Tipi di protezione del motore elettrico. Protezione dei motori: principali tipologie, schemi di collegamento e principi di funzionamento

INTRODUZIONE

Le macchine elettriche sono ampiamente utilizzate nelle centrali elettriche, nell'industria, nei trasporti, nell'aviazione, nei sistemi di controllo e regolazione automatici e nella vita di tutti i giorni. Convertono l'energia meccanica in energia elettrica (generatori) e, viceversa, l'energia elettrica in energia meccanica.

Qualsiasi macchina elettrica può essere utilizzata sia come generatore che come motore. Questa proprietà è chiamata reversibilità. Può anche essere utilizzato per convertire un tipo di corrente in un altro (frequenza, numero di fasi di corrente alternata, tensione) nell'energia di un altro tipo di corrente. Tali macchine sono chiamate convertitori. Le macchine elettriche, a seconda del tipo di corrente dell'impianto elettrico in cui devono operare, si dividono in macchine a corrente continua e macchine a corrente alternata. Le macchine AC possono essere monofase o multifase. I più utilizzati sono i motori asincroni, i motori e i generatori sincroni.

Principio operativo macchine elettriche basato sull'uso delle leggi dell'induzione elettromagnetica e delle forze elettromagnetiche.

I motori elettrici utilizzati nell'industria e nella vita quotidiana sono prodotti in serie, che rappresentano una serie di macchine elettriche di potenza crescente, aventi lo stesso design e che soddisfano una serie generale di requisiti. Le serie per scopi speciali sono ampiamente utilizzate.

Protezione dei motori elettrici. Circuito di protezione del motore

Quando si utilizzano motori elettrici asincroni, come qualsiasi altra apparecchiatura elettrica, possono verificarsi malfunzionamenti, malfunzionamenti che spesso portano al funzionamento di emergenza e al danneggiamento del motore. il suo prematuro fallimento.

Fig. 1

Prima di passare ai metodi di protezione dei motori elettrici, vale la pena considerare quelli di base e di più ragioni comuni verificarsi del funzionamento di emergenza di motori elettrici asincroni:

· Cortocircuiti monofase e interfase - nel cavo, nella scatola morsettiera del motore elettrico, nell'avvolgimento dello statore (verso l'alloggiamento, cortocircuiti tra le spire).

I cortocircuiti sono il tipo di malfunzionamento più pericoloso in un motore elettrico, poiché sono accompagnati dalla presenza di correnti molto elevate che portano al surriscaldamento e alla combustione degli avvolgimenti dello statore.

· Sovraccarico termico del motore elettrico - di solito si verifica quando la rotazione dell'albero è molto difficile (guasto del cuscinetto, ingresso di detriti nella coclea, avviamento del motore sotto carico eccessivo o suo arresto completo).

Una causa comune di sovraccarico termico di un motore elettrico, che porta a un funzionamento anomalo, è la perdita di una delle fasi di alimentazione. Ciò porta ad un aumento significativo della corrente (il doppio della corrente nominale) negli avvolgimenti dello statore delle altre due fasi.

La conseguenza del sovraccarico termico del motore elettrico è il surriscaldamento e la distruzione dell'isolamento degli avvolgimenti dello statore, con conseguente cortocircuito degli avvolgimenti e inutilizzabilità del motore elettrico.

La protezione dei motori elettrici dai sovraccarichi di corrente consiste nella diseccitazione tempestiva del motore elettrico quando compaiono grandi correnti nel suo circuito di alimentazione o nel circuito di controllo, cioè quando si verificano cortocircuiti. Per proteggere i motori elettrici dai cortocircuiti vengono utilizzati fusibili, relè elettromagnetici e interruttori automatici con sganciatori elettromagnetici, selezionati in modo tale da resistere a grandi sovracorrenti di avviamento, ma vengono immediatamente attivati quando si verificano correnti di cortocircuito.

Per proteggere i motori elettrici dai sovraccarichi termici, nel circuito di collegamento del motore elettrico è incluso un relè termico, dotato di contatti del circuito di controllo: attraverso di essi viene fornita tensione alla bobina di avviamento magnetica.

sovraccarichi termici del canale di colata. La protezione da sovraccarico deve essere utilizzata solo per i motori elettrici di quei meccanismi operativi soggetti ad aumenti anomali del carico a causa di disturbi nel processo di funzionamento.

