ממסר תרמי: עקרון הפעולה, סוגים, דיאגרמת חיבור + התאמה וסימון

העמידות והאמינות התפעולית של כל התקנה עם מנוע חשמלי תלויה בגורמים שונים. עם זאת, עומסי יתר הנוכחיים משפיעים באופן משמעותי על חיי השירות של המנוע.כדי להזהיר אותם, מחובר ממסר תרמי, המגן על אלמנט העבודה העיקרי של המכונה החשמלית.

אנו אגיד לך כיצד לבחור מכשיר המנבא את מצבי החירום הממשמשים ובאים כאשר ערכי הזרם המרביים המותרים חורגים. המאמר שהצגנו מתאר את עקרון הפעולה, מספק זנים ומאפיינים שלהם. ניתן עצות לגבי חיבור ותצורה נכונה.

מדוע נדרשים אמצעי הגנה?

גם אם הכונן החשמלי מתוכנן ונעשה בו שימוש נכון מבלי להפר את כללי ההפעלה הבסיסיים, תמיד קיימת אפשרות של תקלות.

מצבי תפעול חירום כוללים קצרים חד פאזיים ורב פאזיים, עומסי יתר תרמיים של ציוד חשמלי, חסימה של הרוטור והרס של יחידת הנושא, אובדן פאזה.

כאשר פועלים בעומסים גבוהים, מנוע חשמלי צורך כמות עצומה של חשמל. וכאשר המתח הנקוב עובר באופן קבוע, הציוד מתחמם בצורה אינטנסיבית.

כתוצאה מכך, הבידוד נשחק במהירות, מה שמוביל להפחתה משמעותית בחיי השירות של מתקנים אלקטרומכניים. כדי למנוע מצבים כאלה, ממסר הגנה תרמית מחובר למעגל הזרם החשמלי. תפקידם העיקרי הוא להבטיח פעולה תקינה של הצרכנים.

הם מכבים את המנוע עם עיכוב זמן מסוים, ובמקרים מסוימים באופן מיידי, כדי למנוע הרס של בידוד או נזק לחלקים בודדים של המתקן החשמלי.

ממסר הנוכחי מגן כל הזמן על המנוע החשמלי מפני כשל פאזה ועומסי יתר טכנולוגיים, כמו גם בלימת רוטור. אלו הן הסיבות העיקריות להתרחשות מצבי חירום

על מנת למנוע ירידה בהתנגדות הבידוד, נעשה שימוש בהתקני כיבוי מגן, אך אם המשימה היא למנוע כשל בקירור, מחוברים מכשירים מיוחדים עם הגנה תרמית מובנית.

עיצוב ועיקרון הפעולה של ה-TR

מבחינה מבנית, ממסר אלקטרו-תרמי סטנדרטי הוא מכשיר קטן המורכב מלוח דו-מתכתי רגיש, סליל חימום, מערכת קפיצי מנוף ומגעים חשמליים.

צלחת דו מתכתית עשויה משתי מתכות שונות, בדרך כלל אינוואר ופלדת כרום-ניקל, המחוברות זו לזו באמצעות תהליך ריתוך. למתכת אחת יש מקדם התפשטות טמפרטורה גבוה יותר מאשר למתכת אחרת, ולכן הם מתחממים בקצבים שונים.

במהלך עומס זרם, החלק הלא מקובע של הצלחת מתכופף לכיוון החומר עם מקדם התפשטות תרמית נמוך יותר. זה מפעיל כוח על מערכת המגע בהתקן המגן ומפעיל כיבוי של המתקן החשמלי במקרה של התחממות יתר.

לרוב הדגמים של ממסרים תרמיים מכניים יש שתי קבוצות של אנשי קשר. זוג אחד פתוח בדרך כלל, השני סגור לצמיתות. כאשר התקן המגן מופעל, מצב אנשי הקשר משתנה. הראשונים נסגרים, והשניים הופכים פתוחים.

TRs אלקטרוניים משתמשים בחיישנים מיוחדים ובדיקות רגישות המגיבים לזרם מוגבר.המיקרו-מעבד של התקני הגנה כאלה מתוכנת עם פרמטרים הקובעים מצבים שבהם יש צורך לכבות את אספקת החשמל

הזרם מזוהה על ידי שנאי משולב, ולאחר מכן האלקטרוניקה מעבדת את הנתונים שהתקבלו. אם הערך הנוכחי גבוה מההגדרה, הדופק מועבר באופן מיידי ישירות למתג.

