Protezione dei motori elettrici da sovraccarico e cortocircuito. Protezione elettrica dei motori elettrici asincroni

Un gran numero di motori elettrici vengono utilizzati nell'industria e in vari elettrodomestici. Per evitare malfunzionamenti del dispositivo e costose riparazioni, è necessario dotarlo di un dispositivo di protezione da sovraccarico.

Principio di funzionamento del motore

I produttori hanno calcolato che alla corrente nominale il motore non si surriscalderà mai

I motori elettrici più comuni sono i motori AC.

Il principio del loro funzionamento si basa sull'uso delle leggi di Faraday e Ampere:

• Secondo il primo, una fem viene indotta in un conduttore che si trova in un campo magnetico variabile. In un motore, tale campo viene generato dalla corrente alternata che scorre attraverso gli avvolgimenti dello statore e la FEM appare nei conduttori del rotore.
• Secondo la seconda legge, il rotore attraversato dalla corrente sarà influenzato da una forza che lo muove perpendicolarmente al campo elettromagnetico. Come risultato di questa interazione, il rotore inizia a ruotare.

Esistono motori elettrici asincroni e sincroni di questo tipo. I più comunemente utilizzati sono i motori asincroni, che hanno una struttura a gabbia di scoiattolo composta da aste e anelli come rotore.

Perché è necessaria la protezione?

Durante il funzionamento del motore possono verificarsi varie situazioni legate al suo sovraccarico, che possono portare ad un incidente, queste sono:

• tensione di alimentazione ridotta;
• mancanza di fase;
• sovraccarico dei meccanismi guidati;
• Il processo di avvio o di autoavvio è troppo lungo.

In sostanza, proteggere un motore elettrico dai sovraccarichi significa diseccitare tempestivamente il motore.

Quando si verificano tali situazioni di emergenza, la corrente negli avvolgimenti aumenta. Ad esempio, se la fase di alimentazione viene interrotta, la corrente dello statore può aumentare da 1,6 a 2,5 volte rispetto alla corrente nominale. Ciò porta al surriscaldamento del motore, al guasto dell'isolamento dell'avvolgimento, al cortocircuito (cortocircuito) e, in alcuni casi, all'incendio.

Come scegliere la protezione da sovraccarico del motore

La protezione da sovraccarico del motore può essere ottenuta utilizzando vari dispositivi. Questi includono:

• fusibili con interruttore;
• relè di protezione;
• relè termici;
• relè digitali.

Il metodo più semplice consiste nell'utilizzare dei fusibili che intervengono quando si verifica un cortocircuito nel circuito di alimentazione del motore. Il loro svantaggio è la sensibilità alle correnti di avviamento elevate del motore e la necessità di installare nuovi fusibili dopo l'intervento.

Un interruttore di sicurezza è un interruttore di emergenza e un fusibile combinati in un unico alloggiamento

Il relè di protezione corrente può sopportare sovraccarichi di corrente temporanei che si verificano all'avvio del motore e viene attivato quando si verifica un pericoloso aumento a lungo termine del consumo di corrente del motore. Una volta eliminato il sovraccarico, il relè può ricollegare manualmente o automaticamente il circuito di alimentazione.

I relè termici vengono utilizzati principalmente all'interno del motore. Tale relè può essere un sensore bimetallico o un termistore e installato sulla carcassa del motore o direttamente sullo statore. Anche quando alta temperatura si attiva il relè motore e si diseccita il circuito di potenza.

Il più avanzato è usare i sistemi più recenti protezione mediante metodi di elaborazione delle informazioni digitali. Tali sistemi, oltre a proteggere il motore dal sovraccarico, funzionano funzioni aggiuntive- limitare il numero di commutazioni del motore, utilizzare sensori per valutare la temperatura dei cuscinetti dello statore e del rotore e determinare la resistenza di isolamento del dispositivo. Possono anche essere utilizzati per diagnosticare guasti del sistema.

La scelta dell'uno o dell'altro metodo di protezione del motore dipende dalle condizioni e dalle modalità del suo funzionamento, nonché dal valore del sistema in cui viene utilizzato il dispositivo.

Probabilmente tutti sanno che vari dispositivi funzionano sulla base di motori elettrici. Ma solo una piccola parte degli utenti capisce perché è necessaria la protezione dei motori elettrici. Si scopre che possono rompersi a causa di varie situazioni impreviste.