I dispositivi di protezione da sovraccarico (relè termici e di temperatura, relè elettromagnetici, interruttori automatici con rilascio termico o con meccanismo di orologio) quando si verifica un sovraccarico, spengono il motore con un certo ritardo, più lungo è il sovraccarico, e in alcuni casi, con sovraccarichi significativi - e istantaneamente.

Fig.6 Negozio di avvolgimento

Protezione dei motori elettrici asincroni da cadute o perdite di tensione

La protezione contro la sottotensione o la perdita di tensione (protezione zero) viene effettuata tramite uno o più dispositivi elettromagnetici; agisce spegnendo il motore quando si verifica un'interruzione di corrente o la tensione di rete scende al di sotto di un valore prestabilito e protegge il motore dall'avviamento spontaneo dopo che è stata eliminata l'interruzione di corrente o è stata ripristinata la normale tensione di rete.

Una speciale protezione contro il funzionamento su due fasi protegge il motore dal surriscaldamento, nonché dallo “stallo”, cioè dall'arresto sotto corrente dovuto alla diminuzione della coppia sviluppata dal motore in caso di interruzione di una delle fasi del circuito principale . La protezione agisce per spegnere il motore. Sia i relè termici che quelli elettromagnetici vengono utilizzati come dispositivi di protezione. In quest'ultimo caso la protezione potrebbe non avere un ritardo temporale.

Fig.7 Sostituzione, smantellamento e manutenzione del sistema di ventilazione “Climate-47”.

Altri tipi protezione elettrica motori elettrici asincroni

Esistono altri tipi di protezione meno comuni (contro l'aumento di tensione, guasti a terra monofase in reti con neutro isolato, aumento della velocità di rotazione del variatore, ecc.).

Dispositivi elettrici utilizzati per proteggere i motori elettrici

I dispositivi di protezione elettrica possono fornire uno o più tipi di protezione contemporaneamente. Pertanto, alcuni interruttori automatici forniscono protezione contro cortocircuiti e sovraccarichi. Alcuni dispositivi di protezione, come i fusibili, sono dispositivi a semplice effetto e necessitano di sostituzione o ricarica dopo ogni operazione, mentre altri, come i relè elettromagnetici e termici, sono dispositivi a effetto multiplo. Questi ultimi differiscono nella modalità di ritorno allo stato di disponibilità per i dispositivi con ritorno automatico e con ritorno manuale.

Scelta del tipo di protezione elettrica per i motori elettrici

La scelta dell'uno o dell'altro tipo di protezione o di più protezioni contemporaneamente viene effettuata in ciascun caso specifico, tenendo conto del grado di responsabilità dell'azionamento, della sua potenza, delle condizioni operative e delle procedure di manutenzione (presenza o assenza di personale di manutenzione permanente) Di grande utilità può essere l'analisi dei dati sul tasso di incidenti delle apparecchiature elettriche in un cantiere, in officina, ecc., identificando le violazioni più frequenti e ricorrenti del normale funzionamento del motore e dotazioni tecnologiche. Dovresti sempre cercare di garantire che la protezione sia il più semplice e affidabile possibile durante il funzionamento.

Per ogni motore, indipendentemente dalla sua potenza e tensione, deve essere prevista una protezione da cortocircuito. Qui è necessario tenere presente le seguenti circostanze. Da un lato è necessario realizzare una protezione dalle correnti di avviamento e frenatura del motore, che possono essere 5-10 volte superiori alla sua corrente nominale. D'altra parte, in alcuni casi di cortocircuiti, ad esempio con circuiti di svolta, cortocircuiti tra fasi vicino al punto zero dell'avvolgimento dello statore, cortocircuiti sull'alloggiamento all'interno del motore, ecc., la protezione dovrebbe funzionare a correnti inferiori alla corrente di avviamento. In questi casi, si consiglia di utilizzare il dispositivo inizio morbido(softstarter). Soddisfare contemporaneamente queste esigenze contrastanti utilizzando mezzi di protezione semplici ed economici pone grandi difficoltà. Pertanto, il sistema di protezione a bassa tensione motori asincroni si basa sul presupposto consapevole che, in caso di alcuni dei danni sopra menzionati nel motore, quest'ultimo non viene spento immediatamente dalla protezione, ma solo durante lo sviluppo di questi danni, dopo che la corrente consumata dal motore dalla la rete aumenta notevolmente.

