Termistorová (pozistorová) ochrana elektromotorů

Ochrana asynchronních elektromotorů proti přehřátí je tradičně realizována na bázi tepelné nadproudové ochrany. U většiny pracujících motorů je použita tepelná ochrana proti nadproudu, která nezohledňuje přesně skutečné provozní teplotní režimy elektromotorů ani jejich teplotní konstanty v čase.

V nepřímé tepelné ochraně indukčního motoru bimetalové desky zahrnout do napájecího obvodu vinutí statoru asynchronního elektromotoru a při překročení maximálního přípustného proudu statoru bimetalové desky při zahřátí vypnou napájení statoru ze zdroje energie.

Nevýhodou této metody je, že ochrana nereaguje na teplotu ohřevu vinutí statoru, ale na množství uvolněného tepla, aniž by se zohlednila doba provozu v zóně přetížení a skutečné podmínky chlazení indukčního motoru. .To neumožňuje plné využití přetížitelnosti elektromotoru a snižuje výkon zařízení pracujících v přerušovaném režimu v důsledku falešných odstávek.

Složitost stavby tepelná relé, nedostatečně vysoká spolehlivost ochranných systémů na nich založených vedla k vytvoření tepelné ochrany reagující přímo na teplotu chráněného objektu. V tomto případě jsou teplotní čidla namontována na vinutí motoru.

Ochranná zařízení citlivá na teplotu: termistory, pozistory

Použitím teplotních senzorů termistory a pozitrony — polovodičové odpory, které mění svůj odpor s teplotou…. Termistory jsou polovodičové odpory s velkým záporným TSC. S rostoucí teplotou klesá odpor termistoru, který se používá pro obvod vypnutí motoru. Pro zvýšení strmosti odporu proti teplotní závislosti se paralelně zapojují termistory nalepené na tři fáze (obrázek 1).

Obrázek 1 — Závislost odporu pozistorů a termistorů na teplotě: a — sériové zapojení pozistorů; b — paralelní zapojení termistorů

Pozistory jsou nelineární odpory s kladným TCK. Při dosažení určité teploty se odpor pozistoru prudce zvýší o několik řádů.

Pro posílení tohoto efektu jsou posistory různých fází zapojeny do série. Charakteristiky pozistorů jsou znázorněny na obrázku.

Ochrana prostřednictvím kladců je dokonalejší. V závislosti na třídě izolace vinutí motoru se berou polohy reakční teploty = 105, 115, 130, 145 a 160.Tato teplota se nazývá klasifikační teplota. Pozistor při teplotě prudce změní svůj odpor za maximálně 12 s. Když by odpor tří sériově zapojených pozistorů neměl být větší než 1650 ohmů, při teplotě by jejich odpor měl být alespoň 4000 ohmů.

Garantovaná životnost posistoru je 20 000 hodin. Konstrukčně je pozistor tvořen kotoučem o průměru 3,5 mm a tloušťce 1 mm, pokrytý organickým silikonovým smaltem, který vytváří potřebnou odolnost proti vlhkosti a elektrickou pevnost izolace.

Zvažte ochranný obvod PTC znázorněný na obrázku 2.

Obrázek 2 – Zařízení pro ochranu hledačů s ručním návratem: a – schéma; b — schéma připojení k motoru

Kontakty 1, 2 obvodu (obrázek 2, a) jsou připojeny k pozistorům namontovaným na třech fázích motoru (obrázek 2, b). Tranzistory VT1, VT2 se zapínají podle Schmidova spouštěcího obvodu a pracují v režimu klíče. Výstupní relé K je připojeno ke kolektorovému obvodu koncového stupně tranzistoru VT3, který působí na vinutí spouštěče.

Při normální teplotě vinutí motoru a jeho přidružených kladů je odpor vinutí motoru malý. Odpor mezi body 1-2 obvodu je také malý, tranzistor VT1 je uzavřený (na základě malého záporného potenciálu), tranzistor VT2 je otevřený (vysoký potenciál). Záporný potenciál kolektoru tranzistoru VT3 je malý a uzavřený. V tomto případě je proud v cívce relé K nedostatečný pro jeho činnost.

Při zahřívání vinutí motoru se zvyšuje odpor kladů a při určité hodnotě tohoto odporu se záporný potenciál bodu 3 dostane na spouštěcí napětí. Provozní režim relé je zajištěn emitorovou zpětnou vazbou (odpor v emitorovém obvodu VT1) a kolektorovou zpětnou vazbou mezi kolektorem VT2 a bází VT1. Při aktivaci spouště se VT2 zavře a VT3 otevře. Relé K se aktivuje, uzavře signální obvody a rozepne elektromagnetický obvod spouštěče, načež se vinutí statoru odpojí od síťového napětí.

Po vychladnutí motoru jej lze nastartovat stisknutím tlačítka «návrat», které vrátí spoušť do výchozí polohy.

U moderních elektromotorů jsou ochranné kladky namontovány před vinutí motoru. U starších motorů mohou být pozistory přilepeny k hlavě cívky.

Výhody a nevýhody termistorové (pozistorové) ochrany

Tepelně citlivá ochrana elektromotorů je výhodná v případech, kdy z proudu nelze s dostatečnou přesností určit teplotu elektromotoru. To platí zejména pro elektromotory s dlouhými dobami rozběhu, častým zapínáním a vypínáním (periodický provoz) nebo motory s proměnnými otáčkami (s frekvenčním měničem). Termistorová ochrana je účinná i v případě silného znečištění elektromotorů nebo selhání systému nuceného chlazení.

Nevýhody termistorové ochrany jsou v tom, že ne všechny typy elektromotorů jsou vyráběny s termistory nebo pozistory.To platí zejména pro elektromotory domácí výroby. Termistory a posstory lze instalovat do elektromotorů pouze ve stacionárních dílnách. Teplotní charakteristika termistoru je zcela inerciální a silně závisí na okolní teplotě a provozních podmínkách samotného elektromotoru.

Termistorová ochrana vyžaduje speciální elektronický blok: termistorové ochranné zařízení pro elektromotory, tepelné nebo elektronické nadproudové relé, které obsahuje nastavovací a nastavovací bloky, a také výstupní elektromagnetická relé, která slouží k vypínání startovací cívky nebo elektromagnetické spouště.