تجهیزات حفاظتی الکتروموتور برابر درجه حرارت زیاد اکتبر 4, 2018 – ارسال شده در: مقالات تخصصی راه اندازی و بهره برداری الکتروموتور و گیربکس, همه مقالات – برچسب ها: , , , , , , , , ,

گروه صنعتی برقاب صنعت

اکثر الکتروموتور های القایی با انتخاب صحیح رله های حرارتی در هر فاز در مقابل صدمه ناشی از ولتاژ نا متعادل، بار زیاد در حین کار، و یا شرایط توقف اجباری حفاظت می شوند. با این وجود، گرمایش روتور در بعضی از الکتروموتور های القایی، و در تمامی الکترو موتور های سنکرون، بحرانی تر خواهد بود. چنین الکترو موتور هایی ممکن است نیاز به سرمایه گذاری بیشتر در سیستم کنترل جهت حس کرپن دو فاز شدن یا عدم تعادل ولتاژ داشته باشند، این رله ها نظیر رله ولتاژ فاز یا رله جریان مولفه منفی هستند تا حفاظت خاص در مقابل گرمایش روتور را فراهم سازند. استاندارد ها توصیه می کنند که برای حفاظت تمامی الکتروموتور های سه فاز به ازای هر فاز یک عنصر حرارتی استفاده شود، مگر آنکه توسط تجهیزات دیگری حفاظت بر قرار شده باشد.

جهت مشاهده انواع الکتروموتور های چینی اینجا کلیک کنید

جهت مشاهده انواع الکتروموتور آلمانی اینجا کلیک کنید

[psfw slug=”%d9%85%d8%ad%d8%b5%d9%88%d9%84%d8%a7%d8%aa-%d8%a7%d9%84%da%a9%d8%aa%d8%b1%d9%88%d9%85%d9%88%d8%aa%d9%88%d8%b1-%d9%88-%da%af%db%8c%d8%b1%d8%a8%da%a9%d8%b3″]

تجهیزات حفاظت حرارتی موتور الکتریکی

دو نوع اصلی از تجهیزات حفاظتی حرارتی درجه حرارت زیاد وجود دارند. یک نوع قطع کننده جریان خطا بوده که مستقیما جریان بار را قطع می گند. دیگری یک سیستم کنترل کننده قطع می کند.

محافظ های حرارتی برای محدود کردن درجه حرارت سیم پیچی وجریان الکتروموتور به مقادیر از پیش تعیین شده در هنگام شرایط کاری غیر عادی، مطلوب هستند و از نقص زودرس عایق الکتروموتور جلوگیری می کنند.

شرایط غیر عادی که می تواند سبب گرمایش زیاد، تهویه ناقص الکتروموتور، کار با سرعت کاهش یافته، راه اندازی مجرر، ولتاژ یا فرکانس کم یا زیاد، نقص مکانیکی بار، نصب نادرست ، ولتاژ را چون تهویه ناقص آشکار کند. حس کردن فقط دزجه حرارت در مواردی چون راه اندازی مکرر یا لرزش کافی نیست. برای بعضی شرایط، ترکیبی از جریان و سنجش درجه حرارت ممکن است مورد نیاز باشد.

قابلیت حس کردن درجه حرارت در محافظ های حرارتی بستگی به محل آن ها نسبت به سیم پیچی های الکتروموتور دارد. محافظ ها باید در محدوده یا در بدنه الکتروموتور به گونه ای نصب شوند که درجه حرارت در وسیله حفاظتی متناسب با درجه حرارت سیم پیچی تغییر کند، و باید آن ها با کلاس عایقی الکتروموتور تطبیق داده شوند.

تجهیزات کنترل حرارتی موتور الکتریکی

تجهیزاتی که برای کنترل الکتروموتور بر اساس درجه حرارت کار می کنند شامل یک عنصر حرارتی و وسایل قطع مدار هستند. در بعضی کاربردها، عنصر حرارتی برای قطع در یک درجه حرارت معین کالیبره شده است و در بعضی‌ دیگر، درجه حرارت قطع با نرخ افزایش درجه حرارت زیاد می شود. این تجهیز می تواند پس از آن که الکتروموتور را قطع کرد به طور خودکار بر اثر خنک شدن به حالت اول بر گردد. معمولا این گونه تجهیزات به صورت الکتریکی در مدار فرمان برای کنترل کننده های مغناطیسی بسته شده و سبب قطع جریان تغذیه الکتروموتور می شوند.