Uno dei requisiti più importanti per i dispositivi di protezione del motore è il loro chiaro funzionamento in condizioni di funzionamento di emergenza e anomale del motore e, allo stesso tempo, l'inammissibilità di falsi allarmi. Pertanto, i dispositivi di protezione devono essere selezionati correttamente e regolati con attenzione.

Impresa unitaria statale PPZ "Blagovarsky"

L'impresa unitaria statale "Blagovarsky Poultry Plant" è il successore legale dell'azienda avicola Blagovarskaya, che è stata commissionata nel 1977 come impresa commerciale per la produzione di carne di anatra. Nel 1995, l'allevamento di pollame ha ricevuto lo status di allevamento di pollame statale con le funzioni di centro di selezione e genetico per l'allevamento di anatre. L'allevamento di Blagovarsky si trova vicino al villaggio di Yazykovo, nel distretto di Blagovarsky della Repubblica del Bashkortostan.

Generale area di atterraggioè di 2.108 ettari, di cui i seminativi occupano 1.908 ettari, mentre i campi da fieno e i pascoli occupano 58 ettari. Il numero medio di anatre è di 111,6 mila capi, di cui 25,6 mila capi di anatre ovaiole.

Il team impiega 416 persone, di cui 76 nel personale dirigente.

La struttura dell'impianto comprende:

Il laboratorio del genitore gregge di anatre: dispone di 30 edifici con un numero di posti per pollame per 110mila capi.

Laboratorio per l'allevamento del bestiame giovane da rimonta: dispone di 6 fabbricati con un numero di posti avicoli per 54mila capi.

Vivai: 3 officine con una capacità totale di 695.520 pezzi. uova per un segnalibro.

Un macello con una capacità di 6-7mila capi per turno.

Officina di preparazione dei mangimi con una capacità di 50 tonnellate per turno e una capacità di 450 tonnellate.

Officina autotrasporto: automobili - 53, trattori - 30, macchine agricole 27.

Nel 1998, sulla base dell'impianto di allevamento, è stato creato un sistema di ricerca e produzione per l'allevamento di anatre, unendo il lavoro degli allevamenti di pollame coinvolti nell'allevamento di anatre in 24 regioni della Federazione Russa. Attraverso il sistema scientifico e produttivo vengono venduti più di 20 milioni di uova da riproduzione e 15 milioni di teste di giovani anatre. Il materiale per l'allevamento viene fornito anche ai paesi vicini come il Kazakistan e l'Ucraina.

Le anatre create dagli allevatori della State Unitary Enterprise Blagovarsky Plump Poultry Plant si sono diffuse in Federazione Russa, vengono allevati con successo sia nei territori di Krasnodar che di Primorsky. L'uso dell'allevamento di anatre da riproduzione nella struttura della popolazione totale di anatre in Russia è di circa l'80%.

DiarioDataLuogo di lavoroTipo di lavoroTecnologia per l'esecuzione del lavoroFirma dei dirigenti.Nota26.06.12-27Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori di installazione. Smontaggio e montaggio motori asincroni trifase. 28/06/12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori di installazione. Sostituzione degli interruttori automatici. 29/06/12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori di installazione. Cablaggio. 30/06/12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori di installazione. Cablaggio. 01/07/12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori di installazione. Assemblare un frantoio per cereali, installare uno scaldabagno. 04/07/12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori di installazione. Sostituzione, smantellamento e manutenzione del sistema di ventilazione "Climate-47" 05/07/12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori di installazione. Sostituzione, smantellamento e manutenzione del sistema di ventilazione “Climate-47” 07/06/12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale “PPZ Blagovarsky” Lavori di installazione. Installazione dell'impianto di illuminazione. 07.07.12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori di installazione. Installazione e manutenzione del sistema di ventilazione "Climate-47" 07/08/12-07/09/12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori pianificati. Pulizia e rimozione degli spazi verdi attorno all'area protetta delle linee elettriche. 07/10/12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori di installazione. Installazione di una centrale elettrica diesel.

