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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Questioni di protezione dei motori elettrici trifase. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / motori elettrici La letteratura ha già considerato la protezione dei motori elettrici asincroni trifase, ma fondamentalmente si tratta di protezione contro la mancanza di fase [1, 2]. Meno comune è la protezione del motore elettrico dal cosiddetto squilibrio di fase, ovvero quando la tensione in una o due fasi contemporaneamente diminuisce (o aumenta) a un valore inaccettabile per qualsiasi motivo. In tali casi, la protezione dalla mancanza di fase di solito non funziona, poiché la tensione nella fase rimane, ma una diminuzione della tensione nella fase a 150 ... 160 V ha un risultato deplorevole sul motore: dopo un po ', il il motore si surriscalda e si brucia. Lo stesso si può dire dell'aumento della tensione. Un avvolgimento progettato per 220 V non tollera molto bene aumenti di tensione superiori a 250 V. Questo problema è particolarmente rilevante nei casi in cui i motori funzionano in assenza di una persona (ad esempio pompe dell'acqua, ascensori, ecc.), Nonché nelle zone rurali, dove la qualità delle reti elettriche lascia molto a desiderare. Ancora rilevante è il problema del controllo della temperatura del motore elettrico stesso, poiché sono molti i motivi per cui il motore può surriscaldarsi. Ad esempio, un aumento del carico sull'albero o un inceppamento. Alla fine, nel nostro momento difficile, dobbiamo affrontare casi di installazione di un motore la cui potenza è insufficiente per questa apparecchiatura, a causa della mancanza di un motore elettrico della potenza richiesta. In questi casi la protezione contro il surriscaldamento ha esito positivo. I relè termici bimetallici installati negli avviatori spesso non funzionano quando necessario. Pertanto, tenendo conto di quanto sopra, propongo di considerare ancora una volta alcuni modi per proteggere i motori elettrici. Il modo più semplice è installare due relè con avvolgimenti da 220 V (Fig. 1).
Tale protezione è familiare a molti elettricisti e aiuta a proteggere il motore dalla mancanza di fase. L'avvolgimento di avviamento viene attivato tramite i contatti relè normalmente aperti K1 e K2. Pertanto, in assenza di una qualsiasi delle fasi, l'avviatore si apre. In [1] viene descritto un dispositivo che, a mio avviso, è troppo complesso per la funzione che svolge. Il circuito mostrato in Fig. 1 è perfettamente in grado di sostituirlo quasi completamente. Se viene utilizzato un avviatore con avvolgimento da 380 V, il contatto del relè superiore K1 deve essere scollegato dal filo di terra e collegato alla fase A o alla fase B. In assenza di un relè con avvolgimenti da 220 V, è possibile utilizzare un relè da 12 ... 24 V, nonché aggiungere un'indicazione di perdita di fase al circuito. Tale schema è mostrato in Fig.2.
Gli indicatori in alcuni casi consentono di notare rapidamente un'interruzione di fase e facilitare la risoluzione dei problemi. Questo circuito consente di utilizzare un'ampia varietà di relè. E' sufficiente selezionare i condensatori C2, C4 in modo tale da ottenere la tensione richiesta sull'avvolgimento del relè utilizzato. Tipicamente, la capacità dei condensatori è selezionata nell'intervallo 0,47 ... 1,5 μF. Il diagramma mostrato in Fig. 2 mostra la capacità dei condensatori C2, C4 quando si utilizzano i relè K1 e K2 del tipo RSCH-52, passaporto RS4.52 3.205 con una resistenza dell'avvolgimento di 220 ohm. I LED nel circuito possono essere del tipo AL307 o di qualsiasi altro, normalmente accesi a una corrente di 5 ... 10 mA. Il ponte a diodi VD1, VD2 può essere utilizzato per qualsiasi tensione superiore a 200 V e alla corrente ammissibile richiesta dal tipo di relè utilizzato. Condensatori di tipo K7317, resistori di tipo MLT-0,125. I suddetti circuiti di protezione dalla perdita di fase sono semplici e affidabili nel funzionamento, non richiedono elevate qualifiche per il montaggio, ma non proteggono i motori elettrici dallo squilibrio di fase. La Figura 3 mostra uno schema di un dispositivo per proteggere i motori trifase dallo squilibrio di fase, mancanza di fase, include il monitoraggio della temperatura del motore utilizzando un sensore di temperatura montato sull'alloggiamento del motore.
