المرحل الحراري: مبدأ التشغيل، الأنواع، مخطط التوصيل + التعديل ووضع العلامات

تعتمد المتانة والموثوقية التشغيلية لأي تركيب بمحرك كهربائي على عوامل مختلفة. ومع ذلك، فإن الأحمال الزائدة الحالية تؤثر بشكل كبير على عمر المحرك.لتحذيرهم، يتم توصيل التتابع الحراري، وحماية عنصر العمل الرئيسي للآلة الكهربائية.

سنخبرك بكيفية اختيار جهاز يتنبأ بحالات الطوارئ الوشيكة عند تجاوز الحد الأقصى للقيم الحالية المسموح بها. تصف المقالة التي قدمناها مبدأ التشغيل، وتوفر الأصناف وخصائصها. يتم تقديم المشورة بشأن الاتصال والتكوين المناسب.

لماذا هناك حاجة إلى أجهزة الحماية؟

حتى لو تم تصميم المحرك الكهربائي واستخدامه بشكل صحيح دون انتهاك قواعد التشغيل الأساسية، فهناك دائمًا احتمال حدوث أعطال.

تشمل أوضاع التشغيل في حالات الطوارئ دوائر قصيرة أحادية الطور ومتعددة الطور، والحمل الزائد الحراري للمعدات الكهربائية، وتشويش الدوار وتدمير وحدة المحمل، وفقدان الطور.

عند العمل تحت أحمال عالية، يستهلك المحرك الكهربائي كمية هائلة من الكهرباء. وعندما يتم تجاوز الجهد المقنن بانتظام، ترتفع درجة حرارة الجهاز بشكل مكثف.

ونتيجة لذلك، فإن العزل يتآكل بسرعة، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في عمر الخدمة للمنشآت الكهروميكانيكية. للقضاء على مثل هذه الحالات، يتم توصيل مرحل الحماية الحرارية بدائرة التيار الكهربائي. وتتمثل مهمتها الرئيسية في ضمان التشغيل الطبيعي للمستهلكين.

يقومون بإيقاف تشغيل المحرك مع تأخير زمني معين، وفي بعض الحالات على الفور، لمنع تدمير العزل أو تلف الأجزاء الفردية من التركيبات الكهربائية.

يحمي التتابع الحالي المحرك الكهربائي باستمرار من فشل الطور والأحمال الزائدة التكنولوجية، فضلاً عن فرملة الدوار. هذه هي الأسباب الرئيسية لحدوث حالات الطوارئ

من أجل منع انخفاض مقاومة العزل، يتم استخدام أجهزة إيقاف الحماية، ولكن إذا كانت المهمة هي منع فشل التبريد، يتم توصيل أجهزة خاصة ذات حماية حرارية مدمجة.

تصميم ومبدأ تشغيل TR

من الناحية الهيكلية، يعتبر المرحل الكهروحراري القياسي جهازًا صغيرًا يتكون من لوحة حساسة ثنائية المعدن، وملف تسخين، ونظام زنبركي رافعة، واتصالات كهربائية.

تُصنع اللوحة ثنائية المعدن من معدنين مختلفين، عادةً الفولاذ الإينفار والنيكل والكروم، ويتم ربطهما معًا بقوة عن طريق عملية اللحام. يتمتع أحد المعادن بمعامل درجة حرارة تمدد أعلى من الآخر، لذلك يسخن بمعدلات مختلفة.

أثناء الحمل الزائد الحالي، ينحني الجزء غير المثبت من اللوحة نحو المادة ذات معامل تمدد حراري أقل. يؤدي هذا إلى ممارسة قوة على نظام الاتصال في جهاز الحماية وينشط إيقاف التركيبات الكهربائية في حالة ارتفاع درجة الحرارة.

تحتوي معظم نماذج المرحلات الحرارية الميكانيكية على مجموعتين من جهات الاتصال. زوج واحد مفتوح عادة، والآخر مغلق بشكل دائم. عند تشغيل جهاز الحماية، تتغير حالة جهات الاتصال. الأولى تغلق، والثانية تصبح مفتوحة.