DiarioDataLuogo di lavoroTipo di lavoroTecnologia per l'esecuzione del lavoroFirma dei dirigenti.Nota 07/11/12-07/15/12Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori di installazione. Installazione, manutenzione del sistema di ventilazione "Climate-47" 16/07/12-17/07/12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori di installazione. Sostituzione degli interruttori automatici. 18/07/12-22/07/12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori di installazione. Sostituzione, smantellamento e manutenzione del sistema di ventilazione “Climate-47” 23/07/12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale “PPZ Blagovarsky” Lavori pianificati. Pulizia e rimozione degli spazi verdi attorno all'area protetta delle linee elettriche. 24/07/12-29/07/12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori di installazione. Installazione e lancio di AVM. 30/07/12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori di installazione. Smontaggio e montaggio motori asincroni trifase. 31/07/12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori di installazione. Installazione dell'impianto di illuminazione. 1.08.12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori di installazione. Manutenzione trasformatori. 02/08/12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori di installazione. Sostituzione, smantellamento e manutenzione del sistema di ventilazione "Climate-47" 3.08.12-4.08.12 Distretto di Blagovarsky, Impresa unitaria statale "PPZ Blagovarsky" Lavori di installazione. Sostituzione degli interruttori automatici.

Inizio prove 26.06.12 Fine prove 04.08.12

CONCLUSIONE

Come risultato del completamento della pratica operativa industriale presso l'impresa unitaria statale PPZ "Blagovarsky", ho studiato la struttura dell'impresa, il diagramma della rete di alimentazione elettrica dell'impresa e ho anche raccolto materiale su argomenti

I motori elettrici sia AC che DC necessitano di protezione da cortocircuiti, surriscaldamento termico e sovraccarichi causati da emergenze o malfunzionamenti nel processo tecnologico di cui sono le unità di potenza. Per evitare tali situazioni, l'industria produce diversi tipi di dispositivi che, separatamente o in combinazione con altri mezzi, formano un'unità di protezione del motore.

Metodi per proteggere i motori elettrici dai sovraccarichi

Inoltre, i circuiti moderni includono necessariamente elementi progettati per la protezione completa delle apparecchiature elettriche in caso di interruzione di tensione in una o più fasi di alimentazione. In tali impianti, per eliminare le situazioni di emergenza e minimizzare i danni quando si verificano, vengono attuate le misure previste dalle “Regole per la Costruzione degli Impianti Elettrici” (PUE).

Spegnimento del motore tramite relè termico a corrente

Per prevenire guasti ai motori elettrici asincroni utilizzati in meccanismi, macchine e altre apparecchiature, dove è possibile aumentare il carico sulla parte meccanica del motore in caso di interruzione del processo tecnologico, vengono utilizzati dispositivi di protezione da sovraccarico termico usato. Il circuito di protezione termica, mostrato nella figura sopra, comprende un relè termico per il motore elettrico, che è il dispositivo principale che attua l'interruzione istantanea o temporizzata del circuito di alimentazione.

Il relè del motore elettrico è costituito strutturalmente da un meccanismo di temporizzazione regolabile o specificato con precisione, contattori, una bobina elettromagnetica e un elemento termico, che è un sensore per il verificarsi di parametri critici. I dispositivi, oltre al tempo di risposta, possono essere regolati in base all'entità del sovraccarico, il che amplia le possibilità di applicazione, soprattutto per quei meccanismi in cui, secondo il processo tecnologico, un aumento a breve termine del carico sul possibile la parte meccanica del motore elettrico.
Gli svantaggi del funzionamento dei relè termici includono la funzione di ritorno alla prontezza, che è implementata mediante autoripristino automatico o controllo manuale, e non dà all'operatore fiducia nell'avvio non autorizzato dell'impianto elettrico dopo l'attivazione.

Il circuito di avviamento del motore viene eseguito utilizzando i pulsanti di avvio, arresto e un avviatore elettromagnetico, la potenza della bobina di cui controllano, mostrata in figura. L'avviamento è realizzato dai contattori dell'avviatore, che si chiudono quando viene applicata tensione alla bobina dell'avviatore magnetico.

