Termistor (posistor) beskyttelse av elektriske motorer

Beskyttelsen av asynkrone elektriske motorer mot overoppheting er tradisjonelt implementert på grunnlag av termisk overstrømsbeskyttelse. I de fleste driftsmotorer brukes termisk beskyttelse mot overstrøm, som ikke tar nøyaktig hensyn til de faktiske driftstemperaturregimene til elektriske motorer, så vel som dens temperaturkonstanter over tid.

I indirekte termisk beskyttelse av en induksjonsmotor bimetallplater inkludere i forsyningskretsen til statorviklingene til en asynkron elektrisk motor, og når den maksimalt tillatte statorstrømmen overskrides, slår bimetallplatene, når de er oppvarmet, av statorforsyningen fra strømkilden.

Ulempen med denne metoden er at beskyttelsen ikke reagerer på oppvarmingstemperaturen til statorviklingene, men på mengden varme som frigjøres, uten å ta hensyn til driftstiden i overbelastningssonen og de faktiske kjøleforholdene til induksjonsmotoren. .Dette tillater ikke full bruk av overbelastningskapasiteten til den elektriske motoren og reduserer ytelsen til utstyr som opererer i intermitterende modus på grunn av falske nedstengninger.

Konstruksjonens kompleksitet termiske reléer, utilstrekkelig høy pålitelighet av beskyttelsessystemer basert på dem førte til opprettelsen av termisk beskyttelse som reagerer direkte på temperaturen til det beskyttede objektet. I dette tilfellet er temperatursensorer montert på motorviklingen.

Temperaturfølsomme beskyttelsesenheter: termistorer, posistorer

Ved å bruke temperatursensorer termistorer og positroner - halvledermotstander som endrer motstanden med temperaturen... Termistorer er halvledermotstander med en stor negativ TSC. Når temperaturen øker, reduseres motstanden til termistoren, som brukes til motoravstengningskretsen. For å øke stigningen på motstanden kontra temperaturavhengigheten, kobles termistorer limt til tre faser parallelt (figur 1).

Figur 1 — Avhengighet av motstanden til posistorer og termistorer på temperatur: a — seriekobling av posistorer; b — parallellkobling av termistorer

Posistorer er ikke-lineære motstander med en positiv TCK. Når en viss temperatur er nådd, øker motstanden til posistoren kraftig med flere størrelsesordener.

For å forsterke denne effekten er posistorer av forskjellige faser koblet i serie. Karakteristikkene til posistorene er vist i figuren.

Beskyttelsen gjennom positorer er mer perfekt. Avhengig av isolasjonsklassen til motorviklingene, tas reaksjonstemperaturposisjoner = 105, 115, 130, 145 og 160.Denne temperaturen kalles klassifiseringstemperaturen. Posistoren endrer motstanden kraftig ved temperatur på ikke mer enn 12 s. Når motstanden til tre seriekoblede posistorer ikke skal være mer enn 1650 ohm, skal motstanden ved temperatur være minst 4000 ohm.

Posistorens garanterte levetid er 20 000 timer. Strukturelt er posistoren en skive med en diameter på 3,5 mm og en tykkelse på 1 mm, dekket med organisk silisiumemalje, som skaper nødvendig fuktmotstand og elektrisk styrke til isolasjonen.

Vurder PTC-beskyttelseskretsen vist i figur 2.

Figur 2 — Apparat for å beskytte positorer med manuell retur: a — skjematisk diagram; b — koblingsskjema til motoren

Kontaktene 1, 2 av kretsen (Figur 2, a) er koblet til posistorene montert på de tre fasene til motoren (Figur 2, b). Transistorene VT1, VT2 er slått på i henhold til Schmid-utløserkretsen og fungerer i nøkkelmodus. Utgangsreléet K er koblet til kollektorkretsen til sluttrinnstransistoren VT3, som virker på startviklingen.

Ved normal temperatur på viklingen til motoren og dens tilhørende positorer, er motstanden til sistnevnte liten. Motstanden mellom punktene 1-2 i kretsen er også liten, transistoren VT1 er lukket (basert på et lite negativt potensial), transistoren VT2 er åpen (høyt potensial). Det negative potensialet til kollektoren til transistoren VT3 er lite og lukket. I dette tilfellet er strømmen i spolen til reléet K utilstrekkelig for driften.

Når motorviklingen varmes opp, øker motstanden til positorene, og ved en viss verdi av denne motstanden når det negative potensialet til punkt 3 triggerspenningen. Relédriftsmodusen tilveiebringes av emittertilbakemelding (motstand i emitterkretsen VT1) og kollektortilbakemelding mellom kollektor VT2 og base VT1. Når utløseren aktiveres, lukkes VT2 og VT3 åpnes. Relé K aktiveres, lukker signalkretsene og åpner starterens elektromagnetiske krets, hvoretter statorviklingen kobles fra nettspenningen.

Etter at motoren er avkjølt, kan den startes etter å ha trykket på «retur»-knappen, som setter avtrekkeren tilbake til utgangsposisjonen.

I moderne elektriske motorer er beskyttelsesposisjonene montert foran motorviklingene. På eldre motorer kan posistorene være limt til spolehodet.

Fordeler og ulemper med termistor (posistor) beskyttelse

Termosensitiv beskyttelse av elektriske motorer er å foretrekke i tilfeller der det er umulig å bestemme temperaturen på den elektriske motoren med tilstrekkelig nøyaktighet fra strømmen. Dette gjelder spesielt elektriske motorer med lange startperioder, hyppige inn- og utkoblingsoperasjoner (periodisk drift) eller motorer med variabel hastighet (med frekvensomformere). Termistorbeskyttelsen er også effektiv i tilfelle kraftig forurensning av elektriske motorer eller svikt i det tvungne kjølesystemet.

Ulempene med termistorbeskyttelse er at ikke alle typer elektriske motorer er produsert med termistorer eller posistorer.Dette gjelder spesielt for innenlandsproduserte elektriske motorer. Termistorer og posistorer kan kun installeres i elektriske motorer i stasjonære verksteder. Temperaturkarakteristikken til termistoren er ganske treg og avhenger sterkt av omgivelsestemperaturen og driftsforholdene til selve den elektriske motoren.

Termistorbeskyttelse krever en spesiell elektronisk blokk: en termistorbeskyttelsesenhet for elektriske motorer, et termisk eller elektronisk overbelastningsrelé, som inneholder justerings- og justeringsblokker, samt elektromagnetiske utgangsreléer, som brukes til å slå av startspolen eller elektromagnetisk utløser.