تستخدم أجهزة TR الإلكترونية أجهزة استشعار خاصة وتحقيقات حساسة تستجيب للتيار المتزايد.تتم برمجة المعالج الدقيق لهذه الأجهزة الواقية بمعلمات تحدد المواقف عندما يكون من الضروري إيقاف تشغيل مصدر الطاقة

يتم الكشف عن التيار بواسطة محول متكامل، وبعد ذلك تقوم الأجهزة الإلكترونية بمعالجة البيانات المستلمة. إذا كانت القيمة الحالية أكبر حاليًا من الإعداد، فسيتم نقل النبض على الفور مباشرة إلى المفتاح.

من خلال فتح الموصل الخارجي، يقوم المرحل المزود بآلية إلكترونية بحظر الحمل. الذات التتابع الحراري للمحرك الكهربائي مثبتة على المقاولين.

يمكن تسخين الشريط ثنائي المعدن مباشرة - بسبب تأثير تيار الحمل الأقصى على الشريط المعدني أو بشكل غير مباشر باستخدام عنصر حراري منفصل. غالبًا ما يتم دمج هذه المبادئ في جهاز واحد للحماية الحرارية. مع التسخين المشترك، يتمتع الجهاز بخصائص أداء أفضل.

بعد التبريد، تعود اللوحة إلى حالتها الأصلية. يتم إغلاق جهات الاتصال تلقائيًا أو تحتاج إلى إجبارها على الإغلاق

الخصائص الأساسية للتتابع الحالي

السمة الرئيسية لمفتاح الحماية الحرارية هي الاعتماد الواضح لوقت الاستجابة على التيار المتدفق من خلاله - كلما زادت القيمة، زادت سرعة تشغيله. يشير هذا إلى وجود جمود معين لعنصر التتابع.

توجيه حركة الجسيمات الحاملة للشحنة عبر أي جهاز كهربائي، مضخة الدورة الدموية وغلاية كهربائية تولد الحرارة. عند التصنيف الحالي، تميل المدة المسموح بها إلى ما لا نهاية.

وعند تجاوز القيم الاسمية، ترتفع درجة الحرارة في المعدات، مما يؤدي إلى تآكل العزل قبل الأوان.

تعمل الدائرة المكسورة على منع المزيد من ارتفاع درجات الحرارة على الفور.وهذا يجعل من الممكن منع ارتفاع درجة حرارة المحرك ومنع حدوث عطل طارئ في التركيبات الكهربائية.

يعد الحمل المقنن للمحرك نفسه عاملاً رئيسياً في تحديد اختيار الجهاز. يشير المؤشر في نطاق 1.2-1.3 إلى التشغيل الناجح مع الحمل الزائد الحالي بنسبة 30% خلال فترة زمنية قدرها 1200 ثانية.

يمكن أن تؤثر مدة التحميل الزائد سلبًا على حالة المعدات الكهربائية - مع التعرض قصير المدى لمدة 5-10 دقائق، يتم تسخين ملف المحرك فقط، الذي يحتوي على كتلة صغيرة. وإذا استمر لفترة طويلة، يسخن المحرك بأكمله، مما قد يؤدي إلى أضرار جسيمة. أو قد يكون من الضروري استبدال المعدات المحترقة بأخرى جديدة.

من أجل حماية الكائن قدر الإمكان من الحمل الزائد، يجب عليك استخدام مرحل الحماية الحرارية خصيصًا له، والذي يتوافق وقت الاستجابة مع الحد الأقصى المسموح به لتصنيفات الحمل الزائد لمحرك كهربائي معين.

في الممارسة العملية، جمع تتابع التحكم في الجهد لكل نوع من المحركات غير عملي. يتم استخدام عنصر ترحيل واحد لحماية المحركات ذات التصميمات المختلفة. وفي الوقت نفسه، من المستحيل ضمان حماية موثوقة خلال فترة التشغيل الكاملة المحدودة بالحد الأدنى والحد الأقصى للحمل.

