Термисторна (позисторна) защита на електродвигатели

Защитата на асинхронните електродвигатели от прегряване традиционно се прилага въз основа на термична защита срещу свръхток. В по -голямата част от работещите двигатели се използва термична защита срещу свръхток, която не отчита точно действителните температурни режими на работа на електродвигателите, както и неговите температурни константи във времето.

При непряка термична защита на асинхронен двигател биметални плочи включват в захранващата верига на намотките на статора на асинхронен електродвигател, а когато се превиши максимално допустимият ток на статора, биметалните плочи при нагряване изключват захранването на статора от източника на захранване.

Недостатъкът на този метод е, че защитата не реагира на температурата на нагряване на намотките на статора, а на количеството отделена топлина, без да се отчита времето за работа в зоната на претоварване и действителните условия на охлаждане на асинхронния двигател. Това не позволява пълно използване на капацитета за претоварване на електродвигателя и намалява производителността на оборудването, работещо в периодичен режим поради фалшиви изключвания.

Сложност на строителството термични релета, недостатъчно висока надеждност на защитните системи, базирани на тях, доведе до създаването на термична защита, която реагира директно на температурата на защитения обект. В този случай температурни сензори са монтирани на намотката на двигателя.

Чувствителни към температурата защитни устройства: термистори, позистори

Като са използвани температурни сензори термистори и позистори — полупроводникови резистори, които променят съпротивлението си с температура…. Термисторите са полупроводникови резистори с голям отрицателен TSC. С повишаване на температурата съпротивлението на термистора намалява, което се използва за веригата на изключване на двигателя. За да се увеличи наклонът на съпротивлението спрямо температурната зависимост, термисторите, залепени към три фази, са свързани паралелно (Фигура 1).

Фигура 1 — Зависимост на съпротивлението на позисторите и термисторите от температурата: а — последователно свързване на позистори; б — паралелно свързване на термистори

Позисторите са нелинейни резистори с положителен TCK. Когато се достигне определена температура, съпротивлението на позистора рязко се увеличава с няколко порядъка.

За да се засили този ефект, последователно се свързват позистори от различни фази. Характеристиките на позисторите са показани на фигурата.

Защитата чрез позистори е по -съвършена. В зависимост от изолационния клас на намотките на двигателя се вземат позитори за температурата на реакция = 105, 115, 130, 145 и 160. Тази температура се нарича температура на класифициране. Позисторът рязко променя съпротивлението при температура за не повече от 12 s. Когато съпротивлението на три последователно свързани позистора трябва да бъде не повече от 1650 ома, при температура тяхното съпротивление трябва да бъде най-малко 4000 ома.

Гарантираният експлоатационен живот на позисторите е 20 000 часа. Конструктивно позисторът е диск с диаметър 3,5 мм и дебелина 1 мм, покрит с емайл от органичен силиций, който създава необходимата влагоустойчивост и електрическа якост на изолацията.

Помислете за защитната верига PTC, показана на фигура 2.

Фигура 2 — Апарат за защита на позистори с ръчно връщане: а — схематична диаграма; b — схема на свързване към двигателя

Контактите 1, 2 на веригата (Фигура 2, а) са свързани към позисторите, монтирани на трите фази на двигателя (Фигура 2, б). Транзисторите VT1, VT2 са включени според тригерната верига на Шмид и работят в ключов режим. Изходното реле K е свързано към колекторната верига на VT3 транзистора на крайния етап, който действа върху намотката на стартера.

При нормална температура на намотката на двигателя и свързаните с него позистори съпротивлението на последните е малко. Съпротивлението между точки 1-2 на веригата също е малко, транзисторът VT1 е затворен (въз основа на малък отрицателен потенциал), транзисторът VT2 е отворен (висок потенциал). Отрицателният потенциал на колектора на транзистора VT3 е малък и е затворен. В този случай токът в бобината на релето K е недостатъчен за неговата работа.

Когато намотката на двигателя се нагрява, съпротивлението на позисторите се увеличава и при определена стойност на това съпротивление отрицателният потенциал на точка 3 достига напрежението на спусъка. Режимът на задействане на релето се осигурява от обратна връзка на излъчвателя (съпротивление във веригата на излъчвателя VT1) и обратна връзка на колектора между колектора VT2 и базата VT1. Когато спусъкът се задейства, VT2 се затваря и VT3 се отваря. Реле K се задейства, затваряйки сигналните вериги и отваряйки електромагнитната верига на стартера, след което намотката на статора се изключва от мрежовото напрежение.

След като двигателят се охлади, стартирането му е възможно след натискане на бутона «връщане», при който спусъка се връща в първоначалното си положение.

В съвременните електродвигатели защитните позистори са монтирани отпред на намотките на двигателя. При по -старите двигатели позисторите могат да бъдат залепени към главата на намотката.

Предимства и недостатъци на термисторната (позисторна) защита

Термочувствителната защита на електродвигателите е за предпочитане в случаите, когато е невъзможно да се определи температурата на електродвигателя с достатъчна точност от тока. Това се отнася по -специално за електродвигатели с дълги периоди на стартиране, чести операции на включване и изключване (периодична работа) или двигатели с променлива скорост (с честотни преобразуватели). Защитата на термистора е ефективна и в случай на силно замърсяване на електродвигатели или повреда на системата за принудително охлаждане.

Недостатъците на термисторната защита са, че не всички видове електродвигатели се произвеждат с термистори или позистори. Това важи особено за електрически двигатели, произведени в страната. Термисторите и позисторите могат да се монтират в електродвигатели само в стационарни работилници. Температурната характеристика на термистора е доста инерционна и силно зависи от температурата на околната среда и от условията на работа на самия електродвигател.

Защитата на термистора изисква специален електронен блок: термисторно защитно устройство за електродвигатели, термично или електронно реле за претоварване, което съдържа блокове за настройка и настройка, както и изходни електромагнитни релета, които се използват за изключване на стартерната бобина или електромагнитно освобождаване.