Protecția cu termistor (pozitor) a motoarelor electrice

Protecția motoarelor electrice asincrone împotriva supraîncălzirii este implementată în mod tradițional pe baza protecției termice la supracurent. În majoritatea motoarelor în funcțiune, se utilizează protecție termică împotriva supracurentului, care nu ține cont cu exactitate de regimurile reale de temperatură de funcționare ale motoarelor electrice, precum și de constantele sale de temperatură în timp.

În protecția termică indirectă a unui motor cu inducție plăci bimetalice includ în circuitul de alimentare a înfășurărilor statorice ale unui motor electric asincron, iar când este depășit curentul maxim admisibil al statorului, plăcile bimetalice, atunci când sunt încălzite, opresc alimentarea statorului de la sursa de alimentare.

Dezavantajul acestei metode este că protecția nu răspunde la temperatura de încălzire a înfășurărilor statorului, ci la cantitatea de căldură degajată, fără a lua în considerare timpul de funcționare în zona de suprasarcină și condițiile reale de răcire ale motorului cu inducție. .Acest lucru nu permite utilizarea completă a capacității de suprasarcină a motorului electric și reduce performanța echipamentelor care funcționează în modul intermitent din cauza opririlor false.

Complexitatea construcției relee termice, fiabilitatea insuficient de mare a sistemelor de protectie bazate pe acestea a condus la crearea unei protectii termice care raspunde direct la temperatura obiectului protejat. În acest caz, senzorii de temperatură sunt montați pe înfășurarea motorului.

Dispozitive de protecție sensibile la temperatură: termistori, pozistori

Prin utilizarea senzorilor de temperatură termistori și pozitroni — rezistențe semiconductoare care își schimbă rezistența cu temperatura... Termistorii sunt rezistențe semiconductoare cu un TSC negativ mare. Pe măsură ce temperatura crește, rezistența termistorului scade, care este utilizat pentru circuitul de oprire a motorului. Pentru a crește panta rezistenței față de dependența de temperatură, termistorii lipiți la trei faze sunt conectați în paralel (Figura 1).

Figura 1 — Dependența rezistenței pozistorilor și termistorilor de temperatură: a — conexiunea în serie a pozistorilor; b — conectarea în paralel a termistoarelor

Pozitorii sunt rezistențe neliniare cu un TCK pozitiv. Când se atinge o anumită temperatură, rezistența pozistorului crește brusc cu câteva ordine de mărime.

Pentru a spori acest efect, pozistorii de diferite faze sunt conectați în serie. Caracteristicile pozistorilor sunt prezentate în figură.

Protecția prin poziții este mai perfectă. În funcție de clasa de izolație a înfășurărilor motorului, se iau pozițiile temperaturii de reacție = 105, 115, 130, 145 și 160.Această temperatură se numește temperatură de clasificare. Pozistorul își schimbă brusc rezistența la temperatură în cel mult 12 s. Când rezistența a trei pozitoare conectate în serie nu trebuie să fie mai mare de 1650 ohmi, la temperatură rezistența lor ar trebui să fie de cel puțin 4000 ohmi.

Durata de viață garantată a pozitorului este de 20.000 de ore. Din punct de vedere structural, pozistorul este un disc cu diametrul de 3,5 mm și grosimea de 1 mm, acoperit cu email de silicon organic, care creează rezistența necesară la umiditate și rezistența electrică a izolației.

Luați în considerare circuitul de protecție PTC prezentat în Figura 2.

Figura 2 — Aparatură de protecţie a poziţiilor cu retur manual: a — schema; b — schema de conectare la motor

Contactele 1, 2 ale circuitului (Figura 2, a) sunt conectate la pozitorii montați pe cele trei faze ale motorului (Figura 2, b). Tranzistoarele VT1, VT2 sunt pornite conform circuitului de declanșare Schmid și funcționează în modul cheie. Releul de ieșire K este conectat la circuitul colector al tranzistorului de treaptă finală VT3, care acționează asupra înfășurării demarorului.

La temperatura normală a înfășurării motorului și a dispozitivelor asociate acestuia, rezistența acestuia din urmă este mică. Rezistența dintre punctele 1-2 ale circuitului este de asemenea mică, tranzistorul VT1 este închis (pe baza unui potențial negativ mic), tranzistorul VT2 este deschis (potenţial ridicat). Potențialul negativ al colectorului tranzistorului VT3 este mic și închis. În acest caz, curentul din bobina releului K este insuficient pentru funcționarea acestuia.

Când înfășurarea motorului este încălzită, rezistența pozițiilor crește, iar la o anumită valoare a acestei rezistențe, potențialul negativ al punctului 3 atinge tensiunea de declanșare. Modul de funcționare a releului este asigurat de feedback-ul emițătorului (rezistența în circuitul emițător VT1) și feedback-ul colectorului dintre colectorul VT2 și baza VT1. Când declanșatorul este acționat, VT2 se închide și VT3 se deschide. Se activează releul K, închidend circuitele de semnal și deschizând circuitul electromagnetic al demarorului, după care înfășurarea statorului este deconectată de la tensiunea de rețea.

După ce motorul s-a răcit, acesta poate fi pornit după apăsarea butonului «întoarcere», care readuce declanșatorul în poziția inițială.

La motoarele electrice moderne, suporturile de protecție sunt montate în fața înfășurărilor motorului. La motoarele mai vechi, pozistorii pot fi lipiți de capul bobinei.

Avantajele și dezavantajele protecției cu termistor (pozistor).

Protecția termosensibilă a motoarelor electrice este de preferat în cazurile în care este imposibil să se determine temperatura motorului electric cu suficientă precizie din curent. Acest lucru se aplică în special motoarelor electrice cu perioade lungi de pornire, operațiuni frecvente de pornire și oprire (funcționare periodică) sau motoare cu viteză variabilă (cu convertoare de frecvență). Protecția termistorului este eficientă și în cazul contaminării puternice a motoarelor electrice sau defecțiunii sistemului de răcire forțată.

Dezavantajele protecției cu termistori sunt că nu toate tipurile de motoare electrice sunt fabricate cu termistori sau pozistori.Acest lucru este valabil mai ales pentru motoarele electrice produse pe plan intern. Termistorii și pozistorii pot fi instalați în motoarele electrice numai în atelierele staționare. Caracteristica de temperatură a termistorului este destul de inerțială și depinde puternic de temperatura ambiantă și de condițiile de funcționare ale motorului electric în sine.

Protecția termistorului necesită un bloc electronic special: un dispozitiv de protecție a termistorului pentru motoare electrice, un releu de suprasarcină termic sau electronic, care conține blocuri de reglare și reglare, precum și relee electromagnetice de ieșire, care sunt utilizate pentru a opri bobina de pornire sau declanșatorul electromagnetic.