الزيادة في المؤشرات الحالية لا تؤدي على الفور إلى حالة طوارئ خطيرة للمعدات. سوف يستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن يصل الجزء الدوار والجزء الثابت إلى درجة الحرارة القصوى.

لذلك، ليس من الضروري تمامًا أن يتفاعل جهاز الحماية مع كل زيادة في التيار، حتى وإن كانت طفيفة. يجب أن يقوم المرحل بإيقاف تشغيل المحرك الكهربائي فقط في الحالات التي يكون فيها خطر التآكل السريع للطبقة العازلة.

أنواع مرحلات الحماية الحرارية

هناك عدة أنواع من المرحلات لحماية المحركات الكهربائية من فشل الطور والحمل الزائد للتيار. وتختلف جميعها في ميزات التصميم ونوع MP المستخدم واستخدامها في المحركات المختلفة.

الحزب الراديكالي الراديكالي. جهاز تبديل أحادي القطب مع نظام تسخين مشترك. مصممة لحماية المحركات الكهربائية غير المتزامنة ثلاثية الطور من الأحمال الزائدة الحالية. يستخدم TRP في شبكات الطاقة DC ذات الجهد الأساسي في ظل ظروف التشغيل العادية لا يزيد عن 440 فولت. وهو مقاوم للاهتزازات والصدمات.

من اليمين إلى اليسار. توفير الحماية للمحرك في الحالات التالية:

• عند فشل إحدى المراحل الثلاث؛
• عدم التماثل في التيارات والأحمال الزائدة.
• بداية متأخرة
• التشويش على المشغل.

يمكن تركيبها مع أطراف KRL بشكل منفصل عن المشغلات المغناطيسية أو تركيبها مباشرة على PML. مثبتة على قضبان من النوع القياسي، فئة الحماية – IP20.

الضغط والتحدث. إنها تحمي الآلات ثلاثية الطور غير المتزامنة ذات الدوار ذو القفص السنجابي من البداية المتأخرة للآلية، والأحمال الزائدة لفترات طويلة وعدم التماثل، أي عدم توازن الطور.

يمكن استخدام RTTs كمكونات في العديد من دوائر التحكم في المحرك الكهربائي، بالإضافة إلى دمجها في مشغلات سلسلة PMA

TRN. مفاتيح ثنائية الطور تتحكم في بدء تشغيل التركيبات الكهربائية ووضع تشغيل المحرك. إنها مستقلة عمليًا عن درجة الحرارة المحيطة، ولديها فقط نظام لإعادة جهات الاتصال يدويًا إلى حالتها الأولية. ويمكن استخدامها في شبكات العاصمة.

RTI. أجهزة التبديل الكهربائية ذات استهلاك ثابت وإن كان صغيرًا للكهرباء. مثبتة على موصلات سلسلة KMI. العمل مع الصمامات/مفاتيح تلقائية.

مرحلات الحالة الصلبة الحالية. إنها أجهزة إلكترونية صغيرة ثلاثية الطور بدون أجزاء متحركة.

إنها تعمل على مبدأ حساب متوسط ​​​​قيم درجات حرارة المحرك، ولهذا الغرض يتم مراقبة التشغيل وبدء التشغيل باستمرار. وهي مقاومة للتغيرات في البيئة، وبالتالي تستخدم في المناطق الخطرة.

رتك. مفاتيح التشغيل للتحكم في درجة الحرارة في مساكن المعدات الكهربائية. يتم استخدامها في دوائر الأتمتة حيث تعمل المرحلات الحرارية كمكونات.

لضمان التشغيل الموثوق للمعدات الكهربائية، يجب أن يتمتع عنصر الترحيل بصفات مثل الحساسية والسرعة، فضلاً عن الانتقائية

من المهم أن تتذكر أن أيًا من الأجهزة التي تمت مناقشتها أعلاه ليس مناسبًا لحماية الدوائر من الدوائر القصيرة.

