روش های محفاظت از موتور الکتریکی

برای حفاظت از موتور الکتریکی روش هایی وجود دارد که در این مقاله این روش ها را باهم بررسی میکنیم. محافظت از موتور های الکتریکی شامل موارد زیر است:

برای حفاظت از موتور الکتریکی روش هایی وجود دارد که در این مقاله این روش ها را باهم بررسی میکنیم. محافظت از موتور های الکتریکی شامل موارد زیر است:

1. حفاظت در مقابل جریان بیش از حد
2. محافظت در برابر افزایش بار
3. انواع دیگر حفاظت

در صورتی که علاقه مند به حوزه الکتروموتور ها هستید، به شما آموزش سیم پیچی موتور را پیشنهاد می دهیم که به صورت عملی بوده و تدریس توسط اساتید برتر انجام می شود. برای کسب اطلاعات بیشتر با شماره 02166477628 تماس بگیرید.

حفاظت از موتور الکتریکی در برابر جریان بیش از حد

جریان اضافی ممکن است به دلیل اتصال کوتاه یا عوامل دیگر صورت بگیرد. محافظت از جریان اضافی در سیستم تغذیه باعث قطع مدار الکتریکی به موتور می شود.

برای محافظت از پرسنل، هادیهای مدار ، تجهیزات کنترل و موتور از این جریانهای بالا، باید از جریان اضافی جلوگیری کنیم برای این کار معمولاً از فیوز یا قطع کننده مدار استفاده می شود. این دستگاه ها هنگام اتصال کوتاه، خرابی زمین یا اضافه بار بسیار سنگین کار می کنند.

محافظت در برابر اضافه بار

محافظ اضافه بار در مدار موتور نصب می شود تا موتور را از آسیب در برابر شرایط مکانیکی اضافه بار هنگام کارکردن محافظت کند. اضافه بار باعث افزایش جریان و به دنبال آن افزایش دمای سیم پیچ موتور می شود.- هرچه اضافه بار بیشتر باشد ، دما با سرعت بیشتری افزایش می یابد تا جایی که به عایق و روغن موتور آسیب برساند. بر خلاف فیوزهای متداول فوری و بریکرها، دستگاه های اضافه بار به گونه ای طراحی شده اند که جریان های بالا را می توانند برای مدت کوتاهی در موتور حفظ کنند.

اگر ورودی و خروجی موتور توسط عایق پوشانده شود یا اگر بلبرینگ شروع به قفل شدن کند، گرم شدن بیش از حد سیم پیچ موتور باعث اضافه بار شده و می تواند به موتور آسیب برساند. محافظ جریان در برابر این میزان کم فشار واکنش نشان نخواهد داد ولی محافظ اضافه بار از آسیب شدید به آن جلوگیری می کند و همچنین از هادی مدار محافظت می کند زیرا جریان آن با جریان مشابه یا کمتر هادی ها درجه بندی شده است.

بیشتر بخوانید: چگونگی باز پیچی موتور الکتریکی

انواع دیگر حفاظت از موتور الکتریکی

محافظت از موتور بیشتر در موارد زیر کاربرد دارند:

• محافظت در برابر ولتاژ پایین

برای محافظت از موتور در این حالت وقتی ولتاژ پایین می آید دستگاه محافظ هنگام قطع ولتاژ تغذیه به زیر مقدار از پیش تعیین شده موتور را قطع می کند. با شروع مجدد ولتاژ منبع تغذیه، موتور باید به صورت دستی راه اندازی شود.

اما شناخت و درک خرابی موتور برای تعیین مناسب ترین دستگاه های محافظتی مهم است.

• حفاظت از خرابی فاز

در این صورت با قطع هر یک از فازها، برق را در تمام فازهای مدار سه فاز قطع می شود.بدون این محافظت، اگر یک فاز از بین برود، موتور به کار خود ادامه می دهد.

• محافظت معکوس فاز

در مواردی که کارکردن موتور در جهت عکس باعث مشکلات عملیاتی یا ایمنی شود، مورد استفاده قرار می گیرد.

بیشتر موتورهای سه فاز با تعویض اتصالات، جهت مخالف را اجرا می کنند. این دستگاه با تشخیص برگشت فاز در مدار تغذیه سه فاز، برق موتور را قطع می کند.

از این نوع محافظت در مواردی مانند آسانسور استفاده می شود زمانی که موتور برعکس کار کند آسیب رسان یا خطرناک می شود.

• حفاظت از اتصال کوتاه به زمین

هنگامی که یک فاز از موتور به زمین اتصال کوتاه می شود کار می کند و از آسیب رساندن جریان زیاد به سیم پیچ استاتور و هسته آهن جلوگیری می کند.

• گرم شدن بیش از حد

این امر می تواند در اثر کم حجم شدن موتور، خنک کننده ناکافی در سرعت کم هنگام استفاده از درایو های با سرعت متغیر (VSD)، تغییر در بار موتور یا شرایط گرم محیط باشد.

