Системы управления двигателем

Материал из Руководство по устройству электроустановок

Перейти к: навигация , поиск
Общие правила проектирования электроустановок
Подключение к распределительной сети высокого напряжения
Подключение к низковольтной распределительной сети
Руководство по выбору архитектуры сети высокого и низкого напряжения
Распределение в системах низкого напряжения
Защита от поражения электрическим током
Выбор сечения и защита проводников
Низковольтная распределительная аппаратура
Защита от перенапряжений в низковольтных сетях
Энергоэффективность в электрических сетях
Компенсация реактивной мощности и фильтрация гармоник
Управление гармониками
Особые источники питания и нагрузки
Электроустановки жилых помещений и коттеджей
Электромагнитная совместимость (ЭМС)

Содержание


Стандартные функции:

  • Основные функции:

  -  отключение для обслуживания;
  -  управление двигателем (местное или дистанционное);
  -  защита от КЗ;
  -  защита от перегрузки.

  • Дополнительные средства защиты:

  -  тепловая защита посредством непосредственного измерения температуры обмотки;
  -  тепловая защита посредством косвенного измерения температуры обмотки;
  -  непрерывный контроль сопротивления изоляции;
  -  специальные функции защиты двигателя.

  • Специальные устройства управления:

  -  электромеханические пускатели;
  -  устройства защиты и управления;
  -  устройства плавного пуска и торможения;
  -  преобразователи частоты.


Основные функции

Отключение

Необходимо полное или частичное отключение двигателя от сети питания для обеспечения безопасности персонала при проведении техобслуживания. Эта функция выполняется разъединителями. Могут использоваться и другие устройства, предназначенные для обеспечения отключения, такие как разъединители/выключатели.

Управление двигателем

Функция управления двигателем состоит во включении и отключении тока в цепи двигателя. В случае ручного управления эта функция может выполняться автоматическими выключателями или выключателями нагрузки в цепи двигателя. В случае дистанционного управления эта функция выполняется контакторами или пускателями.

Функция управления может также инициироваться другими средствами:

  • защитой от перегрузки;
  • дополнительной защитой;
  • отключением при снижении напряжения (требуется для многих машин).

Функция управления может также выполняться специальными устройствами управления.

Защита от коротких замыканий (КЗ)

  • Междуфазное КЗ

Этот тип повреждения внутри машины крайне редок. Как правило, его причиной является механическое повреждение кабеля, питающего двигатель.

  • Замыкание фазы на землю

Ухудшение состояние изоляции обмотки является основной причиной. Ток такого повреждения зависит от системы заземления. Для системы заземления TN характерен очень высокий ток повреждения, и в большинстве случаев повреждается двигатель. Для других систем заземления защита двигателя обеспечивается посредством защиты от замыкания на землю.

При выборе защиты от КЗ рекомендуется обратить особое внимание на предотвращение срабатывания защиты в период пуска двигателя. Ток включения (пусковой ток) стандартного двигателя в 6-8 раз выше его номинального тока. При повреждении он в 15 раз выше номинального тока. Поэтому пусковой ток не должен интерпретироваться системой защиты как ток повреждения. Кроме того, повреждение в цепи двигателя не должно нарушать работу других цепей. Следовательно селективность мгновенных защит должна обеспечиваться во всех частях электроустановки.

Защита от перегрузки

Механические перегрузки из-за приводимых в движение узлов являются основными причинами перегрузки двигателя. Они приводят к току перегрузки и перегреву двигателя. Срок службы двигателя может сокращаться, и в некоторых случаях двигатель может повреждаться. Поэтому необходимо обнаруживать перегрузку двигателя. Такая защита может обеспечиваться следующими средствами:

  • специальным реле тепловой защиты;
  • специальным термомагнитным выключателем (автомат с комбинированным расцепителем), предназначенным для защиты двигателя;
  • дополнительными средствами защиты (см. ниже), такими как тепловой датчик или электронное реле защиты от повреждения;
  • устройствами плавного пуска или преобразователями частоты (см. ниже).


Дополнительные средства защиты

  • Тепловая защита путем непосредственного измерения температуры обмотки

Обеспечивается термодатчиками, встроенными внутрь обмоток двигателя, и реле.

  • Тепловая защита посредством косвенного определения температуры обмотки

Обеспечивается микропроцессорным реле путем измерения тока и расчетом, учитывающим характеристики двигателей (т.е. термическую постоянную времени).

  • Реле непрерывного контроля сопротивления изоляции или дифференциальным реле защиты от замыканий на землю

Обеспечивают обнаружение и защиту от тока утечки на землю и замыкания на землю, позволяя проводить техобслуживания до выхода двигателя из строя.

  • Специальные функции защиты двигателя

Такие функции, как защита от затянувшегося пуска или торможения, защита от несимметрии, обрыва или неправильного чередования фаз, защита от замыкания на землю, защита от работы без нагрузки, сигнализация перегрева, коммуникация, могут быть обеспечены применением многофункциональных реле.


Специальные устройства управления

  • Электромеханические пускатели (звезда-треугольник, автотрансформатор, реостатные (роторные) пускатели)

Как правило, используются при холостом ходе в течение пускового периода (насос, вентилятор, станок и т.д.).
  -  Преимущества: Хорошее отношение «момент/ток», значительное снижение пускового тока.
  -  Недостатки: Низкий момент при пуске, отсутствие средств регулирования, отключение питания при переходных процессах, требуется 6 жил кабеля.

  • Устройства защиты и управления

Обеспечивают основные перечисленные выше функции в рамках одного блока, а также некоторые дополнительные функции и возможность передачи данных. Кроме того, такие устройства обеспечивают сохранение работоспособности в случае КЗ.

  • Устройства плавного пуска и торможения

Используются для насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров.
  -  Преимущества: Ограничение пика тока, падения напряжения, механических напряжений при пуске двигателя, встроенная тепловая защита, компактность, возможность передачи данных.
  -  Недостатки: Низкий момент в течение пускового периода, повышенное тепловыделение.

  • Преобразователи частоты

Используются для насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров, машин с большим моментом нагрузки, машин с большой инерцией.
  -  Преимущества: Непрерывное регулирование скорости (как правило, в диапазоне 2-130% от номинальной скорости), возможность работы на повышенных скоростях, регулирование ускорения и торможения, высокий момент при пуске и останове, низкий пусковой ток; встроенная тепловая защита, возможность передачи данных.
  -  Недостатки: Повышенное тепловыделение, габариты, стоимость.