تمنع أجهزة الحماية الحرارية فقط حالات الطوارئ التي تحدث أثناء التشغيل غير الطبيعي للآلية أو التحميل الزائد.

قد تحترق المعدات الكهربائية حتى قبل أن يبدأ تشغيل المرحل. للحصول على حماية شاملة، يجب استكمالها بصمامات أو قواطع دوائر مدمجة ذات تصميم معياري.

الاتصال والتعديل ووضع العلامات

جهاز تبديل الحمل الزائد، على عكس قاطع الدائرة الكهربائية، لا يقطع دائرة الطاقة مباشرة، ولكنه يرسل فقط إشارة لإغلاق المنشأة مؤقتًا في وضع الطوارئ. تعمل جهة الاتصال التي يتم تبديلها عادةً كزر "إيقاف" للموصل ويتم توصيله في دائرة متسلسلة.

مخطط اتصال الجهاز

في تصميم المرحل، ليست هناك حاجة لتكرار جميع وظائف موصلات الطاقة تمامًا عند التشغيل الناجح، نظرًا لأنه متصل مباشرة بـ MP. يسمح هذا التصميم بتوفير كبير في المواد اللازمة لجهات اتصال الطاقة. من الأسهل بكثير توصيل تيار صغير في دائرة التحكم بدلاً من فصل ثلاث مراحل على الفور بأخرى كبيرة.

في العديد من مخططات توصيل المرحل الحراري بجسم ما، يتم استخدام جهة اتصال مغلقة بشكل دائم. وهو متصل بشكل متسلسل باستخدام زر "إيقاف" بلوحة التحكم ويتم تعيينه NC - مغلق عادةً، أو NC - متصل عادي.

يمكن استخدام جهة اتصال مفتوحة مع مثل هذا المخطط لبدء تشغيل الحماية الحرارية. قد تختلف مخططات التوصيل للمحركات الكهربائية التي يتم توصيل مرحل الحماية الحرارية بها بشكل كبير اعتمادًا على وجود أجهزة إضافية أو ميزات تقنية.

في الدائرة البسيطة القياسية، يتم توصيل TP بمخرج مشغل الجهد المنخفض الموجود على محرك كهربائي. يجب توصيل جهات الاتصال الإضافية للجهاز بشكل متسلسل مع ملف البدء

سيوفر هذا حماية موثوقة ضد التحميل الزائد للمعدات الكهربائية. في حالة وجود تجاوز غير مقبول لقيم الحد الحالي، سيفتح عنصر التتابع الدائرة، ويفصل MP والمحرك على الفور عن مصدر الطاقة.

يتم عادةً توصيل وتركيب المرحل الحراري مع مشغل مغناطيسي مصمم للتبديل وبدء تشغيل محرك كهربائي. ومع ذلك، هناك أنواع يتم تركيبها على سكة DIN أو لوحة خاصة.

الدقيقة من ضبط عناصر التتابع

أحد المتطلبات الرئيسية لأجهزة حماية المحركات الكهربائية هو التشغيل الدقيق للأجهزة في حالة التشغيل الطارئ للمحرك. من المهم جدًا تحديده بشكل صحيح وضبط الإعدادات، نظرًا لأن النتائج الإيجابية الخاطئة غير مقبولة على الإطلاق.

إن المرحل الكهروحراري، الذي يتناسب بشكل مثالي مع نوع معين من المحركات في جميع المعايير التقنية، قادر على توفير حماية موثوقة ضد الأحمال الزائدة في كل مرحلة، ومنع بدء التثبيت لفترة طويلة، ومنع حالات الطوارئ مع تشويش الدوار

من بين مزايا استخدام عناصر الحماية الحالية، تجدر الإشارة أيضًا إلى السرعة العالية إلى حد ما ونطاق الاستجابة الواسع وسهولة التثبيت. لضمان إيقاف تشغيل المحرك الكهربائي في الوقت المناسب أثناء التحميل الزائد، يجب تكوين مرحل الحماية الحرارية على منصة/حامل خاص.

