التتابع الحراري للمحرك الكهربائي: مبدأ التشغيل والجهاز وكيفية الاختيار
أثناء تشغيل معدات الطاقة، تتعرض باستمرار للأحمال الزائدة الحالية، مما يقلل من متانتها.الحماية في مثل هذه المواقف عبارة عن مرحل حراري للمحرك الكهربائي، والذي يقوم بإيقاف تشغيل مصدر الطاقة عند ظهور ظروف غير عادية.
نقترح عليك فهم التصميم ومبدأ التشغيل والأنواع والفروق الدقيقة في توصيل أجهزة الحماية. بالإضافة إلى ذلك، سنخبرك بالمعلمات والخصائص التي يجب مراعاتها عند اختيار المرحل الحراري.
محتوى المقال:
تصميم المرحلات الحرارية
المرحلات الحرارية بجميع أنواعها لها جهاز مماثل. العنصر الأكثر أهمية في أي منها هو الشريط الحساس ثنائي المعدن.
تتأثر قيمة التشغيل الحالية بدرجة حرارة البيئة التي يعمل فيها المرحل. زيادة درجة الحرارة تقلل من وقت الاستجابة.
لتقليل هذا التأثير، يختار مطورو الأجهزة أعلى درجة حرارة ثنائية المعدن ممكنة. لنفس الغرض، تم تجهيز بعض المرحلات بلوحة تعويض إضافية.
إذا تم تضمين سخانات نيتشروم في تصميم التتابع، فسيتم توصيلها في دائرة متوازية أو متسلسلة أو متوازية مع لوحة.
يتم تنظيم القيمة الحالية في ثنائية المعدن باستخدام التحويلات. جميع الأجزاء مدمجة في الجسم. تم تثبيت العنصر ثنائي المعدن على شكل حرف U على المحور.
يقع الزنبرك اللولبي على أحد طرفي اللوحة. ويرتكز الطرف الآخر على كتلة عازلة متوازنة، تدور حول محور وهي بمثابة دعامة لجسر اتصال مزود بملامسات فضية.
لتنسيق تيار الإعداد، يتم توصيل اللوحة ثنائية المعدن في طرفها الأيسر بآليتها. يحدث التعديل بسبب التأثير على التشوه الأولي للوحة.
إذا أصبح حجم التيارات الزائدة مساوياً أو أكبر من الإعدادات، فإن الكتلة العازلة تدور تحت تأثير اللوحة. عندما يتم قلبه، يتم إيقاف تشغيل جهة الاتصال المغلقة عادةً بالجهاز.
يعود التتابع تلقائيًا إلى موضعه الأصلي. لا تستغرق عملية الإرجاع الذاتي أكثر من 3 دقائق من لحظة تشغيل الحماية. من الممكن أيضًا إعادة التعيين اليدوي، ويتم توفير مفتاح إعادة تعيين خاص لهذا الغرض.
عند استخدامه، يأخذ الجهاز موضعه الأصلي خلال دقيقة واحدة. لتنشيط الزر، قم بتدويره عكس اتجاه عقارب الساعة حتى يرتفع فوق الجسم. يُشار عادةً إلى تيار التثبيت على اللوحة.
مبدأ تشغيل الجهاز
أداء وظيفة الحماية، قاطع دائرة يفصل دوائر إمداد الطاقة. يختلف المرحل الحراري عنه في أنه عند تجاوز الحمل، فإنه يصدر ببساطة إشارة تحكم. مع هذه الحماية، يتم تبديل التيارات الصغيرة في دائرة تحكم واحدة.
يوجد في الدائرة أمام المرحل الحراري التبديل المغناطيسي. عند فتح الدوائر في حالة الطوارئ، ليست هناك حاجة لتكرار تشغيل المقاول. وبالتالي، لا يتم استهلاك أي مادة لتصنيع مجموعات اتصال الطاقة.
الأكثر شعبية هي الأجهزة المجهزة بألواح ثنائية المعدن. تتكون اللوحة نفسها من عنصرين متشابهين.
أحدهما لديه معامل درجة حرارة كبير، والآخر لديه معامل درجة حرارة أصغر قليلاً. يتناسب هذان المكونان معًا بإحكام.
يتم ضمان هذا التثبيت الصلب عن طريق اللحام أو الدرفلة على الساخن. نظرًا لحقيقة أن اللوحة ثابتة بلا حراك ، فإنها تنحني عند تسخينها نحو العنصر بمعامل درجة حرارة أقل. تم أخذ هذا المبدأ كأساس عند الإنشاء المرحلات الحرارية.