Per evitare problemi con elevati costi di riparazione, spiacevoli tempi di fermo macchina e ulteriori perdite di materiale, vengono utilizzati dispositivi di protezione di alta qualità. Successivamente, esamineremo la loro struttura e capacità.

Come viene creata la protezione per un motore elettrico?

Considereremo gradualmente i principali dispositivi di protezione dei motori elettrici e le caratteristiche del loro funzionamento. Ma ora parleremo di tre livelli di protezione:

• Versione con protezione esterna per protezione da cortocircuito. Di solito si riferisce a tipi diversi o presentato sotto forma di staffetta. Hanno uno status ufficiale e devono essere installati in conformità con gli standard di sicurezza sul territorio della Federazione Russa.
• Una versione esterna della protezione da sovraccarico del motore aiuta a prevenire danni pericolosi o guasti critici durante il funzionamento.
• Il tipo di protezione integrato ti salverà in caso di notevole surriscaldamento. E questo proteggerà da danni critici o guasti durante il funzionamento. In questo caso sono necessari interruttori di tipo esterno; a volte viene utilizzato un relè per il riavvio.

Cosa causa il guasto di un motore elettrico?

Durante il funzionamento a volte si verificano situazioni impreviste che fermano il motore. Per questo motivo si consiglia di garantire in anticipo una protezione affidabile del motore elettrico.

Puoi vedere la foto della protezione del motore vari tipi per avere un'idea di come appare.

Consideriamo i casi di guasto del motore elettrico in cui, con l'ausilio di protezioni, si possono evitare danni gravi:

• Livello di alimentazione elettrica insufficiente;
• Alimentazione ad alta tensione;
• Rapido cambiamento nella frequenza della fornitura di corrente;
• Installazione errata del motore elettrico o conservazione dei suoi elementi principali;
• Aumento della temperatura e superamento del valore consentito;
• Fornitura di raffreddamento insufficiente;
• Aumento della temperatura ambiente;
• Livello di pressione atmosferica ridotto se il motore viene utilizzato ad un'altitudine maggiore in base al livello del mare;
• Aumento della temperatura del fluido di lavoro;
• Viscosità inaccettabile del fluido di lavoro;
• Il motore si spegne e si accende spesso;
• Blocco del rotore;
• Perdita di fase imprevista.

Per proteggere i motori elettrici dal sovraccarico, far fronte ai problemi elencati ed essere in grado di proteggere gli elementi principali del dispositivo, è necessario utilizzare un'opzione basata sullo spegnimento automatico.

A questo scopo viene spesso utilizzata una versione con fusibile perché è semplice e può svolgere molte funzioni:

La versione con interruttore di sicurezza con fusibile è dotata di un interruttore di emergenza e di un fusibile collegati ad un alloggiamento comune. L'interruttore consente di aprire o chiudere la rete utilizzando un metodo meccanico e il fusibile crea una protezione di alta qualità per il motore elettrico in base agli effetti della corrente elettrica. Tuttavia, l'interruttore viene utilizzato principalmente per il processo di servizio, quando è necessario interrompere la trasmissione di corrente.

I fusibili rapidi sono considerati eccellenti protettori da cortocircuito. Ma brevi sovraccarichi possono portare alla rottura di fusibili di questo tipo. Per questo motivo si consiglia di utilizzarli in base all'esposizione a tensioni transitorie minori.

I fusibili ritardati possono proteggere da sovraccarico o vari cortocircuiti. Di solito sono in grado di sopportare un aumento di tensione di 5 volte per 10-15 secondi.

Importante: le versioni automatiche degli interruttori differiscono nel livello corrente di funzionamento. Per questo motivo è preferibile utilizzare un interruttore automatico in grado di sopportare la corrente massima durante un cortocircuito che si verifica sulla base di questo sistema.

Relè termico

IN vari dispositivi Un relè termico viene utilizzato per proteggere il motore da sovraccarichi sotto l'influenza della corrente o dal surriscaldamento degli elementi di lavoro. Viene creato utilizzando piastre metalliche che hanno diversi coefficienti di dilatazione sotto l'influenza del calore. Di solito viene offerto in combinazione con avviatori magnetici e protezione automatica.