في هذه الحالة، يتم التخلص من عدم الدقة بسبب الانتشار الطبيعي غير المتكافئ للتيارات المقدرة في NE. لاختبار جهاز الحماية على مقاعد البدلاء، يتم استخدام طريقة التحميل الوهمية.

يتم تمرير تيار كهربائي منخفض الجهد عبر المزدوجة الحرارية لمحاكاة الحمل الحراري الفعلي. بعد ذلك، يتم تحديد الوقت الدقيق للتشغيل بدقة باستخدام المؤقت.

عند إعداد المعلمات الأساسية، يجب أن تسعى جاهدة للمؤشرات التالية:

• عند 1.5 مرة من التيار، يجب على الجهاز إيقاف تشغيل المحرك بعد 150 ثانية؛
• عند 5...6 أضعاف التيار يجب إيقاف تشغيل المحرك بعد 10 ثوانٍ.

إذا كان وقت الاستجابة غير صحيح، فيجب ضبط عنصر التتابع باستخدام برغي التحكم.

للتشغيل الصحيح، من الضروري ضبط الجهاز على أعلى تيار كهربائي مسموح به للمحرك ودرجة حرارة الهواء

يتم ذلك في الحالات التي تختلف فيها القيم الحالية المقدرة لـ NE والمحرك، وكذلك إذا كانت درجة الحرارة المحيطة أقل من الاسمية (+40 درجة مئوية) بأكثر من 10 درجات مئوية.

يتناقص تيار التشغيل للمفتاح الكهروحراري مع زيادة درجة الحرارة حول الجسم المعني، لأن تسخين الشريط ثنائي المعدن يعتمد على هذه المعلمة. إذا كانت هناك اختلافات كبيرة، فمن الضروري إجراء مزيد من الضبط للمزدوجة الحرارية أو اختيار عنصر حراري أكثر ملاءمة.

تؤثر التقلبات الحادة في درجات الحرارة بشكل كبير على أداء المرحل الحالي. لذلك، من المهم جدًا اختيار NE الذي يمكنه أداء الوظائف الأساسية بفعالية، مع الأخذ في الاعتبار القيم الحقيقية.

يوصى بوضع TR في نفس غرفة التركيبات الكهربائية المحمية. لا ينبغي تركيبها بالقرب من مولدات الحرارة وأفران التدفئة ومصادر الحرارة الأخرى.

لا تنطبق هذه القيود على المرحلات ذات درجة الحرارة المعوضة. يمكن ضبط الإعداد الحالي لجهاز الحماية في حدود 0.75-1.25x من التيار المقدر للعنصر الحراري. يتم الإعداد على مراحل.

أولا وقبل كل شيء، يتم حساب التصحيح E₁ بدون تعويض درجة الحرارة:

ه₁=(أنا_الاسم-أنا_{شمال شرق})/ج×أنا_{شمال شرق},

أين

• أنا_الاسم - تصنيف تحميل المحرك الحالي،
• أنا_{شمال شرق} - التيار المقدر لعنصر التسخين العامل في المرحل،
• c هو سعر تقسيم المقياس، أي اللامركزي (c=0.055 للمبتدئين المحميين، c=0.05 للمبتدئين المفتوحين).

والخطوة التالية هي تحديد التصحيح E₂ إلى درجة الحرارة المحيطة:

ه₂=(ر_أ-30)/10,

اين_أ (درجة الحرارة المحيطة) – درجة الحرارة المحيطة بالدرجة المئوية.

المرحلة الأخيرة هي إيجاد التصحيح الشامل:

ه = ه₁+ه₂.

يمكن أن يكون التصحيح الإجمالي E بعلامة "+" أو "-".إذا كانت النتيجة قيمة كسرية، فيجب تقريبها إلى رقم صحيح للأسفل/أكبر حجمًا، اعتمادًا على طبيعة الحمل الحالي.

لضبط التتابع، يتم نقل غريب الأطوار إلى القيمة الناتجة للتصحيح الإجمالي. تقلل درجة حرارة الاستجابة العالية من اعتماد تشغيل جهاز الحماية على المؤشرات الخارجية.