Il dispositivo è costituito da tre canali, ognuno dei quali controlla la tensione nella fase corrispondente, e un canale di controllo della temperatura sull'alloggiamento del motore. Le uscite di tutti i canali vengono combinate utilizzando lo schema "AND-NOT" e inviate all'attuatore. Tutti e tre i canali per il monitoraggio del livello di tensione di fase sono simili e sono costituiti da un circuito di generazione di tensione controllata, due comparatori e un elemento di combinazione "OR-NOT". Considera il funzionamento di uno dei canali che controlla la tensione nella fase A. La tensione di fase viene ridotta e rettificata a 3,5 ... 4 V dal circuito R15, R16, VD2, R1, R2, C2. Di conseguenza, si ottiene una tensione sul terminale positivo del condensatore C2, che è direttamente proporzionale alla tensione nella fase controllata. Questa tensione viene fornita agli ingressi dei comparatori DA1, realizzati sul doppio amplificatore operazionale KR140UD20, uno degli ingressi è invertente e il secondo è non invertente. Una tensione esemplare viene applicata ai corrispondenti secondi ingressi dell'amplificatore operazionale, che viene prelevata dai resistori KR1 e KR2. Allo stesso tempo, viene applicata una tensione esemplare all'ingresso non invertente DA1 (pin 2), che corrisponde alla tensione minima sul condensatore C2, e una tensione esemplare corrispondente alla tensione massima sul condensatore C1 viene applicata al ingresso invertente OA7 (pin 2). Di conseguenza, i terminali 10 e 12 dell'amplificatore operazionale DA1 saranno bassi se la tensione ai capi del condensatore C2 rientra nei limiti impostati dai potenziometri KR1, KR2 e l'uscita della cella OR-NOT DD1.1 sarà essere corrispondentemente alto. Non appena la tensione supera questi limiti, uno dei comparatori commuterà e il livello dell'unità verrà impostato alla sua uscita, che cambierà il livello all'uscita DD1.1 a basso. Tutte e tre le uscite dei canali di controllo della tensione sono alimentate alla cella di combinazione DD2.1. Arriva anche il livello di unità del comparatore realizzato sull'amplificatore operazionale DA6, che controlla la temperatura del sensore RT1. Quando il termistore RT1 viene riscaldato, la sua resistenza diminuisce e, di conseguenza, la tensione sul pin 3 DA6 diminuisce. Ciò porta a un cambiamento del livello all'uscita di DA6 a zero quando la tensione di ingresso all'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale raggiunge il livello impostato dal potenziometro RP2 all'ingresso invertente di DA6. Il condensatore C5 attenua le interferenze che possono verificarsi sul filo proveniente dal sensore di temperatura, poiché la sua lunghezza è solitamente di 2 ... XNUMX m. La resistenza del termistore può differire da quella indicata nel diagramma. È solo necessario verificare che la tensione nel punto di connessione RT1, R9 con un termistore riscaldato sia superiore a 2 V, poiché il comparatore sull'amplificatore operazionale con alimentazione unipolare e una tensione di ingresso inferiore a 1,5 V è instabile. Lo stesso vale per le tensioni sui condensatori C2-C4, che vengono fornite all'OS DA1-DAZ, nonché per la tensione esemplare sul motore del resistore RP1. Il loro valore minimo non dovrebbe essere inferiore a 2 V. Un cambiamento nello stato di uno qualsiasi dei comparatori che controllano la tensione, o del comparatore che controlla la temperatura, è indicato rispettivamente dai LED HL1 e HL2. Dall'uscita della cella DD1.1 attraverso la catena di livellamento C7, R21 e DD2.3, invertendola, il segnale viene inviato al transistor VT1, caricato sul relè K1. Il circuito di livellamento elimina l'eventuale tintinnio del relè durante brevi sovratensioni in una delle fasi non pericolose per il motore e fornisce inoltre un ritardo di risposta della protezione di circa 2...4 secondi. Se necessario, questo tempo può essere aumentato aumentando di conseguenza la capacità del condensatore C7. I contatti del relè, chiudendosi, forniscono tensione all'avviatore. Il circuito consente di utilizzare un avviatore di qualsiasi dimensione e con una tensione di avvolgimento non solo di 380 V, ma anche di 220 V. Per fare ciò, è sufficiente collegare l'uscita superiore dell'avvolgimento di avviamento secondo il circuito non al filo di fase, ma al filo di terra. Il dispositivo è alimentato da una tensione stabilizzata di 9 V, ottenuta utilizzando uno stabilizzatore DA5. La tensione esemplare applicata ai potenziometri RP1, RP2 e ai resistori R9, R10 è presa dallo stabilizzatore DA4. La corrente massima consumata dal circuito quando il relè K1 è aperto non supera i 30 mA, quindi non è necessario un radiatore per lo stabilizzatore DA5. Come trasformatore TR1, puoi utilizzare quasi tutti i trasformatori con un avvolgimento secondario per una tensione di 18 ... 20 V e in grado di fornire corrente per alimentare il relè utilizzato. La figura 4 mostra il circuito stampato del dispositivo. È realizzato su lamina a doppia faccia in fibra di vetro. La scheda contiene tutti gli elementi di Fig. 3, ad eccezione del trasformatore TK1, del relè K1, del diodo VD5 (saldato direttamente alle uscite del relè) e, ovviamente, dell'avviatore K2.