על ידי פתיחת המגע החיצוני, הממסר עם מנגנון אלקטרוני חוסם את העומס. עצמי ממסר תרמי למנוע חשמלי מותקן על המגע.

ניתן לחמם את הרצועה הדו-מתכתית ישירות - עקב השפעת זרם עומס השיא על רצועת המתכת או בעקיפין, באמצעות תרמו-אלמנט נפרד. לעתים קרובות עקרונות אלה משולבים בהתקן הגנה תרמית אחד. עם חימום משולב, למכשיר יש מאפייני ביצועים טובים יותר.

לאחר הקירור, הצלחת חוזרת למצבה המקורי. מיתוג אנשי קשר נסגר אוטומטית או שאתה צריך לאלץ אותם למצב סגור

מאפיינים בסיסיים של ממסר זרם

המאפיין העיקרי של מתג הגנה תרמית הוא התלות המובהקת של זמן התגובה בזרם הזורם דרכו - ככל שהערך גדול יותר, כך הוא יפעל מהר יותר. זה מצביע על אינרציה מסוימת של אלמנט הממסר.

תנועה מכוונת של חלקיקי נושאי מטען דרך כל מכשיר חשמלי, משאבת מחזור ודוד חשמלי שמייצר חום. בזרם מדורג, משך הזמן המותר שלו נוטה לאינסוף.

ובערכים העולים על הערכים הנומינליים, הטמפרטורה בציוד עולה, מה שמוביל לבלאי מוקדם של הבידוד.

מעגל שבור חוסם באופן מיידי עליות טמפרטורה נוספות.זה מאפשר למנוע התחממות יתר של המנוע ולמנוע כשל חירום של המתקן החשמלי.

העומס המדורג של המנוע עצמו הוא גורם מפתח הקובע את בחירת המכשיר. מחוון בטווח של 1.2-1.3 מציין פעולה מוצלחת עם עומס זרם של 30% על פני פרק זמן של 1200 שניות.

משך עומס היתר יכול להשפיע לרעה על מצב הציוד החשמלי - עם חשיפה קצרת טווח של 5-10 דקות, רק מתפתל המנוע, בעל מסה קטנה, מתחמם. ואם זה נמשך זמן רב, המנוע כולו מתחמם, מה שעלול להוביל לנזק חמור. או אולי אפילו יהיה צורך להחליף ציוד שרוף בחדש.

על מנת להגן על האובייקט ככל האפשר מעומס יתר, עליך להשתמש בממסר הגנה תרמית במיוחד עבורו, שזמן התגובה שלו יתאים לדירוג עומס יתר המרבי המותר של מנוע חשמלי מסוים.

בפועל, לאסוף ממסר בקרת מתח עבור כל סוג של מנוע אינו מעשי. אלמנט ממסר אחד משמש להגנה על מנועים בעיצובים שונים. יחד עם זאת, אי אפשר להבטיח הגנה אמינה לאורך כל מרווח הפעולה המוגבלת על ידי העומס המינימלי והמקסימלי.

עלייה באינדיקטורים הנוכחיים אינה מובילה מיד למצב חירום מסוכן של הציוד. ייקח זמן מה עד שהרוטור והסטטור יגיעו לטמפרטורה המקסימלית שלהם.

לכן, אין זה הכרחי שמכשיר המגן יגיב לכל עלייה, אפילו קלה, בזרם. הממסר אמור לכבות את המנוע החשמלי רק במקרים בהם קיימת סכנה לשחיקה מהירה של שכבת הבידוד.

סוגי ממסרי הגנה תרמית

ישנם מספר סוגים של ממסרים להגנה על מנועים חשמליים מפני כשל פאזה ועומסי זרם. כולם נבדלים זה מזה בתכונות העיצוב, סוג ה-MP בשימוש והשימוש שלהם במנועים שונים.

TRP. מכשיר מיתוג חד קוטבי עם מערכת חימום משולבת. נועד להגן על מנועים חשמליים תלת פאזיים אסינכרוניים מפני עומסי זרם. TRP משמש ברשתות חשמל DC עם מתח בסיס בתנאי פעולה רגילים של לא יותר מ 440 V. הוא עמיד בפני רעידות וזעזועים.

RTL. ספק הגנת מנוע במקרים הבאים:

• כאשר אחד משלושת השלבים נכשל;
• אסימטריה של זרמים ועומסי יתר;
• התחלה מאוחרת;
• חסימה של המפעיל.