عناصر حرارتی مختلف از جمله رله های بی متال، ترموکوپل، سیم پیچی های مقاومتی، مواد نیمه هادی (مانند مقاومت های حرارتی با ضرائب  مثبت یا منفی درجه حرارت) استفاده  می شوند.

کارکرد انواع مختلف آن ها بستگی به انتقال حرارت از سیم پیچی الکتروموتور به عنصر حرارتی دارد. چون عبور حرارت مطرح است لذا اختلاف درجه حرارت بین عنصر حرارتی و سیم پیچی برای یک مورد خاص بستگی به نرخ تغییر درجه حرارت داشته و با نرخ گرم شدن سیم پیچی افزایش می یابد.

اور لود الکتروموتور

اور لود الکتروموتور

تاثیر شرایط بار زیاد بر  دمای سیم پیچ موتور الکتریکی

در شرایط بار زیاد هنگام کارکرد الکتروموتور، نرخ تغییر درجه حرارت سیم پیچی معمولا کند بوده، و تفاوت درجه حرارت بین سیم پیچی و عنصر حرارتی در حداقل می باشد. در این حالت،درجه حرارت عنصر حرارتی مستقیما با درجه حرارت سیم پیچی تغییر نموده و به سادگی آن را دنبال می کند. وقتی که سیم پیچی، عنصر حرارتی را به درجه حرارت کاری آن می رساند، الکتروموتور فرمان توقف می گیرد. برای شرایط قفل روتور، نرخ افزایش در درجه حرارت سیم پیچی بستگی به طراحی الکتروموتور دارد.

حس گرهای حرارتی بی متال

حس گرهای درجه حرارت بی متالی معمولا قادر به دنبال کردن مطلوب درجه حرارت سیم پیچی در هنگام قفل روتور نیستند، و لذا همراه با تجهیزات مکمل دیگر به کار می روند. با استفاده از تجهیزات مکمل بار زیاد و راه اندازی مجدد دستی یا خودکار، فرمان قطع الکتروموتور توسط حفاظت بار زیاد مکمل صورت می گیرد، که جریان خیلی زیاد را در چند سیکل اول توقف الکتروموتور آشکار ساخته و پس از آن، تایمری را به کار می اندازد تا در صورت وجود جریان زیاد به مدت طولانی سبب جدا شدن الکتروموتور از شبکه گردد. در صورت راه اندازی های مکرر، درجه حرارت سیم پیچی زیاد می شود تا وقتی که به درجه حرارت عملکرد ترموستات برسد. در این نقطه، ترموستات قطع شده و سیستم کنترل تا وقتی که سیم پیچی الکتروموتور به درجه حرارت پس گرد ترموستات برسد، خنک می شود و این روند مجددا ادامه می یابد.

حس گر های بی متال تغییر دما موتور الکتریکی

شکلی از حس گرهای درجه حرارت بی متالی که به نرخ تغییر درجه حرارت نیز پاسخ می دهند می توانند حفاظت بر اثر قفل روتور را در صورت هماهنگی صحیح با مشخصه حرارتی الکتروموتور تامین کنند. هر کدام از این سیستم ها قادرند به تامین حفاظت مطمئن سیم پیچی برای راه اندازی خودکار یل دستی و حالت بار زیاد در هنگام کارکرد و قفل روتور خواهند بود.

حسگر هایی چون مقاومت های حرارتی که مقاومت آن ها با درجه حرارت تغییر می کند، از نظر اندازه کوچک هستند و لذا می توانند به طور مستقیم در داخل سیم پیچی قرار داده شوند. این وسایل قادر به دنبال کردن درجه حرارت سیم پیچی در شرایط قفل روتور و نیز بار زیاد در حال کار برای بعضی از الکتروموتور ها هستند، ولی در الکتروموتور های بزرگ ممکن است برای قفل روتور کافی نباشند. تغییر مقاومت، یک سیگنال در مداری ایجاد می نمایند که خروجی آن به صورت سری با مدار گنترلی مغناطیسی الکتروموتور برای قطع جریان تغذیه قرار گرفته است. خروجی می تواند یک تریستور یا یک رله الکترومکانیکی باشد.