Protezione automatica del motore

I dispositivi automatici di protezione del motore aiutano a proteggere l'avvolgimento dai cortocircuiti, proteggono dal carico o dalla rottura di qualsiasi fase. Sono sempre utilizzati come prima linea di protezione nella rete di alimentazione del motore. Quindi viene utilizzato un avviatore magnetico, se necessario è integrato con un relè termico.

Quali sono i criteri per scegliere una macchina adatta:

• È necessario tenere conto della corrente operativa del motore elettrico;
• Numero di avvolgimenti utilizzati;
• La capacità della macchina di far fronte alla corrente derivante da un cortocircuito. Le versioni normali funzionano a livelli fino a 6 kA e le migliori fino a 50 kA. Vale anche la pena tenere conto della velocità di risposta di quelli selettivi - meno di 1 secondo, normali - meno di 0,1 secondi, ad alta velocità - circa 0,005 secondi;
• Dimensioni, poiché la maggior parte delle macchine possono essere collegate utilizzando un bus di tipologia fissa;
• Tipo di rilascio del circuito: solitamente viene utilizzato il metodo termico o elettromagnetico.

Blocchi di protezione universali

Varie unità universali di protezione del motore aiutano a proteggere il motore scollegandolo dalla tensione o bloccandone la possibilità di avviamento.

Funzionano nei seguenti casi:

• Problemi di tensione, caratterizzati da sovratensioni nella rete, interruzioni di fase, interruzione della rotazione o adesione delle fasi, squilibrio della tensione di fase o di linea;
• Sovraccarico meccanico;
• Mancanza di coppia per l'albero ED;
• Caratteristiche prestazionali pericolose dell'isolamento dell'alloggiamento;
• Se c'è un guasto a terra.

Sebbene la protezione da sottotensione possa essere organizzata in altri modi, abbiamo considerato i principali. Ora hai un'idea del motivo per cui è necessario proteggere un motore elettrico e di come farlo utilizzando vari metodi.

Foto della protezione del motore

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Non esiste praticamente alcuna attrezzatura in funzione che non utilizzi quella elettrica. Questo tipo di azionamenti elettromeccanici di varie configurazioni viene utilizzato ovunque. Da un punto di vista costruttivo, un motore elettrico è un'apparecchiatura semplice, abbastanza comprensibile e semplice. Tuttavia, il funzionamento di un motore elettrico è accompagnato da carichi significativi di vario tipo. Ecco perché in pratica vengono utilizzati relè di protezione motore, la cui funzionalità è anche versatile. Il grado di efficienza per il quale è progettata la protezione di un motore elettrico è solitamente determinato dalla progettazione circuitale dell'implementazione di relè e sensori di controllo.

Per quanto riguarda i motori di servizio minore, per lo spegnimento automatico viene utilizzato un relè istantaneo con tempo di risposta inverso alle sovracorrenti di fase.

I relè di rotazione di fase sono generalmente impostati su 3,5-4 volte la corrente operativa del motore, tenendo conto di un ritardo sufficiente per impedire il funzionamento all'avvio del motore.

Per i motori di servizio di alto valore, di regola non vengono utilizzati relè di corrente con tempo di risposta inverso. La ragione di ciò è l'interruttore automatico attivato direttamente nel circuito del motore.

Surriscaldamento degli avvolgimenti dello statore

Una condizione critica causata principalmente da sovraccarico continuo, frenatura del rotore o squilibrio della corrente dello statore. Per una protezione completa, in questo caso, il motore trifase deve essere dotato di elementi di controllo del sovraccarico su ciascuna fase.

In questo caso, per proteggere i motori di servizio minori, viene solitamente utilizzata la protezione da sovraccarico o il funzionamento diretto per disconnettersi dalla fonte di alimentazione in caso di sovraccarico.

Se la potenza nominale del motore supera i 1000 kW, viene solitamente utilizzato un relè di corrente a tempo inverso invece di un singolo relè RTD.

Per i motori principali, lo spegnimento automatico è facoltativo. Un relè termico viene utilizzato come protezione principale contro il surriscaldamento degli avvolgimenti dello statore.

Fattore di surriscaldamento del rotore (fase)

La protezione contro il surriscaldamento del rotore si trova spesso nei motori con rotore avvolto (avvolto). Un aumento della corrente del rotore si riflette nella corrente dello statore, il che richiede l'inclusione di una protezione contro l'eccesso di corrente dello statore.

L'impostazione della corrente del relè di protezione dello statore è generalmente pari alla corrente a pieno carico aumentata di 1,6 volte. Questo valore è abbastanza per determinare il surriscaldamento del rotore di fase e consentire il blocco.

