Выбор аппаратуры управления, защиты, регулирования, контроля параметров и перемещения для надёжной безаварийной работы электропривода, страница 2

Защита от перегрузки должна действовать на отключение электропривода, на сигнал (световой, звуковой или комбинация этих видов сигналов) или разгрузку механизма, если разгрузка возможна.

          Применение защиты от перегрузки не требуется для электроприводов с повторно-кратковременным режимом работы (S3). На синхронных электродвигателях (при невозможности втягивания в синхронизм с полной нагрузкой) дополнительно должна предусматриваться защита от асинхронного режима (режим «выпадения из синхронизма»), которая реализуется с помощью защиты от перегрузки по току статора.

          3.1.1 Максимально-токовая защита электроприводов

Номинальные токи плавких вставок предохранителей и расцепителей автоматических выключателей и защитных максимально-токовых реле при реализации максимально-токовой защиты должны выбираться таким образом, чтобы надёжно обеспечивалось отключение короткого замыкания на зажимах электродвигателя. Вместе с тем электродвигатели при нормальных для данной электроустановки колебаниях тока (пиках технологических нагрузок, пусковых токах, токах самозапуска и т.п.) не должны отключаться максимально-токовой защитой.

          Условием выбора номинального тока вставок плавких предохранителей являются следующие условия:

-  для лёгких условий пуска асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором

I _{пл. вст.} ≥ 0,4 I _{п. дв.}  ,                                                                       (3.1)

-  для тяжёлых условий пуска асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором

I _{пл. вст.} ≥ (0,5 ¸ 0,6) I _{п. дв.} ,                                                             (3.2)

-  для асинхронного электродвигателя с фазным ротором

I _{пл. вст.} ≥ ( 1,0 ¸ 1,25 ) I _{ном. дв.} ,                                                 (3.3)

-  для электродвигателя постоянного тока

I _{пл. вст.} ≥ ( 1,0 ¸ 1,3 ) I _{ном. дв.} ,                                                   (3.4)

-  для группы электродвигателей

I _{пл. вст.} ≥ 0,4 [ ∑ I_{ном дв.}+ ( I_п. – I_ном.)] ,                                           (3.5)

-  для потребителей схем управления

I _{пл. вст.}  = 2,5 I_{у. ∑} ,                                                                      (3.6)

где     I _{пл. вст.} – ток плавкой вставки предохранителя, А;

          I _{п. дв.} – пусковой ток электродвигателя, А;

          I _{ном. дв.} – номинальный ток электродвигателя, А;

          I _п. – пусковой ток двигателя наибольшей мощности в группе, А;

I _ном. – номинальный ток двигателя наибольшей мощности в группе, А;

∑I_{ном дв} -  сумма номинальных токов одновременно работающих двига-
                            телей в группе, А;

I_у.∑ - суммарный ток максимального количества одновременно
                        включенных потребителей в схеме управления, А.

Для асинхронных двигателей с фазным ротором и двигателей постоянного тока (ДПТ) ступени разгона чаще всего рассчитывают таким образом, чтобы выполнялось условие I_пуск. = 2I_ном.дв. Если производится прямой пуск данных двигателей, то в этом случае выбор тока плавкой вставки производится с учётом пускового тока электродвигателя, т.е. в формулах (3.3, 3.4) ток I _ном.дв заменяется на I _{пуск. дв}.

Таким образом, для двигателей механизмов с лёгкими условиями пуска отношение пускового тока электродвигателя к номинальному току плавкой вставки должно быть не менее 2,5, а для электродвигателей  механизмов с тяжёлыми условиями пуска это отношение должно быть равным от 2,0 до 1,6. Следует сказать, что лёгкими условиями пуска являются условия, при которых пуск электропривода осуществляется без нагрузки (вхолостую) или когда пуск длится не более 5 - 10 секунд. В данных условиях пуска работают электроприводы механизмов резания деревообрабатывающих и металло-обрабатывающих станков, механизмы подачи станков и другое станочное оборудование с малыми моментами инерции.

Тяжёлыми условиями пуска считаются условия, когда имеется наличие одного из факторов: пуск под нагрузкой, близкой к номинальной нагрузке, время пуска составляет от 5 - 10 до 40 секунд и высокая цикличность пусков (число пусков в единицу времени).

При реализации максимально-токовой защиты при помощи воздушных автоматических выключателей условиями выбора уставок расцепителей являются следующие условия:

-  для АД с короткозамкнутым ротором

I_{уст. э. м. р.} ≥ ( 1,2 ¸ 1,3) I_{пуск. дв}  ,                                                     (3.7)

-  для АД с фазным ротором и ДПТ

I_{уст. э. м. р.} = ( 2 ¸ 2,5) I_{ном. дв} ,                                                     (3.8)

-  для потребителей схем управления

I_{уст. э. м. р.}  = 2,5 I_{у. ∑} ,                                                                  (3.9)

-  для группы силовых (двигательных) электроприёмников

I_{уст. э. м. р.} ≥  1,2 (I_{п. гр} + I_max) _,                                                     (3.10)

где     I_{п. гр} – пусковой ток электродвигателей в группе, А;  

I_{уст. э. м. р} – ток уставки электромагнитного расцепителя автоматичес-
                                кого выключателя, А;

          I _max – наибольший суммарный ток группы двигателей в номинальном
                      режиме, А.

          Меньшие значения коэффициентов выбираются для нормальных (лёгких) условий пуска, большие значения – для тяжёлых условий пуска.          Чаще всего максимально-токовые реле защиты выбираются при работе электропривода в режиме S3 и для определения численных значений уставок срабатывания реле пользуются формулами (3.7, 3.8, 3.9).

3.1.2 Тепловая защита электроприводов

Тепловая защита (защита от перегрузки) обеспечивает отключение электродвигателя в случае длительно действующей перегрузки рабочей машины. Если при длительно действующей перегрузке электропривода не произвести его отключение, то в этом случае значительный ток, протекающий по обмотке статора (якоря), вызовет нагрев обмотки выше допустимого значения. Это может вызвать повреждение изоляции обмотки, что в свою очередь выведет двигатель из строя. Как было сказано выше при продолжительном режиме работы (S1) для защиты от перегрузки используют чаще всего тепловые реле (рисунок 3.2б) и автоматические выключатели с тепловыми расцепителями (рисунок 3.2а).