حسگرهای مقاومتی بر سه نوع هستند:

  • یک نوع حس گر، مقاومت حرارتی با ضریب مثبت درجه حرارت دارد و در درجه حرارت طراحی، افزایش ناگهانی بزرگی در مقاومت آن رخ می دهد. این تغییر مقاومت جزء ذات ماده به کار رفته بوده و پس از ساخت حس گر، ثابت باقی می ماند. حس گرهایی با نقطه تغییر متفاوت ساخته می شوند تا نیازهای مختلف را بر آورده نمایند.
  • نوع دیگری از حس گر ها از مقاومتی استفاده می کنند که مقاومت آن تقریبا به طآر خطب با درجه حرارت تغییر می کند. حس گر  برای هر درجه حرارت کاری، مقاومت متناظر با آن را ارائه می کند و در مداری که برای یک مقاومت خاص کالیبره شده به کار می رود.
  • نوع سوم حس گر مقاومتی با ضریب منفی درجه حرارت است، که در مدار های شبیه حس گر مقاومتی خطی به کار می رود.

حس گرهای درجه حرارت، حفاظت قفل روتور را برای الکتروموتور هایی که به شرح زیر هستند فراهم نمی آورند:

√الف) از نظر حرارتی به وسیله روتور محدود شده باشند

√ب) دارای استاتور های با نرخ افزایش درجه حرارت فوق العاده سریع باشند.

برای مورد (الف)، روتور به حد درجه حرارت خود قبل از رسیدن استاتور به حد مجاز خود خواهد رسید. در این الکترو موتور ها، حس گر هایی که به درجه حرارت سیم پیچی استاتور پاسخگو باشند، درجه حرارت زیادتر روتور را در یک حد ایمن محدود نخواهد کرد، و وسایل اضافی (نظیر رله های حرارتی بار زیاد برای حس کردن جریان استاتور) توصیه می شوند.

در مورد (ب)، جرم عنصر حرارتی و نحوه نصب آن تعیین کننده تاخیر بین عنصر حرارتی وسیم پیچی است. عناصر حرارتی با جرم کم که با دقت نصب شده باشند قادرند این تاخیر را کم کنند. طرح هایی که به نرخ افزایش درجه حرارت پاسخ می دهند، محدود نرخ حرارتی سیم پیچی  استاتور را که باید در آن حفاظت صورت گیرد، زیاد می کنند.

[psfw slug=”14602″]

تجهیزات کنترل حرارتی با جرم کم موتور الکتریکی

تجهیزاتی از این نوع جریان کامل الکتروموتور را از کنتاکت های خود عبور داده و قادر به قطع تغذیه به صورت مستقیم هستند. آن ها به دلیل محدودیت جا برای الکتروموتور های کوچک کمتر از یک اسب تا حدود ۵ اسب بخار به صورت تک فاز و حدود ۱۰ اسب بخار به صورت سه فاز به کار می روند. تجهیزات قطع مدار شامل یک عنصر حساس حرارتی با عیتر و کنتاکت هایی که قادر به قطع جریان الکتروموتور هستند، خواهند بود. عناصر حرارتی برای شبیه سازی حداکثر درجه حرارت برای سیم پیچی (محدودیت عایق) و باز کردن کنتاکت ها طراحی می شوند.

عبور جریان الکتروموتور از هیتر، درجه حرارت عنصر حرارتی را تقریبا تا درجه حرارت سیم پیچی افزایش می دهد. وقتی که سیم پیچی به حداکثر درجه حرارت مجاز خود رسید، عنصر حرارتی به درجه حرارت کارکرد خود رسیده و مدار الکتریکی را جهت قطع الکتروموتور باز می کند. قرار دادن محافظ در مجاورت یا در داخل سیم پیچی استاتور گرمایش مورد نیاز توسط جریان در محافظ را به حداقل رسانده، و علاوه بر این ، انطباق بهینه درجه حرارت بین محافظ و سیم پیچی را فراهم می سازد.