• خرابی عایق

خرابی عایق، منجر به سوزاندن سیم پیچ ها می شود که باعث اتصال کوتاه در داخل موتور یا در مدار منبع تغذیه است و ممکن است در اثر گرم شدن بیش از حد، اضافه بار و اضافه ولتاژ ایجاد شود.

حدود 80٪ خرابی موتور الکتریکی در نتیجه آسیب سیم پیچ در استاتور موتور و خرابی های بلبرینگ است. خرابی یاتاقان در موتورها می تواند نشان دهنده یاتاقانهای نامناسب باشد. یاتاقان ها معمولاً در مقایسه با سایر اجزای اصلی موتور کوچک هستند ، به همین دلیل در معرض آسیب و سایش قرار دارند.

برخی از مطالعات بیش از نیمی از خرابی موتور را ناشی از سوءعملکرد می دانند، که بیشتر آنها ناشی از روغن کاری کم یا بیش از حد است. یکی دیگر از دلایل مهم خرابی یاتاقان، عدم هماهنگی است. عدم انطباق با شفت، بلبرینگ ها رافرسوده می کند. شافت موتور باید مستقیماً با شافتی که در حال حرکت است هم راستا باشد و تنها با استفاده از تکنیک های ترازبندی دقیق مانند لیزر می توان به آن رسید.

به سه دلیل مهم ممکن است یک موتور خراب شود: نقص الکتریکی یامکانیکی و یا مکانیکی که به الکتریکی تبدیل می شود.

سایر مشکلات احتمالی در موتورها عبارتند از:

• ورود آب و گرد و غبار به سیم پیچ های استاتور یا محفظه ترمینال که منجر به اتصال کوتاه شود
• پایه های موتور از سطح پایین پیچ شوند
• اشتباه در نصب موتور یا نوع محفظه آن
• عدم تعادل الکتریکی یا مکانیکی

سر و صدا نشان دهنده مشکلات حرکتی است اما به طور معمول صدمه ای نمی زند. سر و صدا معمولاً با لرزش همراه است.

لرزش از چند طریق می تواند باعث آسیب شود. لرزش به دلیل شكستن، پوسته پوسته شدن یا ساییدن مواد، باعث شل شدن سیم پیچ ها می شود و از نظر مکانیکی به عایق آسیب می رساند. شکنندگی سیمهای سربی در اثر حرکت بیش از حد و جرقه زدن برس به سوئیچ ها یا حلقه های جمع کننده جریان نیز ناشی از لرزش است. سرانجام، ارتعاشات نیز می تواند باعث خرابی شود، زیرا باعث می شود که بلبرینگ ها از شکل خارج شده و یا محفظه ها از پوسته خارج شوند.

هر زمان سر و صدا یا لرزش مشاهده شود منبع باید سریعاً جدا و تصحیح شود.سرو صدا می تواند نشان دهنده یک مشکل پنهان باشد بنابراین باید سیستم کاملا بررسی شود. سر و صدا و ارتعاشات می تواند در اثر ناهماهنگی شافت موتور ایجاد شود یا از طریق دستگاه یا سیستم انتقال قدرت به موتور منتقل شود. همچنین می تواند نتیجه عدم تعادل الکتریکی یا مکانیکی در موتور باشند.

عدم تعادل الکتریکی هنگامی اتفاق می افتد که جاذبه مغناطیسی بین استاتور و روتور در اطراف محیط موتور ناهماهنگ باشد که باعث چرخش شافت در هنگام چرخش و ایجاد عدم تعادل مکانیکی می شود. عدم تعادل برق معمولاً نشان دهنده خرابی الکتریکی مانند استاتور باز یا سیم پیچ روتو، میله یا حلقه باز در موتورهای قفس سنجابی یا سیم پیچ های میدان کوتاه در موتورهای سنکرون است.

از دلایل اصلی عدم تعادل مکانیکی می توان به نصب نامناسب، شافت خم شده، روتور نامتعادل ، قطعات شل روی روتور یا یاتاقان های بد اشاره کرد. سر و صدا همچنین می تواند از برخورد فن با چهارچوب و اشیای خارجی ایجاد شود. اگر یاتاقان ها خراب است لازم است که علت خرابی آن ها مشخص شود.

مشکل دیگری که موتورها می توانند با آن روبرو شوند، زمان شروع طولانی است. اگر یک موتور تحت چندین استارت متوالی قرار گیرد، می توان سیم پیچ های روتور یا میله های روتور را تا جایی گرم کند که اتصالات الکتریکی بین میله های روتور و حلقه های انتهایی آسیب ببیند.