Questo circuito realizza la protezione corrente del motore elettrico; questa funzione è svolta da un relè termico che disconnette da terra uno dei terminali dell'avvolgimento quando viene superata la corrente nominale che scorre attraverso tutte, due o una fase dell'alimentazione. Il relè di protezione scollegherà anche il carico se si verifica un cortocircuito nei circuiti di alimentazione del motore elettrico. Il dispositivo di protezione termica funziona secondo il principio dell'apertura meccanica dei terminali di controllo dovuta al riscaldamento degli elementi corrispondenti.

Esistono altri dispositivi progettati per spegnere il motore elettrico in caso di correnti di cortocircuito che si verificano nelle linee elettriche e nei circuiti di controllo. Ne esistono di diversi tipi, ognuno dei quali produce un'azione di rottura quasi istantanea senza pause di tempo. Tali apparecchiature includono fusibili, relè elettrici ed elettromagnetici.

Utilizzo di dispositivi elettronici speciali

Esistono mezzi complessi per proteggere i motori elettrici che vengono utilizzati da ingegneri esperti durante la progettazione di sistemi elettrici e sono progettati per contrastare contemporaneamente situazioni di emergenza come funzionamento bifase non autorizzato, funzionamento a bassa o alta tensione, cortocircuito monofase del motore elettrico circuito a terra in sistemi con neutro isolato.

Questi includono:

convertitori di frequenza,

antipasti morbidi,

dispositivi senza contatto.

Utilizzo di convertitori di frequenza

Il circuito di protezione del motore elettrico, implementato come parte del convertitore di frequenza mostrato nella figura seguente, fornisce le capacità hardware del dispositivo per contrastare il guasto del motore elettrico riducendo automaticamente la corrente durante l'avvio, l'arresto e i cortocircuiti. Inoltre, è possibile proteggere il motore elettrico tramite convertitore di frequenza programmando funzioni individuali, come ad esempio il tempo di risposta della protezione termica, che viene attivata dal termoregolatore del motore.

Il convertitore di frequenza, nell'ambito delle sue funzioni, ha anche il controllo della protezione del radiatore e la regolazione dell'alta e della bassa tensione, che possono essere causate nelle reti da motivi di terzi.

Le caratteristiche di controllo del processo di funzionamento dei motori elettrici in un sistema con convertitori di frequenza includono le funzionalità telecomando da un personal computer, collegato utilizzando un protocollo standard, e trasmettendo segnali a controller ausiliari che elaborano segnali di processo generali. Puoi saperne di più sulle funzioni dei convertitori di frequenza dall'articolo su.

Avviatori statici e SES

Poiché i dispositivi che utilizzano gli ultimi elementi semiconduttori diventano più economici, diventa consigliabile l'uso di soft starter e sistemi di protezione senza contatto per proteggere i motori elettrici asincroni.

Uno dei metodi più comuni per proteggere i motori elettrici trifase, sia a gabbia di scoiattolo che a rotore avvolto, sono i sistemi elettronici di protezione senza contatto (CPPS). Di seguito è riportato uno schema funzionale che mostra un esempio di realizzazione di un dispositivo di protezione motore SIEZ.

SIEZ protegge i motori elettrici in caso di rottura di un filo di fase, aumento della corrente al di sopra del valore nominale, blocco meccanico dell'armatura (rotore) e asimmetria di tensione inaccettabile tra le fasi. L'implementazione delle funzioni è possibile quando si utilizzano shunt e trasformatori di corrente L1, L2 e L3 nel circuito.

Inoltre, i sistemi possono includere opzioni aggiuntive come il monitoraggio pre-avvio della resistenza di isolamento, sensori di temperatura remoti e protezione da sottocorrente.

I vantaggi dei SES rispetto ai convertitori di frequenza sono l'acquisizione diretta dei dati tramite sensori a induzione, che elimina il ritardo nella risposta, nonché il costo relativamente basso, a condizione che i dispositivi abbiano uno scopo protettivo.

L'azionamento degli attuatori di vari processi tecnologici viene solitamente effettuato da motori elettrici.

Il motore è uno dei componenti principali dell'azionamento elettrico più esposto durante il funzionamento. fattori sfavorevoli di varia natura.