تعمیر الکتروموتور

تعمیر الکتروموتور

مدار های کنترلی RTD

در بعضی دیگر از مدارات کنترلی RTD ها بین کناره های سیم پیچی استاتور قرار می گیرند تا مداری پاسخگو به درجه حرارت و جریان الکتروموتور را ایجاد کنند. برای عملکرد این سیستم باید همزمان درجه حرارت زیاد و جریان وجود داشته باشند. این وسیله، حفاظت در مقابل قفل روتور، راه اندازی های متوالی، بار زیاد، یا خنک کنندگی نا کافی را فراهم می نماید. تجهیزات حفاظتی دیگر بر اساس یکی از کمیت ها (یعنی جریان زیاد با درجه حرارت زیاد) عمل می کنند.

[psfw slug=”14601″]

 

رله حفاظتی جداگانه اضافه بار

برای الکتروموتور های  با کارکرد دائمی، یک رله حفاظتی جداگانه برای بار زیاد که به جریان الکتروموتور پاسخگو باشد،در استاندارد ANSI/NFPA 70_1996 بخش های ۴۳۰ تا ۴۳۲ مشخص شده است.ضرورت دارد که این رله برای الکتروموتورهایی که افزایش درجه حرارت آن ها نباید از  ℃۴۰ تجاوز کند، یا ضریب سرویس آن ها نباید کمتر از ۱/۱۵ باشد، در کمتر از ۱۲۵% جریان نامی بار کامل قطع کند. برای بقیه الکتروموتور تنظیم رله بار زیاد باید از ۱۱۵% جریان بار کامل بالاتر نباشد.

متداول ترین وسیله برای حفاظت الکترو موتور های کمتر از یک اسب بخار در مقابل بار زیاد، استفاده از رله حرارتی بار زیاد است. این رله وضعیت درجه حرارت داخل سیم پیچی الکترو موتور را توسط جریان در عنصر حرارتی که همراه با جریان الکتروموتور تغییر می گند، شبیه سازی می نمایند.

در حالتی که جریان با دامنه و مدت کافی سبب گرمایش زیاد سیم پیچی الکترو موتور شده، عنصر حرارتی باعث خواهد گردید که کنتاکت کنترل مدار کلید قدرت و مسیر تغذیه الکتروموتور باز شود. کارکرد صحیح آن بستگی به این نکته دارد که افزایش درجه حرارت سیم پیچی ها و دفع حرارت الکتروموتور شبیه رله باشد. یک الکتروموتور با اضافه بار خیلی زیاد باید سریعا از شبکه جدا شود. الکتروموتور با اضافه بار جزئی می تواند به مدت زمان قابل توجهی قبل از بروز درجه حرارتهای زیاد خطرناک، بار را عبور دهد. رله های بار زیاد طوری طراحی می شوند که مشخصات آن ها رابطه جریان_زمان معکوس داشته باشند.

الکتروموتور بزرگ

الکتروموتور بزرگ

در یک نوع متداول رله (نوع اول)

در یک نوع متداول رله عنصرحرارتی سبب گرمایش و انحراف عنصر بی متالی برای عملکرد کنتاکت می شود. این رله می تواند برای پس گرد خودکار یا دستی به کار رود و معمولا جریان قطع آن در یک محدوده کوچک مثلا ۱۰% قابل تنظیم است.

در نوع دیگر رله (نوع دوم)

در نوع دیگر رله عنصر حرارتی سبب ذوب یک اتصال از جنس قلع شده و باعث آزاد شدن ضامنی جهت باز کردن مدار خواهد شد. این نوع رله نیاز به پس گرد دستی داشته و معمولا قابل تنظیم نمی باشد.

نوع سوم رله

نوع سوم رله حرارتی القایی است که از شار تولیدی توسط یک سیم پیچی که جریان الکترو موتور را از خود عبور می دهد برای القای جریانی در سیم پیچی اتصال کوتاه شده ثانویه استفاده می کند تا عنصری را برای قطع واحد گرم نماید.

