Tobulėjant technologijoms, elektros variklių pritaikymo spektras tampa vis platesnis, ypač jų naudojimas kasdieniame gyvenime ir gamyboje tampa vis svarbesnis. Elektra yra nepakeičiama daugelio programų dalis, tačiau kartais įvyksta nelaimingų atsitikimų, dėl kurių variklis perdega. Variklio perdegimas sukelia ne tik įrangos gedimus, bet ir prastovas bei dideles priežiūros išlaidas. Todėl efektyvi apsauga nuo perkaitimo yra būtina siekiant užtikrinti variklių patikimumą ir ilgaamžiškumą.
Pagrindinės Elektros Variklių Perkaitimo Priežastys
Realiame gyvenime variklio perdegimą daugiausia sukelia kelios pagrindinės priežastys:
Variklio Šildymas
Pagrindinis variklio perdegimo bruožas yra šilumos generavimas, o variklio perdegimo priežastis yra statoriaus apvijos įkaitimas. Variklio šildymas ir aušinimas yra gana lėtas keitimo procesas, todėl variklyje įtaisyta šiluminė apsauga gali pasiekti veiksmingą apsaugą.
Variklio Perkrova
Variklis kartais užstringa arba yra perkraunamas, kas gali sukelti jo perdegimą. Todėl būtina įdiegti atvirkštinio laiko charakteristikų apsaugą nuo variklio perkrovos, kurią paprastai užbaigia viršsrovių relės arba šiluminės relės.
Variklio Fazės Gedimas
Dauguma variklio pažeidimų, sudarančių net 80 procentų viso variklio perdegimo atvejų, atsiranda dėl fazės trūkumo. Nors ilgą laiką buvo manoma, kad varikliui veikiant be fazinio veikimo, variklio apvija perkais ir bus pažeista, o šiluminės apsaugos temperatūros kilimo naudojimas yra tiesiausias ir efektyviausias apsaugos nuo fazių praradimo būdas, tikroji situacija yra kitokia. Jei variklis veikia be fazės, jis sudega per labai trumpą laiką. Pasikliaujant tradicine atvirkštinio laiko charakteristikos apsauga arba temperatūros stebėjimo metodu, negalima apsaugoti nuo variklio fazės praradimo.
Šiluminės Apsaugos Principai ir Tipai
Šiluminės apsaugos priemonės yra būtini saugos įtaisai, skirti apsaugoti elektros ir elektroninę įrangą nuo perkaitimo ir galimo gaisro pavojaus. Pagrindinis šiluminės apsaugos tikslas yra užkirsti kelią izoliacijos gedimui, guolių gedimui ir kitoms mechaninėms bei elektros problemoms, kurias sukelia per didelis temperatūros kilimas. Jos visapusiškai apsaugo ir valdo variklio viršsrovinę šiluminę perkrovą. Perkaitimo, įžeminimo, guolių susidėvėjimo, statoriaus ir rotoriaus ekscentriškumo bei apvijų senėjimo metu duodamas aliarmo arba apsaugos valdymas.
Bimetaliniai Termokontaktai (Šiluminės Apsaugos)
Bimetalinės šiluminės apsaugos priemonės veikia diferencinio šiluminio plėtimosi principu. Šiuos įtaisus sudaro bimetalinė juostelė, pagaminta suspaudžiant du skirtingus metalus, turinčius skirtingus šiluminio plėtimosi koeficientus. Kaitinant metalai plečiasi skirtingu greičiu, todėl juostelė lenkiasi tam tikra kryptimi. Bimetalinė juostelė naudojama kaip temperatūros jutimo elementas, o kontaktai nuosekliai sujungti apsaugotoje grandinėje.
- Perkaitimo atsakas: Kai temperatūra pakyla dėl prasto šilumos išsklaidymo arba ilgo veikimo, bimetalinė juostelė įkaista ir sulinksta. Dėl šios deformacijos kontaktai atsiskiria, nutrūkstama grandinė ir nutrūksta įrangos maitinimas.
- Atkūrimo funkcija: Temperatūrai nukritus iki saugaus lygio, bimetalinė juostelė grįžta į pradinę formą, kontaktai vėl užsidaro ir įranga vėl pradeda veikti normaliai.
Bimetalinės šiluminės apsaugos yra dviejų pagrindinių konfigūracijų: normaliai uždarytos (NC) ir normaliai atviros (NO). Įprastai uždarytos apsaugos palaiko grandinės tęstinumą normaliomis sąlygomis ir atsidaro, kai temperatūra viršija nustatytą tašką.
