Interruttore automatico per la protezione del motore: come scegliere quello giusto?

Quando si selezionano interruttori in grado di proteggere i motori elettrici da danni dovuti a cortocircuito o carichi eccessivamente elevati, è necessario tenere conto di una grande corrente di spunto, spesso 5-7 volte superiore a quella nominale. Le unità di alimentazione asincrone con un rotore a gabbia di scoiattolo sono soggette ai sovraccarichi di avviamento più potenti. Poiché questa apparecchiatura è ampiamente utilizzata per lavori in condizioni industriali e domestiche, la questione della protezione sia del dispositivo stesso che del cavo di alimentazione è molto rilevante. Questo articolo discuterà come calcolare e scegliere correttamente un interruttore di protezione del motore elettrico.

Compiti dei dispositivi per la protezione dei motori elettrici

Gli elettrodomestici di grandi correnti di spunto nelle reti sono generalmente protetti da interruttori trifase che vengono attivati ​​qualche tempo dopo che la corrente supera il valore nominale. Pertanto, l'albero del motore ha il tempo di ruotare fino alla velocità di rotazione richiesta, dopo di che la forza del flusso di elettroni diminuisce. Ma i dispositivi di protezione utilizzati nella vita di tutti i giorni non sono ottimizzati. Pertanto, la scelta di un interruttore automatico che consente di proteggere un motore a induzione da sovraccarichi e sovracorrenti da cortocircuito è più difficile.

I moderni interruttori automatici per la protezione del motore sono spesso installati in un alloggiamento comune con avviatori (i cosiddetti dispositivi di commutazione per l'avvio del motore). Sono progettati per eseguire le seguenti attività:

• Protezione del dispositivo da sovracorrente generata all'interno del motore o nel circuito di alimentazione.
• Protezione dell'alimentatore dalla rottura del conduttore di fase, nonché dallo squilibrio di fase.
• Prevedere un ritardo, necessario affinché il motore, costretto a fermarsi a causa del surriscaldamento, abbia il tempo di raffreddarsi.

Automazione di controllo e protezione per il motore nel video:

• Arresto dell'installazione se il carico non viene più fornito all'albero.
• Protezione dell'alimentatore da sovraccarichi prolungati.
• Protezione del motore elettrico dal surriscaldamento (per eseguire questa funzione, sensori di temperatura aggiuntivi sono montati all'interno dell'unità o sul suo corpo).
• Indicazione delle modalità operative, nonché notifica delle condizioni di emergenza.

Va inoltre tenuto presente che l'interruttore di protezione del motore deve essere compatibile con i meccanismi di monitoraggio e controllo.

Calcolo di una macchina automatica per un motore elettrico

Fino a poco tempo fa, veniva utilizzato il seguente schema per proteggere i motori elettrici: all'interno dello starter era installato un regolatore termico, collegato in serie con un contattore. Questo meccanismo ha funzionato in questo modo. Quando una grande corrente è passata a lungo attraverso il relè, la piastra bimetallica installata al suo interno è stata riscaldata, il che, piegandosi, ha interrotto il circuito del contattore. Se l'eccesso del carico impostato era di breve durata (come accade all'avvio del motore), la piastra non ha avuto il tempo di riscaldarsi e avviare la macchina.

La struttura interna dell'interruttore di protezione del motore nel video:

Il principale svantaggio di un tale schema era che non salvava l'unità dai picchi di tensione, nonché dallo squilibrio di fase. Ora la protezione delle centrali elettriche è fornita da dispositivi più precisi e moderni, di cui parleremo poco dopo.E ora passiamo alla domanda su come viene calcolata la macchina, che deve essere installata nel circuito del motore elettrico.

Per scegliere un interruttore di protezione per un impianto elettrico, è necessario conoscerne le caratteristiche tempo-corrente e la categoria. La caratteristica corrente-tempo non dipende dalla corrente nominale per la quale è progettato l'AB.