بیشتر بخوانید: تفاوت موتور الکتریکی AC و DC

دستگاه های محافظت از موتور

فارغ از ولتاژ و اندازه نامی ، موتورها در برابر جریان اضافی (اتصال کوتاه) و اضافه بار محافظت می شوند.موتورهای LV کوچک و متوسط معمولاً فقط در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه محافظت می شوند و موتورهای بزرگ LV و موتورهای MV نیز دارای حفاظت های دیگری هستند. حفاظت از اضافه بار و اضافه جریان باید به گونه ای طراحی شود که نسبت به جریان های درج در زمان شروع حساس نباشد، تا از قطع شدن بی موقع برق جلوگیری شود. اگر اتصال کوتاه رخ دهد، عملکرد مغناطیسی قطع کننده مدار مقادیر لحظه ای جریان را تشخیص داده و آن را قطع می کند.

فیوزها معمولاً برای محافظت از موتور در برابر اضافه بار مناسب نیستند، زیرا اگر اندازه آنها برای محافظت از اضافه بار باشد، هنگام روشن شدن موتور به دلیل جریان زیاد، منفجر می شوند. حفاظت با فیوزها خطر آسیب دیدگی یک مرحله ای به موتور را دارد در صورتی که فقط یک فیوز استفاده شود مگر اینکه محافظت تک فاز ارائه شود.

موتورهای LV با اندازه بزرگ و موتورهای MV در برابر اتصال کوتاه (فاز به فاز و فاز به زمین) توسط رله های اضافه جریان (50؛ 50N؛ 51؛ 51N) متصل به CT محافظت می شوند.

محافظت از موتور در برابر اضافه بار به طور معمول توسط رله اضافه بار حرارتی تضمین می شود. این رله می تواند از انواع زیر باشد:

• نوار دو فلزی
• رله های اضافه بار دیجیتال الکترونیکی

در هنگام انتخاب محافظ نوار دوفلزی موارد زیر را در نظر بگیرید:

• بیشتر دستگاههای اضافه بار حرارتی برای استفاده در دمای حداکثر 40 درجه سانتیگراد درجه بندی می شوند و ممکن است نیاز به تخلیه رله باشد
• اکثر رله ها در محدوده ای از 85٪ تا 115٪ مقدار خود قابل تنظیم هستند.
• برخی از مدل ها با جبران کننده محیط موجود هستند. یک نقطه حرکت دستگاه های جبران کننده محیط تحت تأثیر دمای محیط قرار نمی گیرد و به طور مداوم در همان مقدار جریان کار می کند.
• استانداردها و داده های سازندگان معمولاً نشان دهنده تنظیم نقطه تنظیم شده این نوع رله ها مطابق با توان نامی موتور است. جداول مشابه همچنین جریانهای توصیه شده فیوزها (نوع aM یا gG – به بخش 2.4 مراجعه کنید) و قطع کننده های لحظه ای را نشان می دهند که برای حفاظت از جریان اضافی به رله ها مربوط می شوند ، همانطور که در جدول 3 نشان داده شده است.

در هنگام انتخاب رله های اضافه باراین موارد را در نظر بگیرید:

• این نوع محافظ برای موتورهای بزرگ LV و موتورهای HV استفاده می شود و حاوی ریز پردازنده است. این دستگاه ها ممکن است با نظارت بر جریان موتور، گرمایش سیم پیچ های موتور را مدل سازی کنند و همچنین می توانند شامل توابع اندازه گیری و ارتباط باشند.

محافظت معمول از موتورهای بزرگ LV و موتورهای MV معمولاً توسط دستگاه هاحافی مظتی زیر انجام می شود:

• حفاظت از اضافه بار: 49
• اضافه جریان فاز فوری: 50
• اضافه جریان زمین لحظه ای: 50N / 50G
• اضافه جریان فاز تأخیر زمانی: 51
• تاخیر زمانی جریان بیش از حد زمین: 51N / 51G

موتورهای بسیار بزرگ LV و موتورهای MV گران هستند و تهیه طرحهای حفاظتی جامع تر معمولاً عاقلانه است. چنین طرح هایی عبارتند از:

• مانیتور و دمای تحمل تحمل
• محافظت دیفرانسیل
• توالی شروع ناقص / محافظت از زمان شروع طولانی
• توالی فاز منفی (حفاظت معکوس فاز)
• محافظت در برابر گرما
• عدم تعادل فاز یا محافظت از خرابی فاز
• محافظ روتور از اصطبل یا قفل شده
• حفاظت ولتاژ زیر و بیش از حد
• مانیتور و محافظت در برابر لرزش
• مانیتورهای دمای سیم پیچ و دستگاه های محافظ
• محافظت دیفرانسیل برای موتورهای LV و HV

آموزشگاه پایتخت فناوری سالیان سال است در زمینه برق صنعتی و ساختمان دوره های آموزشی متنوعی را ایجاد می کند. از محبوب ترین این دوره ها که می توانید در آن ها شرکت کنید، می توان به آموزش تابلو برق صنعتی ویژه بازار کار، آموزش plc از مقدماتی تا پیشرفته و آموزش برق ساختمان به صورت تخصصی و در کارگاه های مجهز اشاره کرد. علاقمندان برای شرکت در کلاس ها و مشاوره رایگان می توانند از طریق شماره 02166477628 اقدام کنند.

منبع : پایتخت فناوری