ניתן להתקין אותם עם מסופי KRL בנפרד מהמתחילים המגנטיים או להתקין אותם ישירות על ה-PML. מותקן על מסילות מסוג סטנדרטי, דרגת הגנה – IP20.

PTT. הם מגנים על מכונות תלת פאזיות אסינכרוניות עם רוטור של כלוב סנאי מפני התחלה מאוחרת של המנגנון, עומסי יתר ממושכים ואסימטריה, כלומר, חוסר איזון פאזה.

RTTs יכולים לשמש כרכיבים במעגלי בקרת כונן חשמלי שונים, כמו גם לשילוב עם סטרטרים מסדרת PMA

TRN. מתגים דו-פאזיים השולטים בהפעלת מתקן חשמלי ובמצב ההפעלה של המנוע. הם כמעט בלתי תלויים בטמפרטורת הסביבה; יש להם רק מערכת להחזרה ידנית של המגעים למצבם ההתחלתי. ניתן להשתמש בהם ברשתות DC.

RTI. מכשירי מיתוג חשמליים עם צריכת חשמל קבועה, אם כי קטנה. מותקן על מגע מסדרת KMI. עבודה משותפת עם נתיכים/מתגים אוטומטיים.

ממסרי זרם מוצק. הם מכשירים אלקטרוניים תלת פאזיים קטנים ללא חלקים נעים.

הם פועלים על פי העיקרון של חישוב הערכים הממוצעים של טמפרטורות המנוע, לשם כך עוקבים ללא הרף אחר זרם ההפעלה וההתנעה. הם אטומים לשינויים בסביבה, ולכן משמשים באזורים מסוכנים.

RTK. מתגי הפעלה לבקרת טמפרטורה בבתי ציוד חשמלי. הם משמשים במעגלי אוטומציה שבהם ממסרים תרמיים פועלים כרכיבים.

כדי להבטיח פעולה אמינה של ציוד חשמלי, אלמנט הממסר חייב להיות בעל איכויות כמו רגישות ומהירות, כמו גם סלקטיביות

חשוב לזכור שאף אחד מהמכשירים שנדונו לעיל אינו מתאים להגנה על מעגלים מפני קצרים.

התקני הגנה תרמית מונעים רק מצבי חירום המתרחשים במהלך פעולה חריגה של המנגנון או עומס יתר.

ציוד חשמלי עלול להישרף עוד לפני שהממסר מתחיל לפעול. להגנה מקיפה, יש להוסיף להם נתיכים או מפסקים קומפקטיים בעיצוב מודולרי.

חיבור, התאמה וסימון

התקן מיתוג עומס יתר, בניגוד למפסק חשמלי, אינו שובר את מעגל החשמל ישירות, אלא רק שולח אות לכיבוי זמני של המתקן במצב חירום. המגע המתחלף בדרך כלל שלו פועל כלחצן "עצירה" של מגע ומחובר במעגל סדרתי.

דיאגרמת חיבור ההתקן

בתכנון הממסר, אין צורך לחזור על כל הפונקציות של מגעי הכוח לאחר פעולה מוצלחת, מכיוון שהוא מחובר ישירות ל-MP. עיצוב זה מאפשר חיסכון משמעותי בחומרים למגעי חשמל. הרבה יותר קל לחבר זרם קטן במעגל הבקרה מאשר לנתק מיד שלושה שלבים עם אחד גדול.

בתוכניות רבות לחיבור ממסר תרמי לאובייקט, נעשה שימוש במגע סגור לצמיתות. הוא מחובר בסדרה עם כפתור "עצירה" של לוח הבקרה ומסומן NC - סגור בדרך כלל, או NC - מחובר רגיל.

ניתן להשתמש במגע פתוח עם תכנית כזו כדי ליזום את פעולת ההגנה התרמית. דיאגרמות חיבור למנועים חשמליים שבהם מחובר ממסר הגנה תרמית עשויות להשתנות באופן משמעותי בהתאם לנוכחות של מכשירים נוספים או תכונות טכניות.

במעגל פשוט סטנדרטי, ה-TP מחובר ליציאה של מתנע במתח נמוך על מנוע חשמלי. מגעים נוספים של המכשיר חייבים להיות מחוברים בסדרה עם סליל המתנע

זה יספק הגנה אמינה מפני עומס יתר של ציוד חשמלי. במקרה של חריגה בלתי מתקבלת על הדעת של ערכי גבול זרם, אלמנט הממסר יפתח את המעגל, וינתק באופן מיידי את ה-MP והמנוע מאספקת החשמל.