Per impedire l'intervento dell'interruttore ogni volta che si avvia il motore, la corrente di avviamento non deve essere superiore a quella che provoca l'attivazione istantanea del dispositivo (interruzione). Il rapporto tra la corrente di avviamento e la valutazione è prescritto nel passaporto dell'attrezzatura, il massimo consentito è 7/1.

Nel calcolo pratico della macchina, è necessario utilizzare il fattore di sicurezza, indicato dal simbolo K_n.Se la corrente nominale del dispositivo non supera i 100A, quindi il valore di K_nè 1.4; per valori elevati, è 1,25. Sulla base di ciò, il valore della corrente di interruzione è determinato dalla formula I_{a partire dal} ≥ K_n x io_inizio... Selezioniamo l'interruttore automatico in base ai parametri calcolati.

Un altro valore che deve essere preso in considerazione quando si seleziona, quando la macchina è montata in un quadro elettrico o in un armadio speciale, è il coefficiente di temperatura (PER_t). Questo valore è 0,85 e la corrente nominale del dispositivo di protezione durante il dimensionamento deve essere moltiplicata per esso (I_n/PER_t).

Dispositivi moderni per la protezione elettrica delle unità di potenza

Le macchine modulari automatiche sono molto popolari, ovvero dispositivi universali che gestiscono con successo tutte le funzioni sopra descritte.

Inoltre, possono essere utilizzati per regolare i parametri di spegnimento con elevata precisione.

Le moderne macchine a motore automatico sono presentate in molte varietà, che differiscono l'una dall'altra per aspetto, caratteristiche e metodo di controllo. Come per la selezione di un dispositivo convenzionale, è necessario conoscere il valore dell'avvio e la corrente nominale. Inoltre, è necessario decidere quali funzioni deve svolgere il dispositivo di protezione. Dopo aver effettuato i calcoli necessari, è possibile acquistare un motore automatico. Il prezzo di questi dispositivi dipende direttamente dalle loro capacità e dalla potenza del motore elettrico.

Caratteristiche di protezione dei motori elettrici in condizioni industriali

Spesso, quando vengono accesi dispositivi con una potenza superiore a 100 kW, la tensione nella rete generale scende al di sotto del minimo. In questo caso, non si verifica l'arresto delle unità di potenza funzionanti, ma il numero delle loro rivoluzioni diminuisce. Quando la tensione ritorna ai livelli normali, il motore inizia a rianimarsi. Inoltre, il suo lavoro si svolge in modalità sovraccarico. Questo si chiama autoaccensione.

L'auto-avvio a volte fa funzionare AB in modo errato. Ciò può accadere quando, prima della caduta di tensione temporanea, l'installazione ha funzionato a lungo in modalità normale e la piastra bimetallica ha avuto il tempo di riscaldarsi. In questo caso, il rilascio termico a volte scatta prima che la tensione venga normalizzata. Un esempio di caduta di tensione nella rete elettrica di un'auto nel seguente video:

Per evitare l'arresto di potenti motori elettrici di fabbrica durante l'autoaccensione, viene utilizzata la protezione a relè, in cui i trasformatori di corrente sono inclusi nella rete generale. I relè di protezione sono collegati ai loro avvolgimenti secondari. Questi sistemi sono selezionati usando calcoli complessi. Non li daremo qui, poiché in produzione questo compito viene svolto da normali ingegneri energetici.

Conclusione

In questo articolo, abbiamo trattato in dettaglio l'argomento dei dispositivi di protezione per motori elettrici e abbiamo scoperto come scegliere una macchina automatica per un motore elettrico e quali parametri dovrebbero essere presi in considerazione. I nostri lettori potrebbero essere convinti che i calcoli effettuati in questo caso non siano affatto difficili, il che significa che è del tutto possibile scegliere un dispositivo per una rete in cui è inclusa un'unità di potenza non troppo potente.