Dettagli. Le resistenze utilizzate nel circuito possono essere del tipo C2-23 o MLT-0,125, ad eccezione di R15, R17, R19. Quest'ultimo dovrebbe essere di 0,5 watt. Si consiglia di selezionare i resistori R1-R6, R15-R20 in ciascun canale con una diffusione minima tra i canali. Poiché la tensione esemplare viene fornita in parallelo a tutti e tre i canali, con un'ampia diffusione di queste resistenze ci sarà un'ampia diffusione nei livelli di funzionamento dei comparatori. I resistori di accordatura applicati del tipo SPZ-19AV possono essere sostituiti con resistori del tipo SP516VV, SP5-16VA. I condensatori elettrolitici utilizzati nel circuito sono di tipo K50-35, ma è preferibile utilizzare condensatori di tipo K10-17 importati. Il transistor 2SD1111 può essere sostituito con un KT972 domestico con qualsiasi indice di lettere. L'amplificatore operazionale KR140UD20 può essere sostituito da LM358N, KR574UD2A o singolo KR140UD6, UD7 (soggetto a modifiche nel circuito stampato). Il termistore può essere utilizzato in quasi tutti i tipi, come MMT-4, ST1, TR-4. Come VA5, puoi usare lo stabilizzatore KR142EN8A, B, G, D. Ho usato il relè K1 importato (Elesta KR8S), ma puoi usarne qualsiasi altro con un avvolgimento a 24 V e contatti in grado di commutare una tensione di 380 V. La messa a punto del dispositivo è semplice e consiste principalmente nell'impostare i limiti di funzionamento dei comparatori. Per fare ciò, è possibile collegare temporaneamente tutti e tre gli ingressi del dispositivo e applicare loro tensione tramite un autotrasformatore relativo alla "terra". Innanzitutto, viene impostata una tensione di 180 V sull'autotrasformatore e, utilizzando un voltmetro con una resistenza di ingresso di almeno 1 MΩ, misurare la tensione ai terminali positivi dei condensatori C2-C4. Dovrebbe essere quasi lo stesso. Se differisce di oltre 0,1 V, è necessario, utilizzando una leggera variazione della resistenza dei resistori, ad esempio R4, R6, equiparare la tensione sui condensatori C3, C4 alla tensione sul condensatore C2. Successivamente, un voltmetro è collegato al motore del potenziometro RP1 e su di esso viene impostata la stessa tensione dei condensatori C2-C4. Quindi, viene impostata una tensione di 250 V sull'autotrasformatore, viene misurata la tensione sui condensatori C2-C4 e la stessa viene impostata sul motore RP2. Successivamente, sull'autotrasformatore viene impostata una tensione di 220 V, mentre il LED HL1 dovrebbe accendersi. Successivamente, è necessario configurare il sensore di temperatura. Per fare ciò, lo slider del potenziometro RP2 viene portato nella posizione superiore secondo lo schema, il termistore viene riscaldato alla temperatura richiesta e, ruotando lo slider del potenziometro, il LED HL2 si spegne. Non appena il termistore si raffredda un po', HL2 dovrebbe riaccendersi. Quando entrambi i LED sono accesi, il relè K1 dovrebbe funzionare. Al termine delle impostazioni, il funzionamento della protezione viene verificato separatamente per ciascun canale. Per fare ciò, collegare il dispositivo a una rete trifase secondo lo schema e accendere a turno l'autotrasformatore nel circuito di ciascun canale. Diminuendo e aumentando la tensione sull'autotrasformatore, comandano lo spegnimento del LED HL1 quando la tensione di ingresso raggiunge i limiti impostati. Questo completa la configurazione. In assenza di un autotrasformatore, i canali di controllo della tensione possono essere configurati utilizzando la tabella, a condizione che i valori dei resistori R1-R6, R15-R20 corrispondano ai valori specificati nel diagramma di Fig. 3. Per fare ciò, sui motori dei potenziometri RP1, RP2, vengono impostate le tensioni dei livelli minimo e massimo di funzionamento dei comparatori selezionati da questa tabella.
Se non è necessario utilizzare un sensore di protezione termica, non è possibile collegare un termistore al circuito. In questo caso, l'uscita DA6 sarà sempre alta e il dispositivo sarà completamente operativo. letteratura:
Autore: I.A. Korotkov
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Commenti sull'articolo: Passer Lo schema in Fig. 1 è semplice, ma purtroppo è inutile. Se una fase viene persa mentre il motore è in funzione, continua a ruotare in modalità di emergenza. Lo schema 2 è quasi lo stesso. ![[piangere]](https://diagram.com.ua/comments/smilies/cry.gif){kind=small}
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