Protezione da sottotensione

Il motore assorbe corrente eccessiva quando funziona al di sotto della tensione specificata. Pertanto, la protezione contro la sottotensione o la sovratensione deve essere fornita da sensori di sovraccarico o elementi sensibili alla temperatura.

Per evitare surriscaldamenti, il motore deve essere diseccitato per 40-50 minuti, anche in caso di lievi sovraccarichi superiori al 10 - 15% dello standard.

È necessario utilizzare un relè di protezione per controllare il riscaldamento del rotore del motore a causa delle correnti di sequenza negativa generate nello statore a causa dello squilibrio della tensione di alimentazione.

Squilibrio e mancanza di fase

Una potenza trifase sbilanciata provoca anche il flusso di corrente di sequenza negativa negli avvolgimenti dello statore del motore. Questa condizione provoca il surriscaldamento degli avvolgimenti dello statore e del rotore (fase).

La condizione di squilibrio trasmessa momentaneamente al motore deve essere controllata e mantenuta ad un livello tale da evitare il verificarsi di una condizione di squilibrio continua.

È preferibile alimentare il relè di monitoraggio dei guasti fase-fase dalla fase positiva e per la protezione dai guasti a terra utilizzare un relè differenziale di interruzione istantanea collegato al circuito del trasformatore di corrente.

Inversione di fase involontaria

In alcuni casi l'inversione di fase sembra essere un fenomeno pericoloso per il motore. Ad esempio, questa condizione può influire negativamente sul funzionamento di ascensori, gru, ascensori e alcuni tipi di trasporto pubblico.

Qui è necessario fornire protezione contro l'inversione di fase: un relè specializzato. Il funzionamento del relè di inversione di fase si basa sul principio elettromagnetico. Il dispositivo contiene un motore a disco azionato da un sistema magnetico.

Se si nota la sequenza di fase corretta, il disco genera coppia nella direzione positiva. Di conseguenza, il contatto ausiliario viene mantenuto in posizione chiusa.

Quando viene rilevata un'inversione di fase, la coppia del disco cambia nella direzione opposta. Di conseguenza il contatto ausiliario passa in posizione aperto.

Questo sistema di commutazione viene utilizzato per la protezione, in particolare per il controllo di un interruttore automatico.

Un motore elettrico, come qualsiasi apparecchio elettrico, non è immune alle situazioni di emergenza. Se le misure non vengono adottate in tempo, ad es. Se il motore elettrico non è protetto dai sovraccarichi, il suo guasto può portare al guasto di altri elementi.

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Problema relativo a protezione affidabile i motori elettrici, così come i dispositivi in ​​cui sono installati, continuano ad essere rilevanti ai nostri tempi. Ciò vale principalmente per le imprese in cui le regole sui meccanismi operativi vengono spesso violate, il che porta al sovraccarico dei meccanismi usurati e agli incidenti.

Per evitare sovraccarichi è necessario installare una protezione, ad es. dispositivi in ​​grado di reagire in tempo e prevenire un incidente.

Poiché il motore asincrono è il più utilizzato, utilizzando il suo esempio considereremo come proteggere il motore dal sovraccarico e dal surriscaldamento.

Per loro sono possibili cinque tipi di incidenti:

• rottura dell'avvolgimento dello statore di fase (PF). La situazione si verifica nel 50% degli incidenti;
• frenatura del rotore, che avviene nel 25% dei casi (ZR);
• diminuzione della resistenza nell'avvolgimento (WS);
• scarso raffreddamento del motore (MA).

Se si verifica uno degli incidenti sopra indicati, esiste il rischio di guasto del motore perché sovraccarico. Se non è installata alcuna protezione, la corrente aumenta per un lungo periodo di tempo. Ma il suo forte aumento può verificarsi durante un cortocircuito. In base al possibile danno, viene selezionata la protezione da sovraccarico per il motore elettrico.

Tipi di protezione da sovraccarico

Ce ne sono diversi:

• termico;
• attuale;
• temperatura;
• sensibile alla fase, ecc.

Al primo, cioè La protezione termica del motore elettrico prevede l'installazione di un relè termico che apre il contatto in caso di surriscaldamento.

Protezione da sovraccarico termico che risponde all'aumento della temperatura. Per installarlo sono necessari sensori di temperatura che apriranno il circuito se le parti del motore diventano troppo calde.