החיבור וההתקנה של ממסר תרמי, ככלל, מתבצעים יחד עם מתנע מגנטי המיועד למיתוג ולהתחיל כונן חשמלי. עם זאת, ישנם סוגים המורכבים על מסילת DIN או לוח מיוחד.

דקויות של התאמת רכיבי ממסר

אחת הדרישות העיקריות להתקני הגנת מנוע חשמלי היא הפעלה מדויקת של המכשירים במקרה של הפעלת המנוע בחירום. חשוב מאוד לבחור אותו כראוי ולהתאים את ההגדרות, מכיוון שתוצאות שווא אינן מקובלות לחלוטין.

ממסר אלקטרו-תרמי, המותאם באופן מיטבי לסוג מסוים של מנוע בכל הפרמטרים הטכניים, מסוגל לספק הגנה אמינה מפני עומסי יתר בכל שלב, למנוע התחלה ממושכת של ההתקנה ולמנוע מצבי חירום עם חסימה של הרוטור.

בין היתרונות של שימוש ברכיבי הגנה נוכחיים, יש לציין גם מהירות גבוהה למדי וטווח תגובה רחב וקלות ההתקנה. כדי להבטיח כיבוי בזמן של המנוע החשמלי במהלך עומס יתר, יש להגדיר את ממסר ההגנה התרמית על פלטפורמה/מעמד מיוחד.

במקרה זה, חוסר דיוק עקב הפיזור הטבעי הלא אחיד של זרמים מדורגים ב-NE בוטל. כדי לבדוק את התקן המגן על ספסל, נעשה שימוש בשיטת העומס הפיקטיבי.

זרם חשמלי במתח מופחת מועבר דרך הצמד התרמי כדי לדמות את העומס התרמי בפועל. לאחר מכן, זמן הפעולה המדויק נקבע במדויק באמצעות הטיימר.

בעת הגדרת פרמטרים בסיסיים, עליך לשאוף לאינדיקטורים הבאים:

• בפי 1.5 מהזרם, המכשיר צריך לכבות את המנוע לאחר 150 שניות;
• בפי 5...6 מהזרם הוא אמור לכבות את המנוע לאחר 10 שניות.

אם זמן התגובה אינו נכון, יש לכוונן את אלמנט הממסר באמצעות בורג הבקרה.

להפעלה נכונה, יש צורך להגדיר את המכשיר לזרם החשמלי הגבוה ביותר המותר של המנוע וטמפרטורת האוויר

זה נעשה במקרים שבהם ערכי הזרם המדורג של ה-NE והמנוע שונים, כמו גם אם טמפרטורת הסביבה נמוכה מהנומינלי (+40 ºC) ביותר מ-10 מעלות צלזיוס.

זרם ההפעלה של המתג האלקטרו-תרמי יורד עם עליית הטמפרטורה סביב האובייקט המדובר, שכן החימום של הרצועה הבי-מתכתית תלוי בפרמטר זה. אם יש הבדלים משמעותיים, יש צורך להתאים יותר את הצמד התרמי או לבחור אלמנט תרמי מתאים יותר.

תנודות טמפרטורה חדות משפיעות מאוד על הביצועים של הממסר הנוכחי. לכן, חשוב מאוד לבחור NE שיכול לבצע ביעילות פונקציות בסיסיות, תוך התחשבות בערכים אמיתיים.

מומלץ למקם את ה-TR באותו חדר כמו מתקן החשמל המוגן. אין להתקין אותם בקרבת מחוללי חום, תנורי חימום ומקורות חום אחרים.

הגבלות אלו אינן חלות על ממסרים עם פיצוי על טמפרטורה. ניתן לכוונן את ההגדרה הנוכחית של התקן המגן בטווח של 0.75-1.25x מהזרם הנקוב של התרמו-אלמנט. ההתקנה מתבצעת בשלבים.

קודם כל, התיקון E מחושב₁ ללא פיצוי טמפרטורה:

ה₁=(אני_שם-אני_לא)/c×I_לא,

איפה

• אני_שם - זרם עומס מנוע מדורג,
• אני_לא - זרם נקוב של גוף החימום הפועל בממסר,
• c הוא המחיר של חלוקת הסולם, כלומר האקסצנטרי (c=0.055 למתחילים מוגנים, c=0.05 לפתוחים).

