Villanymotor védelme biztosítékkal és motorvédő kapcsolóval
A villanymotorok biztonságos és megbízható működésének alapja a megfelelő védelem. Az elsődleges védelmi eszközök általában elfogadható szinten megoldják a villanymotorok biztonságos üzemeltetését, de a védelem fokozásával olyan komoly károkat előzhetünk meg, melyekre az alapvédelmek nem feltétlen alkalmasak teljes mértékben.
A háromfázisú, leggyakrabban aszinkron villamos motorok kapcsolása egyszerű esetben kézzel, motorvédő kapcsolóval történik, de nem ritka a nyomógombos be/kikapcsolás sem valamilyen öntartó, pl. mágneskapcsolós (kontaktoros) megoldással és külön hőkioldós védelemmel. Ezek a módszerek és motorvédelmek a villanyszerelői gyakorlat alaptelepítései közé tartozónak tekinthetők.
Motorvédő kapcsolók és hővédelem
A motorvédő kapcsolók villamos motorokkal hajtott fogyasztók áramköreinek védelmére, kapcsolására és leválasztására kifejlesztett készülékek. Ezek a készülékek számos kritikus helyzetben nyújtanak védelmet. A motorvédő kapcsolók a motorok beragadása és túlterhelése, illetve a háromfázisú hálózat egyik fázisának kimaradása esetén is védelmet nyújtanak.
A motor tekercseinek védelmét termikus kioldó (túlterhelés elleni védelem) és elektromágneses gyorskioldó (zárlatvédelem) biztosítja. A (motor)védő kapcsolók elekromágneses elven működő, rövidzárlati áram elleni védelmet adó része. A kioldási áram rendszerint állítható értékű.
A tekercselések hővédelme
A villamos gépek hővédelme alatt a szigetelt tekercsek hővédelmét értjük, amely azonban magában foglalja az aszinkron gépek kalickás forgórészének védelmét is, nem terjed ki viszont más géprészek pl. csapágyak hővédelmére. A tekercselések szigetelőanyagának öregedését az üzemi hőmérséklet jelentősen befolyásolja, a tapasztalat szerint 8 K hőmérsékletnövekedéssel a villamos szigetelőanyagok élettartama közel felére csökken. A hővédelem azon hibák ellen nyújt védelmet, ahol a hiba a tekercselés termikus terhelésének változásával jár, azaz a tekercselés (pl. névlegesnél nagyobb mechanikai túlterhelés, névlegesnél nagyobb vagy kisebb hálózati feszültség, feszültség aszimmetria, fáziskimaradás, magas környezeti hőmérséklet, hűtéskimaradás) hatására túlmelegszik.
Sorento osztómű villanymotor – részletes leírás
Az ikerfémek (termobimetallok) kihajlási jelleggörbéje a motorok melegedési jelleggörbéjéhez hasonló. Az ikerfémes hőrelében a két különböző hőtágulási együtthatójú, két végén ponthegesztett fém alkatrész deformációja, kihajlása vagy elfordulása adja a motorárammal arányos jelet, és áramfüggő késleltetésű lekapcsolást tesz lehetővé.
A hővédelmi rendszerek alapvetően kétféleképpen csoportosíthatók. Az érzékelés jellege szerint lehetnek:
- Közvetett érzékelésűek: amelyek a motorban végbement folyamatokat a motor áramával arányos hőmérséklet formájában képezik le (pl. áramrelék, ikerfémes hőrelék, áramjeladóról működtetett elektronikus készülékek).
- Közvetlen érzékelésűek: amelyek a védett géprész hőmérsékletét érzékelik (pl. termisztorok-, beépített bimetallos kapcsolók, ellenállás-hőmérők, hőelemek stb.).
A különböző fémek kontaktpotenciál-különbségét kihasználó hőérzékelő is alkalmazható. A szakadás vizsgálata általában a „kilámpázás”, vagy a „kicsengetés” módszerével történik. Ennek egyik módszere, hogy a vizsgált tekercset valamint a jelzőműszert (ami lehet voltmérő, lámpa, csengő) sorbakapcsoljuk az áramforrással (pl. egy akkumulátorral). Így lényegében a soros kapcsolású ellenállásmérő műszer elvét alkalmazzuk. Ha a jelzőműszer nem jelez, akkor a fázistekercs szakadt. A szakadás helyét is megállapíthatjuk, ha pl. egy feszültségmérő nem az áramforráshoz kapcsolt sarkával végighaladunk a tekercselés megtapintható pontjain.
Biztosítékok alkalmazása villanymotorok védelmére
A biztosítékok kiválasztása kulcsfontosságú a motorok védelmében. A biztosíték névleges árama eltér az olvadékétól. Ezért a védelmi áramkör és berendezés kiválasztásakor először az olvadék specifikációját kell tisztázni, majd az olvadéknak megfelelően kell kiválasztani a biztosítékot. Szereljen be több különböző névleges áramerősségű olvadékot a bizonyos névleges áramszintű biztosítékba.
Biztosíték kiválasztási elvek
A motorbiztosíték kiválasztása általában a névleges áram 2-2,5-szöröse. Például a 110 kW-os motornak feszültségcsökkentésről kell indulnia, így az alacsony érték kétszerese a névleges áramerősségnek. Összehasonlításképpen, válasszon elektromos fűtést vagy világítást terhelő biztosítékot, általában 1-1,5-szer a névleges áramerősségnél.