في إنتاجها، يتم استخدام فولاذ الكروم والنيكل والفولاذ غير المغناطيسي، الذي له معامل درجة حرارة عالية. يتم استخدام مركب Invar من النيكل والحديد كمواد ذات قيمة منخفضة لهذه المعلمة.
يتم تسخين اللوحة ثنائية المعدن بواسطة تيارات الحمل. غالبًا ما تتدفق من خلال سخان خاص. هناك أيضًا تسخين مشترك، حيث، بالإضافة إلى الحرارة المنبعثة من المدفأة، يتم تسخين المعدن ثنائي المعدن أيضًا من خلال التيار الذي يمر عبره.
كيفية توصيل التتابع الحراري
يتم تعيين جهة الاتصال المغلقة (المتصلة العادية)، والتي يتم استخدامها لتوصيل الوحدة الحرارية بالمشغل المغناطيسي، على NC أو NC، والتي تشير إلى مغلق بشكل طبيعي. تشير مجموعة الأحرف NO إلى جهة اتصال مفتوحة عادةً.
في دائرة بسيطة، يتم استخدامه لتوفير إشارة تشير إلى أن حماية المحرك قد تعثرت بسبب تجاوز درجة الحرارة العتبة.
عند تطبيقه في دوائر التحكم المعقدة، فإنه قادر على توليد إشارة طوارئ لإلغاء تنشيط الناقل.
يتم تحديد تعيين محطات الموصل بواسطة GOST: مغلق عادة - 95-96، مفتوح عادة - 97-98. يتم توصيل المبدئ بالزوج الأول، ويستخدم الثاني لدوائر الإشارة. بما أن المحرك والمرحل الحراري بحاجة إلى الحماية من دوائر القصر، فيجب أن تحتوي الدائرة على قاطع دائرة.
تشتمل دائرة الجهاز على أزرار "اختبار" و"إيقاف" أو "إعادة ضبط". يتم استخدام الأول للتحقق من الوظيفة، ويتم استخدام الثاني لتعطيل الحماية يدويًا.
باستخدام مفتاح التصويب الدوار، بعد تشغيل الحماية، يتم إعادة تشغيل المحرك الكهربائي. يتم وضع علامة على الغطاء الزجاجي للمنتج ومختوم.
بناءً على نوع الاتصال يمكن تمييز مجموعتين كبيرتين من المرحلات الحرارية:
- المجموعة الأولى - الأجهزة المثبتة خلف المشغل المغناطيسي وتلك المتصلة باستخدام وصلات العبور؛
- المجموعة الثانية - الأجهزة المثبتة مباشرة على موصل البداية.
في الحالة الأخيرة، أثناء بدء التشغيل، يقع الحمل الرئيسي على المقاول.هنا تم تجهيز الوحدة الحرارية بملامسات نحاسية متصلة مباشرة بمدخلات البداية.
يتم توصيل الأسلاك من المحرك بـ TP. يمثل المرحل نفسه في مثل هذه الدائرة وحدة وسيطة تقوم بتحليل التيار المتدفق أثناء العبور إلى المحرك من المبدئ المغناطيسي.
الفروق الدقيقة عند تثبيت الجهاز
يمكن أن تتأثر سرعة استجابة الوحدة الحرارية ليس فقط بالأحمال الزائدة الحالية، ولكن أيضًا بمؤشرات درجة الحرارة الخارجية. ستعمل الحماية حتى في حالة عدم وجود حمل زائد.
ويحدث أيضًا أنه تحت تأثير التهوية القسرية، يتعرض المحرك للحمل الحراري الزائد، لكن الحماية لا تعمل.
لتجنب مثل هذه الظواهر، عليك اتباع توصيات المتخصصين:
- عند اختيار التتابع، ركز على الحد الأقصى لدرجة حرارة التشغيل المسموح بها.
- قم بتثبيت الحماية في نفس الغرفة التي يوجد بها الكائن المحمي.
- للتثبيت، اختر الأماكن التي لا توجد بها مصادر حرارة أو أجهزة تهوية.
- تحتاج إلى تكوين الوحدة الحرارية بناءً على درجة الحرارة المحيطة الفعلية.
- الخيار الأفضل هو وجود تعويض حراري مدمج في تصميم المرحل.