Le ragioni di possibili deviazioni dalla normale modalità operativa del motore elettrico possono essere suddivise in tre gruppi principali:

problemi negli attuatori che causano frenatura e sovraccarico del motore di azionamento;
violazione della qualità dell'elettricità che fornisce il motore elettrico;
difetti che si verificano all'interno del motore stesso.

Per garantire un funzionamento affidabile, il motore elettrico deve essere dotato di protezione automatica nella misura richiesta, rispondendo a deviazioni pericolose nei parametri operativi e sovraccarico per qualsiasi motivo dai gruppi elencati e agendo per far scattare l'interruttore.

Il volume minimo dei dispositivi automatici di protezione del motore è determinato dalle regole di installazione elettrica (PUE). I motori elettrici differiscono per potenza nominale, tensione di alimentazione, tipo di corrente consumata e caratteristiche di progettazione.

In base a queste differenze, nonché in base alle condizioni operative, per ciascun modello di macchina elettrica viene selezionata la protezione automatica del motore. Diversi tipi i dispositivi automatici agiscono sia per aprire l'interruttore che per attivare l'allarme di avviso.

In base al tipo di corrente consumata, i motori elettrici si dividono in:

Macchine AC;

Nella vita quotidiana e nella produzione sono comuni i motori CA, che possono essere asincroni o sincroni.

In base al livello di tensione nominale, le macchine elettriche CA sono divise in due gruppi principali: a bassa tensione, alimentate da tensioni fino a 1000 V, e ad alta tensione, progettate per funzionare in reti superiori a 1000 V. Le più diffuse sono le macchine asincrone con una tensione nominale di 0,4 kV.

Sono protetti da un interruttore automatico dotato di sganciatori elettromagnetici e termici contro cortocircuiti e sovraccarichi.

PRINCIPALI TIPI DI PROTEZIONE PER MOTORI A INDUZIONE FINO A 1000 V

Interruzione di corrente.

Di tutte le modalità di emergenza, la più pericolosa è il cortocircuito fase-fase. Questo tipo di danno richiede l'immediata disconnessione del motore asincrono tramite interruttore dalla rete di alimentazione.

Secondo le normative vigenti i motori asincroni fino a 1000 V devono essere protetti contro i cortocircuiti tramite fusibili o sganciatori elettromagnetici e termici degli interruttori automatici.

Come al solito, le regole sono in ritardo rispetto alla realtà effettiva. Negli impianti di nuova messa in servizio, le macchine elettriche asincrone sono dotate di unità multifunzionali remote di protezione relè automatica del motore elettrico basate su microcontrollori, che influenzano l'intervento dell'interruttore automatico.

Ciò non cambia l'essenza principale. I dispositivi automatici di protezione contro i cortocircuiti fase-fase reagiscono alle sovracorrenti e non presentano un ritardo temporale per la disattivazione dell'interruttore. Tali dispositivi sono ancora chiamati interruttori di corrente; i relè di protezione vengono attivati in caso di cortocircuito nell'avvolgimento dello statore o ai terminali di un motore asincrono.

La corrente elettrica che scorre viene monitorata utilizzando convertitori di corrente tradizionali: trasformatori di corrente (CT) o sensori di corrente elettrica più moderni.

L'area di copertura del dispositivo di protezione è il tratto di rete elettrica posto dopo il TA o sensore. Di solito, oltre al motore asincrono stesso, nell'area protetta si trova anche il cavo di alimentazione.

I parametri operativi dell'interruzione di corrente devono essere regolati in modo affidabile dalle correnti di spunto. D'altra parte, il dispositivo automatico di protezione deve essere sufficientemente sensibile ai cortocircuiti tra le spire in qualsiasi parte dell'avvolgimento dello statore di una macchina asincrona.

Sovraccarico.

Questo tipo di modalità anomala si verifica quando l'attuatore non funziona correttamente o è sovraccarico. Il sovraccarico del motore può verificarsi anche a causa di una potenza insufficiente. La modalità di sovraccarico è caratterizzata da un aumento del livello di consumo di corrente con un fattore relativamente piccolo rispetto al valore nominale.

L'impostazione corrente della protezione automatica da sovraccarico del motore elettrico è inferiore al valore dei parametri della corrente di avviamento, pertanto la disinserzione dalla modalità di avviamento deve essere effettuata ritardando artificialmente il tempo di risposta e spegnendo l'interruttore automatico.