رله نوع چهارم

رله نوع چهارم از طریق شارژ یک خازن کار می کند. جریان الکتروموتور به وسیله ترانسفورماتور های جریان جداگانه حس گردیده و تبدیل به سیگنال های ولتاژ از طریق مبدل های جریان به ولتاژ می شود. این سیگنال ولتاژ به منطق بار زیاد تزریق می شود، که باعث خروجی اعلام خبر یا قطع خواهد شد. مشخصه زمان بر حسب جریان قطع شبیه تجهیزات  حرارتی بار زیاد است. با این وجود، جهش یا لختی شبیه رله های حرارتی بار زیاد در آن وجود ندارد.

[psfw slug=”14600″]
نکته

حفاظتی که توسط چهار وسیله فوق ایجاد شوند، بستگی به قابلیت آن ها در انعکاس گرمایش حرارتی الکتروموتور دارند. تناسب این تجهیزات برای حفاظت یک الکتروموتور با پوسته T نیاز به مقایسه مشخصات قطع بار زیاد حرارتی با منحنی صدمه حرارتی الکترو موتور و جریان قفل روتور بر اساس زمان نامی دارد.

حفاظت حرارتی برای الکتروموتور های بزرگتر اغلب از طریق استفاده از رله های حفاظتی از رله های حفاظتی ثانویه و کلید قدرت صورت می گیرد.

این رله ها از انواع کلی زیر هستند:

  • رله های بار زیاد حرارتی ۴۹ که از واحدهای بی متالی قرار گرفته در ثانویه ترانسفورماتور جریان استفاده نموده و به این ترتیب به جریان الکتروموتور پاسخ می دهند.
  • رله های درجه حرارتی که از طریق RTD ها (۴۹/۲۶) داخل الکتروموتور کار می کنند.
  • مدارهای تاخیری مقاومت_خازن (RC) که توسط ترانسفورماتور های جریان در سرهای الکتروموتور تغذیه شده یا از ترکیب رله هایی با مدارات تاخیری RC و RTD های داخل الکتروموتور بهره می گیرند.
  • رله های جریان زیاد تاخیری که بر اساس اصل القاء دیسکی کار می کنند.
  • رله های جریان زیاد تاخیری که بر اساس اصل القاء دیسکی کار می کنند.
  • سیستم های بر پایه ریز پردازنده که مشخصات حرارتی الکتروموتور را بازسازی کرده و توابع حفاظتی مناسب را ایجاد می کنند.

[psfw slug=”%d9%85%d8%ad%d8%b5%d9%88%d9%84%d8%a7%d8%aa-%d8%a7%d9%84%da%a9%d8%aa%d8%b1%d9%88%d9%85%d9%88%d8%aa%d9%88%d8%b1-%d9%88-%da%af%db%8c%d8%b1%d8%a8%da%a9%d8%b3″]

 

رله های بار زیاد با جریان نامی یکسان وجود دارند که مشخصات زمان_جریان آن ها با یکدیگر تفاوت دارند تا بتوانند منحنی های گرمایش ماشین های دوار با حدود حرارتی مختلف را تقریب بزنند. چون منحنی های گرمایشی الکتروموتور ها اساسا با یکدیگر فرق می گنند، لذا متداوب است که مشخصات حرارتی الکتروموتور های بزرگ یا مخصوص را از سازنده دریافت نموده و سپس منحنی های رله و الکتروموتور را برای بررسی حفاظت حتصل شده رسم کرد.

الکتروموتور ABB باز

الکتروموتور ABB باز

ترکیب رله های حرارتی

ترکیب کردن رله حرارتی ۴۹ با رله های دیگر، نظیر رله جریان زیاد با تاخیر طولانی ۵۱، ممگن تست برای به دست آوردن حفاظت کامل مورد نیاز باشد. رله های موجود با شکل منحنی های قابل تنظیم اجازه می دهند که منحنی گرمایشی الکترو موتور را خیلی نزدیک به هم منطبق کرد. حس گر های درجه حرارت از طریف حس کردن درجه حرارت سیم پیچی در ماشین های بزرگتر پر تکمیل رله های حرارتی بار زیاد مفید واقع می شوند.

