Termistor (posistor) skydd av elmotorer

Skyddet av asynkrona elmotorer mot överhettning är traditionellt implementerat på basis av termiskt överströmsskydd. I de flesta driftmotorer används termiskt skydd mot överström, vilket inte exakt tar hänsyn till de faktiska driftstemperaturregimerna för elmotorer, såväl som dess temperaturkonstanter över tiden.

I indirekt termiskt skydd av en induktionsmotor bimetallplattor inkludera i matningskretsen för statorlindningarna på en asynkron elektrisk motor, och när den maximalt tillåtna statorströmmen överskrids, stänger bimetallplattorna, när de värms upp, statorförsörjningen från strömkällan.

Nackdelen med denna metod är att skyddet inte reagerar på uppvärmningstemperaturen för statorlindningarna, utan på mängden värme som frigörs, utan att ta hänsyn till drifttiden i överbelastningszonen och de faktiska kylförhållandena för induktionsmotorn .Detta tillåter inte full användning av elmotorns överbelastningskapacitet och minskar prestandan hos utrustning som arbetar i intermittent läge på grund av falska avstängningar.

Konstruktionens komplexitet termiska reläer, otillräckligt hög tillförlitlighet hos skyddssystem baserade på dem ledde till skapandet av termiskt skydd som reagerar direkt på det skyddade objektets temperatur. I detta fall är temperatursensorer monterade på motorlindningen.

Temperaturkänsliga skyddsanordningar: termistorer, posistorer

Genom att använda temperatursensorer termistorer och positroner — halvledarmotstånd som ändrar sitt motstånd med temperaturen... Termistorer är halvledarmotstånd med en stor negativ TSC. När temperaturen ökar minskar termistorns resistans, vilket används för motoravstängningskretsen. För att öka lutningen på motståndet kontra temperaturberoendet kopplas termistorer limmade till tre faser parallellt (Figur 1).

Figur 1 — Beroende av motståndet hos posistorer och termistorer på temperatur: a — Seriekoppling av posistorer; b — Parallellkoppling av termistorer

Posistorer är olinjära motstånd med en positiv TCK. När en viss temperatur uppnås ökar motståndet hos posistorn kraftigt med flera storleksordningar.

För att förstärka denna effekt kopplas posistorer av olika faser i serie. Posistorernas egenskaper visas i figuren.

Skyddet genom positörer är mer perfekt. Beroende på motorlindningarnas isoleringsklass tas reaktionstemperaturlägen = 105, 115, 130, 145 och 160.Denna temperatur kallas klassificeringstemperaturen. Posistorn ändrar sitt motstånd kraftigt vid temperatur på inte mer än 12 s. När motståndet för tre seriekopplade posistorer inte bör vara mer än 1650 ohm, bör deras motstånd vid temperatur vara minst 4000 ohm.

Posistorns garanterade livslängd är 20 000 timmar. Strukturellt är posistorn en skiva med en diameter på 3,5 mm och en tjocklek på 1 mm, täckt med organisk kiselemalj, vilket skapar den nödvändiga fuktmotståndet och den elektriska styrkan hos isoleringen.

Tänk på PTC-skyddskretsen som visas i figur 2.

Figur 2 — Apparat för att skydda positorer med manuell retur: a — schematiskt diagram; b — anslutningsschema till motorn

Kontakterna 1, 2 i kretsen (Figur 2, a) är anslutna till posistorerna monterade på motorns tre faser (Figur 2, b). Transistorerna VT1, VT2 slås på enligt Schmid-triggerkretsen och arbetar i nyckelläge. Utgångsreläet K är anslutet till kollektorkretsen för slutstegstransistorn VT3, som verkar på startlindningen.

Vid normal temperatur på motorns lindning och dess tillhörande positorer är motståndet hos den senare liten. Resistansen mellan punkterna 1-2 i kretsen är också liten, transistorn VT1 är stängd (baserat på en liten negativ potential), transistorn VT2 är öppen (hög potential). Den negativa potentialen för kollektorn på transistorn VT3 är liten och stängd. I detta fall är strömmen i reläets K spole otillräcklig för dess funktion.

När motorlindningen värms upp ökar resistansen hos positorerna, och vid ett visst värde av detta motstånd når den negativa potentialen för punkt 3 triggerspänningen. Relädriftsläget tillhandahålls av emitteråterkoppling (motstånd i emitterkretsen VT1) och kollektoråterkoppling mellan kollektorn VT2 och basen VT1. När avtryckaren aktiveras stänger VT2 och VT3 öppnas. Relä K aktiveras, stänger signalkretsarna och öppnar startmotorns elektromagnetiska krets, varefter statorlindningen kopplas bort från nätspänningen.

Efter att motorn har svalnat kan den startas efter att ha tryckt på «retur»-knappen, som återställer avtryckaren till sitt ursprungliga läge.

I moderna elmotorer är skyddspositionerna monterade framför motorlindningarna. På äldre motorer kan posistorerna vara limmade på spolhuvudet.

Fördelar och nackdelar med termistor (posistor) skydd

Värmekänsligt skydd av elmotorer är att föredra i fall där det är omöjligt att bestämma temperaturen på elmotorn med tillräcklig noggrannhet från strömmen. Detta gäller särskilt elmotorer med långa startperioder, frekventa till- och frånkopplingar (periodisk drift) eller motorer med variabel hastighet (med frekvensomformare). Termistorskyddet är också effektivt vid kraftig nedsmutsning av elmotorer eller fel på det forcerade kylsystemet.

Nackdelarna med termistorskydd är att inte alla typer av elmotorer tillverkas med termistorer eller posistorer.Detta gäller särskilt för inhemskt producerade elmotorer. Termistorer och posistorer kan endast installeras i elmotorer i stationära verkstäder. Temperaturkarakteristiken för termistorn är ganska trög och beror starkt på omgivningstemperaturen och driftsförhållandena för själva elmotorn.

Termistorskydd kräver ett speciellt elektroniskt block: en termistorskyddsanordning för elmotorer, ett termiskt eller elektroniskt överbelastningsrelä, som innehåller justerings- och justeringsblock, samt utgående elektromagnetiska reläer, som används för att stänga av startspolen eller elektromagnetisk utlösning.