La protezione di una macchina elettrica dal sovraccarico può essere ottenuta utilizzando i seguenti dispositivi:

sganciatore termico del salvamotore;
un kit di protezione remota con relè amperometrico e relè temporizzatore che agisce sull'intervento dell'interruttore in caso di sovraccarico;
un blocco di protezione automatica complessa del motore su un microcontrollore, quando viene attivato l'interruttore che agisce sul rilascio.

In caso di utilizzo di un interruttore automatico, è sufficiente selezionare un interruttore automatico adatto in termini di corrente nominale e caratteristiche. Lo sgancio termico del salvamotore prevede una dipendenza integrale del tempo di disinserzione dall'entità del sovraccarico di corrente.

Il kit relè automatico di protezione con relè elettromagnetici remoti è configurato per una corrente e un tempo di risposta della protezione fissi.

In questa versione, a differenza di uno sganciatore termico, i parametri corrente e tempo non sono correlati tra loro. I relè di uscita dei kit di protezione relè remoti devono agire sullo sganciatore indipendente (non termico) dell'interruttore.

PROTEZIONE CONTRO LA MODALITÀ A FASE LUNGA

Questo tipo di dispositivo automatico di protezione non è prescritto dal PUE come obbligatorio, sebbene sia altamente auspicabile. Quando un motore elettrico trifase funziona su due fasi, gli avvolgimenti si surriscaldano gradualmente, portando alla distruzione dell'isolamento del filo dell'avvolgimento.

Questa modalità può verificarsi, ad esempio, quando si perde il contatto in una delle fasi dell'interruttore.

La cosa peggiore in questa situazione è che la corrente consumata potrebbe essere paragonabile al valore nominale, ovvero la protezione corrente del motore elettrico, compresi gli sganciatori termici che proteggono dal sovraccarico, potrebbe non rispondere a questa modalità.

Alcuni modelli di macchine elettriche contengono sensori di avvolgimento (di temperatura) integrati. Tali modifiche alle macchine elettriche possono essere dotate di uno speciale dispositivo di protezione del motore che monitora lo stato termico della macchina elettrica.

I dispositivi di protezione termica possono anche aiutare in caso di surriscaldamento quando si opera su due fasi.

DISPOSITIVI DI PROTEZIONE PER MOTORI OLTRE 1000 VOLT

La sicurezza delle macchine elettriche ad alta tensione è garantita solo da dispositivi di relè remoti. Gli sganciamenti termici ed elettromagnetici sono prerogativa dei dispositivi a bassa tensione.

Il principio di funzionamento e il calcolo delle impostazioni per l'interruzione della corrente e la protezione da sovraccarico sono gli stessi delle macchine a bassa tensione. Ma oltre a questo esistono dispositivi di protezione specifici che non vengono utilizzati a basse tensioni.

Protezione contro i guasti a terra monofase.

Una caratteristica delle reti ad alta tensione (6 – 10 kV) è il funzionamento in modalità neutro isolato. In tali reti, l'entità di un guasto a terra può essere solo di pochi ampere, ovvero al di fuori della zona di sensibilità della massima protezione da sovraccarico di corrente.

I guasti a terra monofase sono caratterizzati dalla presenza di correnti omopolari che fluiscono nella stessa direzione in tutte e tre le fasi.

Il relè di protezione di terra del motore elettrico (questo è il suo nome nel gergo degli specialisti dei relè) è collegato ad uno speciale trasformatore a sequenza zero, che è un toro (ciambella) attraverso il quale passa il cavo di alimentazione.

In questo caso, l'uscita del guscio schermante del cavo ad alta tensione non deve passare attraverso il toro, altrimenti si verificheranno false operazioni del dispositivo e l'interruttore scatterà.

I materiali presentati sul sito sono solo a scopo informativo e non possono essere utilizzati come linee guida o documenti normativi.

Il funzionamento affidabile e ininterrotto del motore è assicurato, innanzitutto, dalla corretta scelta della potenza nominale e dal rispetto dei requisiti di progettazione necessari schema elettrico, installazione e funzionamento dell'azionamento elettrico. Tuttavia, anche nel caso di azionamenti elettrici progettati e gestiti correttamente, esiste sempre il pericolo di modalità di emergenza e anomale del motore. In questo caso, devono essere previsti mezzi per limitare lo sviluppo di incidenti e prevenire guasti prematuri delle apparecchiature.