Protezione corrente, che può essere minima o massima. La protezione da sovraccarico può essere ottenuta utilizzando un relè di corrente. Nella prima versione, il relè viene attivato e apre il circuito se viene superato il valore di corrente consentito nell'avvolgimento dello statore.

Nella seconda, i relè reagiscono alla scomparsa di corrente, causata, ad esempio, da un circuito aperto.

Una protezione efficace del motore elettrico dall'aumento della corrente nell'avvolgimento dello statore, e quindi dal surriscaldamento, viene effettuata utilizzando un interruttore automatico.

Il motore elettrico potrebbe guastarsi a causa del surriscaldamento.

Perché succede? Ricordando lezioni scolastiche fisici, tutti capiscono che quando la corrente scorre attraverso un conduttore, lo riscalda. Il motore elettrico non si surriscalda alla corrente nominale, il cui valore è indicato sull'alloggiamento.

Se per vari motivi la corrente nell'avvolgimento inizia ad aumentare, il motore rischia di surriscaldarsi. Se non vengono prese misure, fallirà a causa di un cortocircuito tra conduttori il cui isolamento si è sciolto.

Pertanto è necessario evitare che la corrente aumenti, ad es. installare un relè termico - protezione efficace motore dal surriscaldamento. Strutturalmente, si tratta di un rilascio termico, le cui piastre bimetalliche si piegano sotto l'influenza del calore, interrompendo il circuito. Per compensare la dipendenza termica, il relè dispone di un compensatore, a causa del quale si verifica la deflessione inversa.

La scala del relè è tarata in Ampere e corrisponde al valore della corrente nominale e non al valore della corrente di funzionamento. A seconda della versione, i relè sono montati su pannelli, su avviatori magnetici o in una custodia.

Se scelti correttamente, non solo impediranno il sovraccarico del motore elettrico, ma eviteranno lo squilibrio di fase e il bloccaggio del rotore.

Protezione del motore dell'auto

Il surriscaldamento del motore elettrico minaccia anche gli automobilisti con l'inizio del caldo e anche con conseguenze di varia complessità - da un viaggio che dovrà essere annullato a revisione un motore in cui il pistone del cilindro potrebbe gripparsi a causa del surriscaldamento o la testa potrebbe deformarsi.

Durante la guida, il motore elettrico viene raffreddato dal flusso d'aria, ma quando l'auto rimane bloccata negli ingorghi, ciò non accade, provocando il surriscaldamento. Per riconoscerlo in tempo, dovresti guardare periodicamente il sensore di temperatura (se presente). Non appena la freccia si trova nella zona rossa, è necessario fermarsi immediatamente per identificare la causa.

Non dovresti ignorare il segnale della spia, perché dietro di esso sentirai l'odore del liquido refrigerante bollito. Quindi apparirà del vapore da sotto il cofano, indicando una situazione critica.

Cosa fare in una situazione del genere? Fermarsi, spegnere il motore elettrico e attendere che smetta di bollire, aprire il cofano. Solitamente l'operazione richiede fino a 15 minuti. Se non ci sono segni di perdite, aggiungere liquido al radiatore e provare ad avviare il motore. Se la temperatura inizia a salire bruscamente, muoversi con attenzione per scoprire la causa presso il servizio diagnostico.

Cause del surriscaldamento

I malfunzionamenti del radiatore vengono prima di tutto. Potrebbe trattarsi di: semplice contaminazione con lanugine di pioppo, polvere, foglie. Eliminando la contaminazione il problema sarà risolto. È più problematico affrontare la contaminazione interna del radiatore: le incrostazioni che compaiono quando si utilizzano sigillanti.

La soluzione è sostituire questo elemento.

Quindi seguire:

• Depressurizzazione dell'impianto causata da un tubo rotto, fascette non sufficientemente serrate, malfunzionamento del rubinetto del riscaldatore, guarnizione della pompa usurata, ecc.;
• Termostato o rubinetto difettoso. Questo può essere facilmente determinato tastando attentamente il tubo o il radiatore quando il motore è caldo. Se il tubo è freddo la causa è il termostato e dovrà essere sostituito;
• Una pompa che non funziona in modo efficiente o non funziona affatto. Ciò porta ad una cattiva circolazione attraverso il sistema di raffreddamento;
• Ventola rotta, ad es. non si accende a causa di un guasto al motore, alla frizione, al sensore o a un cavo allentato. Una girante non rotante provoca anche il surriscaldamento del motore elettrico;
• Infine, insufficiente tenuta della camera di combustione. Queste sono le conseguenze del surriscaldamento, che portano alla combustione della guarnizione della testata, alla formazione di crepe e alla deformazione della testata e della camicia. Se si nota una perdita evidente dal serbatoio del liquido di raffreddamento, che porta ad un forte aumento della pressione all'avvio del raffreddamento, o si forma un'emulsione oleosa nel basamento, questo è il motivo.