پس از قطع، رله باید قبل از آنکه بتواند پس گرد نماید خنک شود، و این کار زمان لازم برای خنک شدن سیم پیچ یک الکتروموتور را ایجاد می کند. به دلیل جرم کمتر، مشخصه خنک شدن رله معمولا قدری سریعتر از الکتروموتور می باشد.

اگر بار زیاد پایدار باشد، و رله یا به صورت دستی یا خودکار در فواصل مکرر درست گرد نماید، امکان دارد که سیم پیچی الکترو موتور به درجه حرارت خیلی زیادی برسد. به همین دلیل، وقتی که یک رله بار زیاد قطع می کند، باید بازرسی لازم صورت گیرد که آیا وضعیت غیر عادی نظیر بار زیاد یا قطع فاز منبع تغذیه وجود دارد.

نکته

رله نباید در صورت ماندگار بودن بار زیاد به طور متوالی قطع و وصل نماید. رله های حرارتی بار زیاد که توسط جریان الکترو موتور عمل می کنند، الکتروموتور ها را در مقابل گرمایش زیاد ناشی از تهویه نا کافی حفاظت نمی نمایند.

با توجه به این موضوع که دانش و تجربه مهم ترین عامل در بهره برداری می باشد  با استفاده از مقاله های منتشر شده تخصصی گروه صنعتی برقاب صنعت می توانید دانش و اطلاعات خود را در مورد بهره برداری و نگهداری انواع الکتروموتور، الکتروگیربکس، پمپ آب، موتور برق و دیزل ژنراتور، … افزایش دهید.

[smartslider3 slider=”7″]

 

برقاب صنعت


گروه صنعتی برقاب صنعت با ربع قرن تجربه در زمینه فروش و خدمات رسانی انواع موتورآلات و تجهیزات صنعتی کشاورزی مفتخر است. در جهت آسان سازی کسب اطلاعات فنی مهندسی و خرید محصولات برای شما هموطن گرامی فروشگاه آنلاین برقاب صنعت وابسته به گروه صنعتی برقاب صنعت را در اختیار شما هموطن گرامی قرار دهد. تا در هر جای ایران پهناور که در حال کار و زندگی می باشید. به راحتی از خدمات تخصصی فنی و مهندسی و خرید مطمئن بهره مند شوید.

مهندسین ما در واحد فنی منتظر شما هستند. تا در طراحی ، خرید، و انجام انواع پروژه های کشاروزی، صنعتی و ساختمانی ( گلخانه صنعتی، پرورش ماهی، انواع صنایع سبک و سنگین، صنایع شیمیایی، راهسازی، دامداری و دامپروری) دانش کافی و کاربردی را در اختیار شما قرار دهند.

لازم به ذکر است که قیمت ها در فروشگاه آنلاین برقاب صنعت، نازلترین قیمت در بازار است. و مشاورین فنی و تخصصی گروه برقاب صنعت در زمینه های مختلف فعالیت این گروه، اعم از آبرسانی ساختمانی و خانگی توسط پمپ آب های خانگی. ساخت دستگاه های تخصصی توسط الکتروموتور ها و گیربکس ها در صنایع کوچک و بزرگ. کشاورزی و تجهیزات آن در مزارع، باغها، و یا گلخانه ها یا پرورش دام، طیور و آبزیان. راهسازی و ساختمان سازی توسط ابزار و تجهیزات تخصصی، از مجرب ترین و خبره ترین مشاوران تخصصی در آن زمینه هستند. لذا به شما صنعتگر، کشاورز و یا هموطن گرامی این اطمینان اگر می دهیم که با یک بار خرید یا مشاوره مشتری دائم برقاب صنعت خواهید شد.

از اینکه گروه صنعتی برقاب صنعت را برای خرید و کسب اطلاعات فنی و مهندسی انتخاب و اعتماد کرده اید متشکریم.

تهران، خیابان سعدی جنوبی، پاساژ سعدی قدیم واحد ۴٫۶

تلفن تماس: ۳۶۶۱۳۷۷۴