يتيح مرحل الحماية الحرارية الضبط اليدوي السلس لتيار تشغيل الجهاز ضمن ±25% من التيار المقنن للتركيب الكهروميكانيكي

يتم ضبط هذه المؤشرات بواسطة رافعة خاصة، حيث تعمل حركتها على تغيير الانحناء الأولي للوحة ثنائية المعدن. يمكن تعديل تيار التشغيل على نطاق أوسع عن طريق استبدال العناصر الحرارية.

تحتوي أجهزة تبديل الحماية من التحميل الزائد الحديثة على زر اختبار يسمح لك بالتحقق من صلاحية الجهاز دون حامل خاص. يوجد أيضًا مفتاح لإعادة ضبط جميع الإعدادات. ويمكن إعادة ضبطها تلقائيًا أو يدويًا. بالإضافة إلى ذلك، تم تجهيز المنتج بمؤشر للحالة الحالية للجهاز الكهربائي.

وضع علامات على المرحلات الكهروحرارية

يتم اختيار أجهزة الحماية اعتمادًا على قوة المحرك الكهربائي. الجزء الرئيسي من الخصائص الرئيسية مخفي في الرمز.

هذا ما تبدو عليه علامات المرحلات الحرارية من مصنع KEAZ. عند الاختيار، من المهم الانتباه إلى التيار المقنن للنموذج المعني بحيث يكون كافيا

يجب التركيز على نقاط معينة:

1. يختلف نطاق ضبط القيم الحالية (المشار إليه بين قوسين) بشكل طفيف بين الشركات المصنعة المختلفة.
2. قد تختلف تسميات الحروف لنوع معين من التنفيذ.
3. غالبًا ما يتم تقديم الأداء المناخي في شكل نطاق.على سبيل المثال، يجب قراءة UHL3O4 على النحو التالي: UHL3-O4.

يمكنك اليوم شراء مجموعة متنوعة من أشكال الأجهزة: مرحلات للتيار المتردد والمباشر، أحادية الاستقرار وثنائية الاستقرار، أجهزة ذات تباطؤ عند التشغيل/الإيقاف، مرحلات الحماية الحرارية مع عناصر متسارعة، مرحلات الحماية الحرارية بدون ملف تثبيت، بملف واحد أو عدة ملفات .

لا يتم عرض هذه المعلمات دائمًا في ملصقات الأجهزة، ولكن يجب الإشارة إليها في ورقة بيانات المنتجات الكهربائية.

تعرف على هيكل وأنواع وعلامات المرحلات الكهرومغناطيسية المقالة التاليةوالتي ننصحك بالتعرف عليها.

استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع

تصميم ومبدأ تشغيل مرحل التيار للحماية الفعالة للمحرك الكهربائي باستخدام مثال جهاز RTT 32P:

الحماية المناسبة ضد الحمل الزائد وفشل الطور هي مفتاح التشغيل الخالي من المشاكل على المدى الطويل للمحرك الكهربائي. فيديو حول كيفية تفاعل عنصر التتابع في حالة التشغيل غير الطبيعي للآلية:

كيفية توصيل جهاز الحماية الحرارية بـ MP، مخططات الدائرة الخاصة بالمرحل الكهروحراري:

يعد مرحل الحماية من الحمل الزائد الحراري عنصرًا وظيفيًا إلزاميًا في أي نظام للتحكم في القيادة الكهربائية. يتفاعل مع مرور التيار إلى المحرك ويتم تنشيطه عندما تصل درجة حرارة التركيب الكهروميكانيكي إلى قيمها الحدية. وهذا يجعل من الممكن تعظيم عمر خدمة المحركات الكهربائية الصديقة للبيئة.

يرجى كتابة التعليقات في الكتلة أدناه. أخبرنا كيف قمت باختيار وتكوين المرحل الحراري للمحرك الكهربائي الخاص بك. شارك المعلومات المفيدة، واطرح الأسئلة، وانشر الصور المتعلقة بموضوع المقال.