Per evitare di trovarsi in una situazione simile, è necessario attuare misure preventive che possano salvarti dal surriscaldamento e dal guasto. L’”anello debole” è determinato dal metodo di esclusione, vale a dire controllare i dettagli sospetti in sequenza.

Una modalità operativa selezionata in modo errato può causare un surriscaldamento, ad es. marcia bassa e regimi alti.

Protezione dal surriscaldamento della ruota motrice

Anche la ruota motrice di una bicicletta diventa inutilizzabile dopo aver “subito” un surriscaldamento. Se guidi alla massima velocità per un po' di tempo in una giornata calda, gli avvolgimenti del motore della ruota si surriscalderanno e inizieranno a sciogliersi, proprio come qualsiasi motore elettrico in sovraccarico.

Successivamente si verificherà un cortocircuito e il motore si fermerà, per ripristinarne la funzionalità è necessario un riavvolgimento. Per evitare ciò, esistono controller ad alta potenza che aumentano la coppia. Riparare una ruota motrice guasta è un'operazione costosa, paragonabile in termini finanziari all'acquisto di una nuova.

In teoria sarebbe possibile installare un sensore di temperatura che impedisca il surriscaldamento, ma i produttori non lo fanno per una serie di motivi. Uno di questi è la complicazione della progettazione del controller e l’aumento del costo della ruota motrice nel suo complesso. Resta solo una cosa da fare: selezionare attentamente il controller in base alla potenza del motore della ruota.

Video: surriscaldamento del motore, cause del surriscaldamento.

La tipologia più comune di motori elettrici può senza dubbio essere definita motori elettrici AC trifase, la cui tensione arriva fino a 500 V con potenze da 0,05 a 350 - 400 kW.

Poiché è necessario garantire un funzionamento ininterrotto e affidabile dei motori elettrici, la massima attenzione dovrebbe essere prestata innanzitutto alla selezione dei motori elettrici in base alla modalità operativa, alla potenza nominale e al design. Non dobbiamo dimenticare che il rispetto dei requisiti e delle regole necessarie durante lo sviluppo è fondamentale schema elettrico, selezione di reattori, cavi e fili, funzionamento e installazione di azionamenti elettrici.

Funzionamento dei motori elettrici in modalità di emergenza

Come è noto, anche se gli azionamenti elettrici sono progettati in conformità con tutti gli standard e vengono utilizzati in conformità con tutte le regole, durante il loro funzionamento esiste sempre una piccola ma pur sempre probabilità che si verifichino modalità di emergenza o modalità caratterizzate da funzionamento anomalo per motori e altre apparecchiature elettriche.

Le varie modalità di emergenza includono quanto segue:

1. Cortocircuiti, che a loro volta si dividono in:

• cortocircuiti che si verificano negli avvolgimenti del motore elettrico. Possono essere monofase e multifase, ovvero bifase e trifase;
• cortocircuiti multifase che si verificano nella scatola di uscita del motore elettrico e nel circuito di alimentazione esterno (ad esempio, nelle scatole di resistenza, sui contatti dei dispositivi di commutazione, in fili e cavi);
• cortocircuiti di fase verso il filo neutro o l'alloggiamento in un circuito esterno (nelle reti elettriche con neutro messo a terra) o all'interno del motore;
• cortocircuiti che si verificano nel circuito di controllo;
• cortocircuiti che si verificano nell'avvolgimento del motore tra le spire. Questo tipo di chiusura è spesso chiamata chiusura a turni.

I cortocircuiti che si verificano negli impianti elettrici sono considerati il ​​tipo più pericoloso di modalità di emergenza tra tutti quelli esistenti. Di norma, molto spesso compaiono a causa della sovrapposizione o della rottura dell'isolamento. Le correnti di cortocircuito possono raggiungere ampiezze decine e centinaia di volte superiori ai valori correnti durante il normale funzionamento. Gli effetti termici e le forze dinamiche causate dalle correnti di cortocircuito a cui sono esposte le parti sotto tensione possono danneggiare l'intero impianto elettrico.

