от температуры и условий эксплуатации электродвигателя.
Кроме того, термисторная защита не может работать в связке с силовыми реле напрямую, а требует подключения через специальное преобразующее электронное реле защиты, коммутирующего цепь питания катушки магнитного пускателя.