هناك خيار إضافي للمرحل الحراري وهو الحماية في حالة حدوث فشل كامل في إمداد الطاقة. بالنسبة للمحركات ثلاثية الطور، هذه النقطة ذات أهمية خاصة.
إذا كانت هناك مشكلة في إحدى الطورين، فإن المرحلتين الأخريين تأخذان تيارًا أكبر. ونتيجة لذلك، يحدث ارتفاع درجة الحرارة بسرعة، ومن ثم الاغلاق.إذا لم يعمل المرحل بشكل فعال، فقد يفشل كل من المحرك والأسلاك.
أنواع الأجهزة الموجودة
تتضمن فئة المرحلات الحرارية عدة أنواع: TRN، RTL، TRP، RTI، RTT. يتم تحديد استخدام كل منها حسب ميزات التصميم.
التتابع الحالي على مرحلتين (TRN)، تستخدم بشكل أساسي للحماية الكهربائية للمحركات غير المتزامنة ذات الدوار القفص السنجابي. كقاعدة عامة، تعمل من شبكة ذات تصنيف يصل إلى 500 فولت، وتردد 50 هرتز.
تم تجهيز التتابع بآلية التحكم اليدوي في الاتصال. تتيح أبعاد TRN دمجها في الأجهزة الكاملة لكل من المحطات المغلقة والمفتوحة التي تنسق تشغيل محركات الأقراص. إنهم لا يؤدون وظيفة حماية ماس كهربائى ويحتاجون إليها بأنفسهم.
تتابع TRP لديهم آلية مقاومة للاهتزاز وجسم مقاوم للصدمات. مصممة لحماية المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور التي تعمل تحت ظروف الأحمال الميكانيكية الثقيلة.
وهي مصممة لتيار أقصى يبلغ 600 أمبير وجهد أقصى يبلغ 500 فولت، وفي دوائر ذات تيار مباشر - 440 فولت. الأتمتة غير حساسة لدرجة الحرارة الخارجية وتعمل عندما يتجاوز المؤشر 200 درجة مئوية.
أجهزة RTL — ثلاثي الطور، بالإضافة إلى حماية المحرك من الأحمال الزائدة، فإنه يحمي الدوار من التشويش. إنهم يؤمنونها ضد التلف في حالة عدم توازن الطور أثناء بدء التشغيل لفترة طويلة.
إنهم يعملون بشكل مستقل مع كتل طرفية KRL وفي تعديل باستخدام مشغل مغناطيسي PML. نطاق التشغيل الحالي - من 0.10 إلى 86 أ.
الضغط والتحدث - يحمي الجهاز المحركات غير المتزامنة من الزيادات الحالية وعدم توازن الطور والتشويش وحالات الطوارئ الأخرى.يتم استخدامه كجهاز مستقل وكجزء لا يتجزأ من مشغلات PMA وPME.
منتج RTI ثلاثي المراحل تتمتع بنفس وظائف الوظيفة السابقة، ولكنها تستخدم في التعديل مع مشغلات KTM وKMI.
كيفية اختيار التتابع الحراري
يحتاج المحرك إلى مرحل للحماية عندما يكون هناك تهديد محتمل بالحمل الزائد لأسباب تكنولوجية. الحالة الثانية هي الحاجة إلى تحديد وقت بدء التشغيل في ظل ظروف الجهد المنخفض.
وترد هذه المتطلبات في التعليمات ذات الصلة. والذي يحدد طلب تجهيز منتج وقائي مع تأخير زمني. كل هذا يتحقق باستخدام المرحلات الحرارية.
الخصائص الأساسية للأجهزة
البيانات الأساسية لجهاز حماية المحرك هي:
- أداء الاتصال يعتمد على المعلمات الحالية - مؤشر الوقت الحالي.
- تيار التشغيل الذي يتم عنده تشغيل TP.
- الحد من تعديلات الإعداد الحالية. في جميع الأجهزة التي تنتجها الشركات المصنعة المختلفة، تختلف هذه المعلمة قليلاً. تجاوز القيمة الاسمية بنسبة 20% يستلزم تشغيل الجهاز بعد 25 دقيقة.
- القيمة الحالية المقدرة للوحة ثنائية المعدن العاملة. يشير هذا إلى القيمة التي لا يتم إيقاف تشغيل المرحل فوقها على الفور.
- النطاق الحالي الذي يعمل فيه التتابع.
يمكن الحصول على معلومات حول المرحل الحراري من خلال فك رموز علاماته. قد يختلف الرمز الذي يشير إلى نوع التنفيذ.