Šiluminė apsauga, dar vadinama temperatūros jungikliu arba temperatūros valdymo jungikliu, yra temperatūros jungiklis, kuriame kaip temperatūros jutimo elementas naudojamas bimetalinis lakštas. Kai elektrinis prietaisas veikia normaliai, bimetalinis lakštas yra laisvos būsenos, o kontaktai yra uždaryti/atjungti. Kai temperatūra pakyla iki darbinės temperatūros vertės, bimetalinis elementas pašildomas, sukuria vidinį įtampą ir veikia greitai, atidarydamas/užarydamas kontaktus, pertraukdamas/prijungdamas grandinę ir tokiu būdu atlikdamas šiluminės apsaugos vaidmenį.
PTC Termistoriai
Teigiamo temperatūros koeficiento (PTC) termistoriai siūlo alternatyvų šiluminės apsaugos būdą. Skirtingai nuo bimetalinių įrenginių, kurie priklauso nuo mechaninio judėjimo, PTC termistoriuose naudojami temperatūrai jautrūs rezistoriai, kurių atsparumas staigiai padidėja esant tam tikrai paleidimo temperatūrai. PTC termistorius montuojamas šiluminiame kontakte su saugoma įranga ir prijungiamas į lyginamąją grandinę. Esant normaliai temperatūrai, termistoriaus varža išlieka maža, o lyginamojo išėjimo įtampa - žema. Kai įvyksta per didelė temperatūra, termistorius įkaista iki trigerinės temperatūros, todėl jo atsparumas labai padidėja. Šiuo atveju variklio apvijų temperatūros kontrolei reikalinga PTC relė, kuri atjungia variklio kontaktorių, jei apvijos pasiekia kritinę temperatūrą.
PTC termistoriai turi keletą pranašumų, palyginti su tradicinėmis bimetalinėmis apsaugomis: jie paprastai yra pigesni, mažesnio dydžio ir lengviau integruojami į elektronines grandines. Jungiklio temperatūrą galima tiksliau nurodyti, užtikrinant tikslias apsaugos ribas.
NTC Termistoriai (Temperatūros Stebėjimui)
Neigiamo temperatūros koeficiento (NTC) termistoriai, nors paprastai nenaudojami apsaugai perjungti, yra naudojami kaip temperatūros jutikliai stebėjimo programose. Jų atsparumas mažėja didėjant temperatūrai, todėl jie gali nuolat matuoti temperatūrą tam tikrame diapazone.
Kitos Elektros Variklių Apsaugos Priemonės
Be šiluminės apsaugos, egzistuoja ir kitos priemonės, užtikrinančios elektros variklių saugumą ir patikimumą.
Variklio Automatinės Apsaugos Jungikliai
Variklio automatinės apsaugos yra būtinas komponentas, užtikrinantis variklių patikimumą ir ilgaamžiškumą. Jos saugo variklius nuo įvairių pavojų, tokių kaip perkrovos, įtampos svyravimai ir temperatūros padidėjimas, todėl prisideda prie efektyvios ir saugios pramoninių įrenginių veiklos.
Pavyzdžiui, CHINT NS2 serijos elektrinio variklio rankiniai starteriai yra skirti variklių valdymui ir užtikrina variklių bei maitinimo linijų apsaugą nuo perkrovos, trumpojo jungimo ir fazių disbalanso. Jų parametrai siekia iki 690 V apkrovai iki 80 (AC3), su reguliuojamais srovės diapazonais.
Elektroninės Perkrovos Relės
Elektroninė perkrovos relė yra išmanus variklio apsaugos įrenginys, skirtas apsaugoti elektros variklius nuo perkrovos, fazės praradimo ir užstrigimo. Ji užtikrina patikimą variklio veikimą bei padeda išvengti galimų gedimų, sumažindama prastovas ir priežiūros išlaidas.
Vienfazės Skaitmeninės Variklio Apsaugos Relės
Ši vienfazė skaitmeninė variklio apsaugos relė yra skirta elektros variklių ir kitų vienfazių elektros įrenginių apsaugai nuo perkrovos, srovės disbalanso ir įtampos svyravimų. Įrenginys turi LED ekraną ir valdymo klavišus, leidžiančius nustatyti apsauginius parametrus. Taip pat gali būti naudojama speciali dėžutė variklių apsaugai, užtikrinanti papildomą mechaninę ir aplinkos apsaugą. Pagaminta iš patvaraus plastiko ir atitinka IP55 apsaugos klasę, todėl yra atspari dulkėms, drėgmei ir mechaniniams pažeidimams.
Įtampos Relės
Įtampos relės stebi įtampos lygį ir automatiškai išjungia variklį, jei įtampa viršija saugų lygį.
Stabdžių Lygintuvai
Jei variklis turi elektro-mechaninį stabdį, dažnu atveju tai būna pastovios įtampos stabdys. Tokiu atveju stabdžio valdymui reikalingas stabdžių lygintuvas (diodų tiltelis), angliškai brake rectifier, bridge rectifier, half wave rectifier.