2. sovraccarichi termici del motore elettrico, che compaiono a causa del passaggio di maggiori correnti attraverso i suoi avvolgimenti. Ciò può verificarsi nelle seguenti situazioni:

• quando, per vari motivi tecnologici, il meccanismo di funzionamento è sovraccaricato;
• quando sussistono condizioni particolarmente difficili all'arresto o, al contrario, all'avviamento del motore sotto carico;
• quando si verifica una diminuzione prolungata della tensione di rete;
• quando una delle fasi del circuito di alimentazione esterno viene a mancare;
• quando si verifica una rottura del filo nell'avvolgimento del motore;
• quando si sono verificati danni meccanici al meccanismo di funzionamento o al motore stesso;
• quando si verificano sovraccarichi termici dovuti al deterioramento delle condizioni di raffreddamento del motore.

I sovraccarichi termici influiscono negativamente sul funzionamento del motore elettrico. La ragione principale di ciò è che provocano una distruzione e un invecchiamento accelerati dell'isolamento del motore, che a loro volta portano a frequenti cortocircuiti. Cioè, tutto ciò porta a incidenti gravi e guasti al motore troppo rapidi.

Tipi di protezione per motori elettrici asincroni

Per proteggere i motori elettrici da vari danni che si verificano durante il funzionamento del motore in condizioni diverse dal normale, sono in fase di sviluppo varie misure protettive. Uno dei principi utilizzati in tali mezzi di protezione prevede la disconnessione tempestiva del motore difettoso dalla rete, limitando o prevenendo così completamente lo sviluppo di un incidente.

Il mezzo principale e più efficace è senza dubbio considerato la protezione elettrica dei motori, che soddisfa i requisiti del PUE (documento normativo "Regole per la costruzione di impianti elettrici").

Se la classificazione si basa sulla natura delle condizioni operative anomale e dei danni che possono verificarsi, possiamo citare diversi tipi principali e più comuni di protezione elettrica per i motori asincroni.

Protezione dei motori elettrici asincroni contro i cortocircuiti

Quando si verifica un cortocircuito di emergenza nel circuito di alimentazione principale del motore elettrico o nel circuito di controllo della corrente, il motore viene spento. Questo è lo scopo della protezione da cortocircuito.

Il funzionamento di tutti i dispositivi utilizzati per proteggere i motori elettrici asincroni dai cortocircuiti avviene quasi istantaneamente, senza ritardi. Tali dispositivi includono, ad esempio, fusibili, relè elettromagnetici, interruttori automatici con sgancio di tipo elettromagnetico.

Protezione dei motori elettrici asincroni dai sovraccarichi

Grazie alla presenza della protezione da sovraccarico, il motore è protetto da un surriscaldamento eccessivo, che si verifica, in particolare, con sovraccarichi termici relativamente piccoli ma prolungati. La protezione da sovraccarico dovrebbe essere utilizzata solo per i motori elettrici non di tutti i meccanismi operativi, ma solo per quelli che potrebbero subire picchi di carico anomali in caso di interruzione del processo operativo standard.

I dispositivi progettati per proteggere la rete dal sovraccarico, ad esempio relè elettromagnetici, relè termici e termici, interruttori automatici con meccanismo a orologio o con rilascio termico, aiutano a spegnere il motore in caso di sovraccarico. In questo caso, tale spegnimento avviene con un certo ritardo temporale specifico. La velocità dell'otturatore è direttamente proporzionale all'entità del sovraccarico. In altre parole, maggiore è il sovraccarico, minore è la velocità dell'otturatore e viceversa. A volte si verifica anche uno spegnimento istantaneo, ciò si verifica in caso di sovraccarichi significativi.

Protezione dei motori elettrici asincroni dalla caduta o scomparsa di tensione

La protezione contro la caduta o la scomparsa di tensione è spesso chiamata anche protezione zero. Eseguita utilizzando più (o uno) dispositivi elettromagnetici, questa protezione spegne il motore elettrico quando il livello di tensione di rete scende al di sotto del valore minimo consentito (è possibile impostare autonomamente il livello di tensione minimo consentito richiesto) o durante interruzioni della tensione di alimentazione, e protegge anche il motore elettrico dall'accensione spontanea dopo aver garantito la tensione consentita nella rete o l'eliminazione dell'interruzione di corrente.