Il mezzo principale e più efficace è la protezione elettrica dei motori, eseguita in conformità con le norme di installazione elettrica.

A seconda della natura dei possibili danni e delle condizioni operative anomale, esistono diversi tipi principali e più comuni di protezione elettrica per i motori asincroni.

Protezione da sovracorrente, di seguito denominata per brevità protezione massima. I dispositivi che forniscono la massima protezione (fusibili, interruttori automatici con sganciatore elettromagnetico) quasi istantaneamente, cioè senza ritardo, scollegano il motore dalla rete quando si verificano correnti di cortocircuito o picchi di corrente anormalmente elevati nel circuito principale o nel circuito di controllo.

La protezione da sovraccarico, o protezione termica, protegge il motore da un surriscaldamento inaccettabile durante sovraccarichi relativamente piccoli ma prolungati. I dispositivi di protezione termica (interruttori automatici con sganciatori termici) quando si verifica un sovraccarico, spengono il motore con un certo ritardo, tanto più lungo quanto minore è il sovraccarico.

La protezione bifase protegge il motore da un surriscaldamento inaccettabile, che può verificarsi a causa di un filo rotto o di un fusibile bruciato in una delle fasi del circuito principale. La protezione agisce per spegnere il motore. Vengono utilizzati sia relè termici che elettromagnetici. In quest'ultimo caso la protezione potrebbe non avere un ritardo temporale.

La protezione di minima tensione (protezione zero) viene effettuata tramite uno o più dispositivi; agisce spegnendo il motore quando la tensione di rete scende al di sotto di un valore prestabilito, evitando il possibile surriscaldamento del motore ed il pericolo del suo “ribaltamento”, cioè. arresto dovuto alla diminuzione della coppia elettrica. La protezione Zero protegge inoltre il motore dall'avvio spontaneo dopo un'interruzione di corrente.

Esistono inoltre altri tipi di protezione meno comuni (contro l'aumento di tensione, guasti a terra monofase in reti con neutro isolato, aumento della velocità di rotazione del variatore, ecc.).

I dispositivi di protezione elettrica possono fornire uno o più tipi di protezione contemporaneamente. Pertanto, alcuni interruttori automatici con sganciatore combinato forniscono la massima protezione, protezione contro il sovraccarico e contro il funzionamento su due fasi.

Alcuni dispositivi di protezione, come i fusibili, sono dispositivi a semplice effetto e richiedono la sostituzione dopo ogni operazione. Altri, come i relè elettromagnetici e termici, sono dispositivi ad azione multipla. Questi ultimi differiscono nella modalità di ritorno allo stato di disponibilità per i dispositivi con ritorno automatico e con ritorno manuale.

La scelta dell'uno o dell'altro tipo di protezione o di più contemporaneamente viene effettuata in ciascun caso specifico, tenendo conto del grado di responsabilità dell'azionamento, della sua potenza e delle condizioni operative. Di grande utilità può essere l'analisi dei dati sul tasso di incidenti delle apparecchiature elettriche in un'officina, in un cantiere edile, in un'officina, ecc. E la determinazione delle violazioni più frequenti del normale funzionamento dei motori e delle apparecchiature di processo .

La corretta selezione e configurazione dei dispositivi di protezione è essenziale. Ad esempio, a volte si verifica un aumento dei guasti dei motori dovuti al funzionamento su due fasi a causa della combustione di un fusibile in una fase. Ma in molti casi, la combustione di un inserto non avviene a causa di un cortocircuito monofase (guasto dell'alloggiamento), ma è causata da una scelta errata degli inserti, dall'installazione di fusibili trovati casualmente in fasi diverse con diversi correnti di fusione degli inserti.

L'esperienza di molte aziende dimostra che con riparazioni di motori di alta qualità, installazione attenta, cura adeguata dei contatti di avviatori e contattori e scelta corretta dei fusibili, il funzionamento dei motori su due fasi viene praticamente eliminato e l'installazione di protezioni speciali non è richiesto.