השלב הבא הוא לקבוע את תיקון ה-E₂ לטמפרטורת הסביבה:

ה₂=(ט_א-30)/10,

איפה t_א (טמפרטורת הסביבה) – טמפרטורת הסביבה במעלות צלזיוס.

השלב האחרון הוא מציאת התיקון הכולל:

E=E₁+E₂.

התיקון הכולל E יכול להיות עם סימן "+" או "-".אם התוצאה היא ערך חלקי, יש לעגל אותה כלפי מטה למספר שלם כלפי מטה/גדול יותר בגודלו, בהתאם לאופי העומס הנוכחי.

כדי להתאים את הממסר, האקסצנטרי מועבר לערך המתקבל של התיקון הכולל. טמפרטורת תגובה גבוהה מפחיתה את התלות של פעולת התקן המגן באינדיקטורים חיצוניים.

ממסר ההגנה התרמית מאפשר התאמה ידנית חלקה של זרם הפעולה של המכשיר בתוך ±25% מהזרם הנקוב של המתקן האלקטרומכני

ההתאמה של מחוונים אלה מתבצעת על ידי מנוף מיוחד, שתנועתו משנה את העיקול הראשוני של הצלחת הדו-מתכתית. ניתן לכוונן את זרם הפעולה בטווח רחב יותר על ידי החלפת האלמנטים התרמיים.

למכשירי מיתוג מודרניים להגנת עומס יתר יש כפתור בדיקה המאפשר לך לבדוק את יכולת השירות של המכשיר ללא מעמד מיוחד. יש גם מפתח לאיפוס כל ההגדרות. ניתן לאפס אותם באופן אוטומטי או ידני. בנוסף, המוצר מצויד במחוון של המצב הנוכחי של המכשיר החשמלי.

סימון ממסרים אלקטרו-תרמיים

התקני הגנה נבחרים בהתאם לעוצמת המנוע החשמלי. החלק העיקרי של מאפייני המפתח מוסתר בסמל.

כך נראה הסימון של ממסרים תרמיים ממפעל KEAZ. בעת הבחירה, חשוב לשים לב לזרם הנקוב של הדגם המדובר כדי שיספיק

כדאי להתמקד בנקודות מסוימות:

1. טווח הגדרת הערכים הנוכחיים (המצוין בסוגריים) משתנה באופן מינימלי בין יצרנים שונים.
2. ייעודי האותיות לסוג מסוים של ביצוע עשויים להשתנות.
3. ביצועים אקלימיים מוצגים לעתים קרובות בצורה של טווח.לדוגמה, יש לקרוא את UHL3O4 באופן הבא: UHL3-O4.

כיום ניתן לקנות מגוון וריאציות מכשירים: ממסרים לזרם חילופין וישר, מונו-יציבים ובי-יציבים, מכשירים עם האטה בהפעלה/כיבוי, ממסרי הגנה תרמית עם אלמנטים מאיצים, ממסרי הגנה תרמית ללא פיתול מחזיק, עם פיתול אחד או כמה .

פרמטרים אלה אינם מוצגים תמיד בתיוג של מכשירים, אך יש לציין אותם בגיליון הנתונים של מוצרי חשמל.

הכר את המבנה, הסוגים והסימונים של ממסרים אלקטרומגנטיים המאמר הבא, שאנו ממליצים להכיר.

מסקנות וסרטון שימושי בנושא

התכנון ועקרון הפעולה של ממסר זרם להגנה יעילה על מנוע חשמלי באמצעות הדוגמה של התקן RTT 32P:

הגנה נכונה מפני עומס יתר וכשל פאזה היא המפתח לפעולה ארוכת טווח ללא בעיות של מנוע חשמלי. סרטון על איך אלמנט הממסר מגיב במקרה של פעולה חריגה של המנגנון:

כיצד לחבר התקן הגנה תרמית ל-MP, דיאגרמות מעגלים של ממסר אלקטרו-תרמי:

ממסר הגנת עומס יתר תרמי הוא מרכיב פונקציונלי חובה בכל מערכת בקרת כונן חשמלי. הוא מגיב לזרם העובר למנוע ומופעל כאשר הטמפרטורה של המתקן האלקטרומכני מגיעה לערכי הגבול שלו. זה מאפשר למקסם את חיי השירות של מנועים חשמליים ידידותיים לסביבה.

נא לכתוב הערות בבלוק למטה. ספר לנו כיצד בחרת והגדרת ממסר תרמי עבור המנוע החשמלי שלך. שתף מידע שימושי, שאל שאלות, פרסם תמונות הקשורות לנושא המאמר.