Šiluminės Apsaugos Taikymo Sritys
Šiluminės apsaugos plačiai naudojamos įvairiose srityse, siekiant užkirsti kelią perkaitimui ir užtikrinti saugų įrangos veikimą.
- Buitinės technikos varikliai: užtamsintų polių varikliai, serijiniai sužadinimo varikliai, kondensatoriniai varikliai (sulčiaspaudėms, maišytuvams, gartraukiams, oro kondicionierių varikliams ir kt.). Kintamosios srovės varikliuose bus naudojamas temperatūros valdymas, nuolatinės srovės varikliuose retai.
- Vamzdiniai varikliai: naudojami automatinėms užuolaidoms, projektoriams, roletams, automatinėms žaliuzėms ir kt.
- Pramoninės mašinos ir varikliai: naudojami oro kondicionavimo kompresoriuose, šaldytuvų kompresoriuose, siurbliuose ir pramoninėse mašinose, kad būtų išvengta izoliacijos gedimo ir apvijų gedimo.
- Transformatoriai ir apšvietimo balastai: veikimo metu išskiria daug šilumos, ypač esant perkrovai. Šiluminės apsaugos priemonės apsaugo nuo izoliacijos pablogėjimo ir galimo gaisro pavojaus, nes stebi transformatoriaus temperatūrą ir atjungia maitinimą, kai temperatūra viršija saugias ribas.
- Grandinės pertraukikliai ir elektros paskirstymo sistemos: šiluminės apsaugos priemonės užtikrina apsaugą nuo perkrovos, stebėdamos srovės srautą ir temperatūrą. Jos skirtos išjungti, kai srovė viršija vardines vertes ilgą laiką, taip išvengiant elektros komponentų ir laidų pažeidimo.
- Akumuliatorių paketai: ypač nešiojamoms elektronikos ir elektra varomoms transporto priemonėms, reikalinga šiluminė apsauga, kad būtų išvengta šilumos nutekėjimo ir galimo gaisro pavojaus. Šiluminės apsaugos priemonės stebi akumuliatoriaus temperatūrą įkrovimo ir iškrovimo ciklų metu, atjungia maitinimą, kai temperatūra viršija saugias ribas.
Rekomendacijos Renkantis ir Naudojant Šiluminę Apsaugą
Norint užtikrinti veiksmingą apsaugą, labai svarbu teisingai pasirinkti ir sumontuoti šiluminę apsaugą.
Tinkamos Temperatūros Parinkimas
Apsaugos temperatūra turi būti nustatyta žemiau už maksimalią leistiną saugomo komponento izoliacijos sistemos temperatūrą. Pavyzdžiui, F-klasės izoliacijos maksimali temperatūra yra 155 laipsniai, todėl tiktų 145 laipsnių arba 150 laipsnių apsauga.
Srovės Nominalioji Vertė
Šiluminės apsaugos srovės nominalioji vertė turi būti didesnė už maksimalią srovę, kurią patirs apsaugotas įrenginys, įskaitant paleidimo srovę, normalią veikimo srovę ir užblokuoto rotoriaus srovę. Variklių paleidimo srovė paprastai yra didesnė už vardinę srovę, tačiau ji trunka trumpai.
Atstatymo Funkcija (Automatinis ar Rankinis)
Šiluminės apsaugos yra su automatinio arba rankinio atstatymo funkcijomis. Automatinės atstatymo apsaugos vėl veikia, kai temperatūra nukrenta iki saugaus lygio, sumažindamos prastovos laiką, tačiau gali būti leidžiama pakartotinai, jei gedimas išlieka. Norint iš naujo nustatyti rankinio atstatymo apsaugas, reikia fizinio įsikišimo, užtikrinant, kad prieš paleidžiant iš naujo būtų ištirta perkaitimo priežastis.
Tinkamas Montavimas
Tinkamas montavimas yra labai svarbus patikimam veikimui. Štai keletas svarbių aspektų:
- Lenkdami švino laidus išlaikykite mažiausiai 6 mm atstumą nuo komponento šaknies, kad išvengtumėte žalos. Negalima jėga tempti, pasukti ar nuvesti laido.
- Montuodami venkite traukti, spausti ar sukti laidus.
- Kai naudojate varžtus, kniedes ar gnybtų jungtis, įsitikinkite, kad apsauga yra saugiai pritvirtinta, kad išvengtumėte mechaninio valkšnumo ir kontaktų gedimo.
- Atliekant litavimo operacijas, palaikykite žemą šildymo temperatūrą ir venkite aukštos temperatūros tiesiai ant šiluminės apsaugos. Po litavimo leiskite iš karto atvėsti bent 30 sekundžių.