يتم تنظيم مواقع TPs المحلية بواسطة GOST 15150.ويتأثر عملهم بعوامل مثل الارتفاع فوق مستوى سطح البحر، والاهتزاز، والصدمات، والتسارع.
يعكس المصنعون كل هذه الفروق الدقيقة في وضع العلامات على منتجاتهم. يتضمن بعضها بالإضافة إلى ذلك معلومات حول القدرة على العمل في وجود مواد ضارة وغازات متفجرة.
اختيار الجهاز وفقا للقواعد
تم توضيح متطلبات المرحل الحراري في التعليمات. ويشترط هنا أيضًا أن يكون للحماية تأخير زمني. يتم تلبية جميع الطلبات باستخدام أجهزة خاصة.
عند تحليل خصائص الوقت الحالي لـ TR، من الضروري أن نأخذ في الاعتبار أن التشغيل يمكن أن يحدث من حالة الحرارة الزائدة أو البرودة.
تفترض الحماية التي لا تشوبها شائبة أن المنحنى الذي يصور الاعتماد الأمثل لمدة التدفق الحالي على القيمة الحالية للمرحل والمحرك للتشغيل الخالي من المشاكل للمعدات مختلف. يجب أن يكون الأول أقل من الثاني.
يتم الاختيار الصحيح لمنتج الحماية على أساس معلمة مثل تيار التشغيل المقنن. وترتبط قيمته بتيار الحمل المقدر للمحرك الكهربائي.
تنص كل من المعايير الدولية والمحلية على أن التيار المقنن للمحرك يشبه إعداد تيار تشغيل التتابع الحراري.
وهذا يعني أنه يتم تشغيل الجهاز عند تحميل زائد بنسبة 20 إلى 30% أو عند Iav.x1.2 أو 1.3 في موعد لا يتجاوز 20 دقيقة.
وبناءً على ذلك، يجب أن يتم الاختيار بحيث يتجاوز تيار عدم التشغيل لـ TR التيار المقدر للجسم المغطى بمتوسط 12٪. يتم عرض قيمة In في جواز سفر الجهاز وعلى اللوحة الملحقة بالجسم.
بناءً عليه، يتم تحديد كل من TR والبادئ المقابل له. تتم معايرة مقياس التتابع بالأمبير، وكقاعدة عامة، يتوافق مع القيمة الحالية للإعداد.
ومن الأمثلة على ذلك اختيار مرحل حراري لمحرك غير متزامن متصل بشبكة 380 فولت بقوة 1.5 كيلو واط.
تيار التشغيل المقدر له هو 2.8 أمبير، مما يعني أنه بالنسبة للمرحل الحراري، فإن عتبة التيار ستكون مساوية لـ: 1.2 * 2.8 = 3.36 أمبير. وفقًا للجدول، يجب أن يتم الاختيار على RTL-1008، الذي يتراوح نطاق ضبطه تتراوح من 2.4 إلى 4 أ.
عندما تكون بيانات لوحة المحرك غير معروفة، يتم تحديد التيار باستخدام أجهزة خاصة - مشبك تيار أو مقياس متعدد مع الخيار المناسب. يتم إجراء القياسات في كل مرحلة.
عند الاختيار، من المهم الانتباه إلى الجهد المشار إليه على الجهاز. إذا كنت تخطط لاستخدام ترادف TP-Starter، فأنت بحاجة إلى مراعاة عدد جهات الاتصال.
عند توصيل الجهاز بشبكة ثلاثية الطور، يلزم وجود وحدة تحتوي على وظيفة حماية في حالات احتراق الموصل أو عدم توازن الطور.
استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع
نظام حماية المحرك الفعال:
مكونات المرحل الحراري:
مبدأ التفاعل بين الأجهزة المختلفة في خيارات الاتصال المختلفة للمرحل الحراري هو نفسه. للحصول على توجيه أفضل في المخططات، يجب أن تكون قادرًا على "قراءة" علامات الجهاز.من الناحية المثالية، يجب أن يتم تنفيذ جميع أعمال التوصيل بواسطة فني معتمد للعمل في ظروف الجهد العالي.
هل لديك ما تضيفه، أو لديك أسئلة حول اختيار واستخدام المرحل الحراري؟ يمكنك ترك تعليقات على المنشور والمشاركة في المناقشات ومشاركة تجربتك الخاصة في استخدام الأجهزة. يقع نموذج الاتصال في الكتلة السفلية.