Avensis lámpaállító motor javítása
Kiválasztás elve:
- A biztosíték védelmi jellemzőinek meg kell egyeznie a védett objektum túlterhelési jellemzőivel, hogy megbízható védelmet biztosítsanak a teljes görbetartományban.
Gyakorlati példa: Motorcsere és biztosítékok
Egy villanymotor csere során, ahol egy 35 kW-os motor helyére 40 kW-os villanymotor került, az eredeti 80 A-os biztosítékkal végzett próbaindítás eredménytelen volt. Ezt követően 100, majd 125 A-os biztosítékkal folytatódott a próba, de a 125 A-osból is az egyik elszállt a delta váltáskor. Ez a jelenség, hogy csak egy fázisban volt magas, (kioldást okozó) áramérték viszont csoporttévesztésre utal, amikor a "Y" vezetékcsoportból átkeveredik egy másik vezeték "D" csoportba. Ez néha újratekercselés után szokott előfordulni az un. "gyári" bekötésnél, amikor a motor még nem a kapocslécről van kipróbálva és utána kötik el.
A biztosíték alulméretezésére utalhat, ha a három biztosíték közül kettő hőmérséklete közel azonos volt a külső levegő hőmérséklettel, míg a tönkrement biztosíték égetően forró volt. Ebben az esetben a biztosíték értéke villanymotoroknál a névleges áram feletti második biztosítékosztály szerint 160 A lenne szükséges.
A delta váltásnál bekövetkező kioldás lehet a biztosíték aláméretezésén kívül a túl korai váltás vagy a hajtás terhelési jellege (pl. centrifuga, vagy ventillátoroknál ha nem megoldott a szívó vagy nyomó oldali torlasztás az indítás idejére) és az aláméretezett kapcsolók, amikor az ívoltás bizonytalan és váltásnál "összeköp" a csillagponti ív a helyére lépő fázissal. Ez főleg kézikapcsolóknál és nyugvóérintkezős kontaktoroknál fordul elő, amelyeket kifejezetten Y/D kapcsolókban alkalmaznak.
A kábel méretezéssel nincs gond, mert a ventilátor ellátását 50-es rézkábellal csinálták, a mágneskapcsolókat kicserélték nagyobb teljesítményűre. A túl korai váltásra a válasz az volt, hogy gyári értéken van.
Hogyan csökkenthető az áramszámla?
Automata Csillag delta indítás 1
Dugaljvédelem biztosítékkal
Felmerülhet a kérdés, hogy szelektíven hogyan lehet egy dugaljat védeni. Egy lengő bizti foglalattal ez megoldható úgy, hogy a dugalj vagy akár fali kapcsoló mögé rejti az ember. Lehet-e kapni olyan csatlakozó aljzatot/fali kapcsolót, amiben gyárilag van már biztosíték? Van bizony olyan "kapcsoló", amelyben található olvadóbiztosíték, csak ezt dimmernek nevezzük, és itt a triak védelme miatt van alkalmazva. Az ilyen rejtett alkalmazások nem feltétlenül ésszerűek, mert még a hibakeresés is elég bonyolult lehet, ha csak a biztivel párhuzamos glimm-előtét nem jelzi a kiolvadást.
Ez megoldott sportintézményeknél, táblára szerelt, vagy dobozba "integrált" dugaljzat kismegszakító, sőt kismegszakítóval kombinált hibaáramkapcsoló alkalmazásával. Ha netán egy dugaljzat védelme nagyon fontos, annak egyedi leágazást kell csinálni a lakás, iroda, stb. biztosítótáblájától, és azt akár 1-2 A-re is biztosítható lehet, ha az a felhasználás sajátsága miatt ezt kívánná, pl. egy villamos oktatótábla, vagy kísérleti panel csatlakoztatása esetében.
További védelmi lehetőségek és felügyelet
Az áramfelvétel figyelése mellett több háromfázisú villanymotoros alkalmazásnál ügyelni kell a helyes forgásirány biztosítására is a fázissorrend figyelésével, de legalább ilyen fontos a fáziskiesés detektálása, valamint e hibák fellépése esetén a motor leállítása. A védelmi lehetőségek természetesen ezzel nem merültek ki.
Figyelhetjük még pl. a fázisaszimmetria nagyobb mértékű eltéréseit és/vagy egy minimum-maximum feszültségablakot fázisonként. Az sem mindegy, hogy a vezérlő áramkör melyik részén történik a felügyelet. Figyelhetjük a jellemzőket a mágneskapcsoló előtt vagy után, de még biztosabb, ha előtte és utána egyaránt. A módszerrel már a bejövő hálózat hibája esetén sem engedjük a mágneskapcsolót bekapcsolni, azaz a motorra eleve nem kerülhetnek hibás feszültségek. A mágneskapcsoló utáni felügyelettel pedig a mágneskapcsoló kontaktusainak esetleges hibás átadását is detektáljuk. A háromfázisú feszültségek felügyeletén túl további védelmi lehetőség a villanymotor túlmelegedésének figyelése.
tags: #villanymotor #védelme #biztosítékkal #és #motorvédő #kapcsolóval