Esiste anche la protezione per la modalità operativa dei motori elettrici asincroni su due fasi. Quando intervenuto, spegne il motore, proteggendolo dallo “stallo” (arresto sotto corrente dovuto alla diminuzione della coppia sviluppata dal motore in caso di interruzione delle linee elettriche in una delle fasi del circuito principale ) e dal surriscaldamento.

I relè elettromagnetici e termici vengono utilizzati come dispositivi di protezione per i motori asincroni. Quando si utilizza un relè elettromagnetico, la protezione potrebbe non avere un ritardo.

Altri tipi di protezione elettrica per motori elettrici asincroni

Esistono anche mezzi di protezione non meno efficaci, ma meno utilizzati. Sono utilizzati per proteggere contro i guasti a terra monofase nelle reti IT (in cui il neutro è isolato), contro un aumento del livello di tensione, contro un aumento della velocità di rotazione del variatore, ecc.

Dispositivi elettrici utilizzati per proteggere i motori elettrici

A seconda della complessità funzionale, i dispositivi di protezione elettrica dei motori elettrici asincroni possono essere utilizzati per proteggere da uno o più tipi di minacce contemporaneamente. La protezione contro cortocircuiti o sovraccarichi è fornita da vari interruttori automatici. Esistono dispositivi di protezione ad azione singola o multipla. I primi includono, ad esempio, i fusibili. Il loro svantaggio è che dopo aver svolto la loro funzione, tali dispositivi di protezione devono essere sostituiti e non possono essere riutilizzati. I DPI ricaricabili a singola azione potrebbero essere più adatti. Per quanto riguarda i dispositivi ad azione multipla, differiscono nel metodo di ritorno agli stati di disponibilità in due tipi: ritorno manuale e automatico. Un esempio di tali dispositivi sono i relè termici ed elettromagnetici.

Scelta del tipo di protezione elettrica per motori elettrici asincroni

Per ogni motore elettrico di tipo asincrono è necessario selezionare il tipo appropriato di protezione elettrica. È necessario tenere conto delle condizioni operative, del grado di importanza dell'azionamento, della sua potenza e della procedura di manutenzione del motore elettrico nel suo insieme (la presenza di un tecnico dell'assistenza assegnato al motore). È possibile selezionare uno o più tipi di protezione del motore elettrico.

Una buona protezione è quella che alla fine risulta essere affidabile e facile da usare. Per selezionare correttamente le opzioni di protezione, è necessario condurre un audit delle apparecchiature elettriche. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata ai dati relativi al tasso di guasto delle attrezzature in officine, cantieri, officine, ecc. Come risultato di tale analisi, verranno identificate molte violazioni del normale funzionamento. dotazioni tecnologiche e motori elettrici, che ti permetteranno di selezionare i mezzi di protezione del motore elettrico più adeguati alla situazione.

La protezione del motore elettrico asincrono dai cortocircuiti deve essere prevista indipendentemente dalle sue caratteristiche (tensione e potenza). In questo caso, la protezione deve essere organizzata in modo globale in due fasi. In un caso sarà necessario fornire protezione a valori di corrente inferiori alle correnti di spunto. Ciò è adatto in alcuni casi di cortocircuiti, come cortocircuiti sul telaio all'interno del motore o guasti alla rotazione. Nel secondo caso la protezione dovrà essere realizzata a partire dalle correnti di avviamento e frenatura del motore, che possono essere 5-10 volte superiori alla sua corrente nominale

I mezzi di protezione più accessibili e funzionalmente semplici non consentiranno l'attuazione simultanea di queste tecniche. Pertanto, la protezione mediante questo tipo di dispositivi si basa sempre sul presupposto consapevole che, se si verifica il danno di cui sopra, il motore non si spegnerà istantaneamente, ma gradualmente e soggetto all'ulteriore sviluppo di tale danno, quando la corrente consumata dal motore motore dalla rete aumenta molte volte.

Tutti i dispositivi di protezione del motore elettrico devono essere regolati con attenzione e selezionati correttamente, tenendo conto di tutte le caratteristiche di ciascun caso specifico. Non è consentito che i dispositivi di protezione generino falsi allarmi.