- Termosaugos modelio atspaudas tiesiogine prasme yra nejautrus temperatūrai paviršius. Surinkimo metu temperatūrai jautrus paviršius turi būti pritvirtintas prie apsaugoto įrenginio šildymo paviršiaus, kad būtų galima tiksliai nustatyti temperatūrą.
- Metalinis šiluminės apsaugos korpusas gali būti įkraunamas, o montuojant apvalkalą reikia izoliuoti. Naudojant gaminius su izoliaciniu apvalkalu, griežtai draudžiama pradurti izoliacinį apvalkalą aštriu ar aštriu metalu, kad izoliacija nesugestų.
- Plastikinio surinkimo metu didžiausias leistinas gaminio statinis slėgis yra 50Kg.
- Kai variklio gamybai naudojamas vakuuminio panardinimo procesas, būtina pasirinkti termoapsaugą, atitinkančią vakuuminio panardinimo reikalavimus.
- Kai ant variklio sumontuota šiluminė apsauga su bimetaliniu aktyvumu, tam tikromis sąlygomis ji skleis žemo dažnio vibracijos triukšmą. Jei variklis naudojamas triukšmui jautriu atveju, būtina patvirtinti naudojimo aplinką.
Šiluminės apsaugos ir variklio prijungimo būdas paprastai yra trifazis variklio žvaigždės jungtis.
Darbo Aplinkos Poveikis
Darbo aplinka daro didelę įtaką apsaugos pasirinkimui. Reikia atsižvelgti į tokius veiksnius kaip drėgmė, vibracija, cheminis poveikis ir aplinkos temperatūros diapazonas.
Šiluminės Apsaugos Technologijos Tobulinimas
Šiluminės apsaugos technologijos evoliucija ir toliau tobulėja, o šiuolaikiniai įrenginiai siūlo didesnį tikslumą, mažesnius formos veiksnius ir patobulintas integravimo galimybes.
Pavyzdžiui, elektroninė ST01 šiluminė apsauga yra pirmasis grynos temperatūros temperatūros jungiklis Kinijoje, gavęs dvigubus UL ir TUV sertifikatus. Kai grandinė įjungta, srovė nepraeina per dvigubas plokštes, nėra srovės šildymo efekto, o temperatūros valdymas yra tikslesnis.
Kadangi daugelis variklių gamintojų naudoja vakuuminio panardinimo gamybos procesą, kad užtikrintų ritės izoliaciją, procesas nuolat tobulinamas. "Andi Electronics" gaminama šiluminė apsauga pasiekė itin aukštą sandarinimo efektyvumą. Jei yra -0.09 MP, panardinimo greitis gali siekti 3‰, o tai gali užkirsti kelią vakuuminio panardinimo procesui sugadinti produktą. Taip sumažinamas šiluminės apsaugos gedimo dažnis dėl vakuuminio panardinimo iki mažiau nei vienos tūkstantosios dalies, padarant juos gaminiais su mažiausiu defektų lygiu pramonėje.
"Andi" elektroninė saugi ST01 mažo tūrio šiluminė apsauga turi metalinį korpusą, gali atlaikyti 50 kg ritės formavimo slėgį, turi gerą šilumos laidumą ir yra jautri temperatūrai. Tinka rišti ant emaliuotos vielos paviršiaus arba įterpti į variklio ritę. Darbinę temperatūrą galima nustatyti nuo 60 iki 180 laipsnių. Pagrindinės pagalbinės technologijos apima:
- Integruoti pasaulinės tiekimo grandinės ištekliai: dvigubas korpusas pritaikytas JAV EMS, didžiausio pasaulyje dvigubų dalių gamintojo, medžiaga, o išorinis apvalkalas - Vokietijos tiekėjo štampavimo ir formavimo technologiją.
- Nendrės pagamintos iš japoniškų NGK medžiagų, jas apdoroja ir gamina Japonijos štampavimo detalių tiekėjai.
- Korpusas ir nendrė yra padengti sidabru, o tai labai sumažina kontaktinį pasipriešinimą.
- Dviejų dalių šerdies komponentai gaminami ir išbandomi naudojant visiškai automatinę liejimo įrangą ir temperatūros tikrinimo tunelinę krosnį, kurios yra geros konsistencijos ir stabilios.
Šiluminės apsaugos atlieka labai svarbų vaidmenį užtikrinant elektros ir elektroninės įrangos saugą ir patikimumą įvairiose srityse. Nesvarbu, ar naudojant bimetalinę technologiją mechaniniam perjungimui, ar PTC termistorius elektroninei apsaugai, šie įrenginiai užtikrina esminę apsaugą nuo perkaitimo ir galimo gaisro pavojaus.
tags: #linux #motorai #su #apsauga #nuo #perkaitimo