أنواع الحماية الكهربائية للمحركات الكهربائية غير المتزامنة

حماية المحركات الكهربائية غير المتزامنة

تعد المحركات غير المتزامنة ذات التيار المتردد ثلاثية الطور بجهد يصل إلى 500 فولت بقدرة من 0.05 إلى 350 - 400 كيلو وات هي أكثر أنواع المحركات الكهربائية شيوعًا.

يتم ضمان التشغيل الموثوق وغير المنقطع للمحركات الكهربائية قبل كل شيء من خلال الاختيار الصحيح لها من حيث القوة الاسمية وطريقة التشغيل وشكل التنفيذ. لا يقل أهمية عن مراعاة المتطلبات والقواعد اللازمة عند تكوين دائرة كهربائية واختيار معدات التحكم والأسلاك والكابلات وتركيب وتشغيل المحرك الكهربائي.

أوضاع الطوارئ لتشغيل المحركات الكهربائية

حتى بالنسبة للمحركات الكهربائية المصممة والمشغلة بشكل صحيح ، هناك دائمًا احتمال حدوث حالات طارئة أو غير طبيعية للمحركات والمعدات الكهربائية الأخرى أثناء تشغيلها.

تشمل أوضاع الطوارئ:

1) دوائر قصيرة متعددة الأطوار (ثلاثية وثنائية الطور) وحيدة الطور في لفات محرك كهربائي ؛ دوائر قصيرة متعددة الأطوار في الصندوق الطرفي للمحرك الكهربائي وفي دائرة الطاقة الخارجية (في الأسلاك والكابلات ، عند ملامسات أجهزة التبديل ، في صناديق المقاومة) ؛ دوائر قصيرة الطور للإسكان أو السلك المحايد داخل المحرك أو في دائرة خارجية - في شبكات ذات محايد مؤرض ؛ دوائر قصيرة في دائرة التحكم ؛ دوائر قصيرة بين لفات المحرك (دوائر الدوران).

الدوائر القصيرة هي أخطر حالات الطوارئ في التركيبات الكهربائية. في معظم الحالات ، تحدث بسبب تلف العزل أو التداخل. تصل تيارات الدائرة القصيرة أحيانًا إلى قيم أعلى بعشرات ومئات المرات من قيم التيارات في الوضع العادي ، ويمكن أن يؤدي تأثيرها الحراري والقوى الديناميكية التي تتعرض لها الأجزاء الحية إلى فشل التركيبات الكهربائية بالكامل

2) الحمل الحراري الزائد للمحرك الكهربائي بسبب مرور التيارات المتزايدة عبر لفاته: عندما تكون آلية العمل محملة بشكل زائد لأسباب تكنولوجية ، خاصة ظروف البدء القاسية ، المحرك تحت الحمل أو المتوقف ، انخفاض الجهد الكهربائي على المدى الطويل ، فقدان التيار الكهربائي إحدى مراحل دائرة إمداد الطاقة الخارجية أو كسر الأسلاك في لف المحرك ، والتلف الميكانيكي في المحرك أو آلية التشغيل ، والأحمال الزائدة الحرارية مع ظروف تبريد المحرك المتدهورة.

تتسبب الأحمال الزائدة الحرارية في المقام الأول في تقادم سريع وتدمير لعزل المحرك ، مما يؤدي إلى حدوث ماس كهربائي ، أي إلى حادث خطير وفشل سابق لأوانه للمحرك.

أنواع الحماية للمحركات الكهربائية غير المتزامنة

يتم توفير تدابير الحماية لحماية المحرك من التلف في حالة انتهاك ظروف التشغيل العادية ، وكذلك فصل المحرك المعيب في الوقت المناسب عن الشبكة ، وبالتالي منع أو الحد من وقوع حادث.

الوسيلة الرئيسية والأكثر فاعلية هي الحماية الكهربائية للمحركات ، والتي يتم تنفيذها وفقًا لـ «قواعد بناء التركيبات الكهربائية» (PUE).

اعتمادًا على طبيعة الأعطال المحتملة وأنماط التشغيل غير الطبيعية ، هناك العديد من الأنواع الأساسية الأكثر شيوعًا للحماية الكهربائية للمحركات غير المتزامنة.

حماية المحركات غير المتزامنة من ماس كهربائى

تعمل حماية الدائرة القصيرة على إيقاف تشغيل المحرك عند حدوث تيارات ماس ​​كهربائى في دائرة الطاقة (الرئيسية) أو في دائرة التحكم.

تعمل الأجهزة التي توفر الحماية ضد الدوائر القصيرة (الصمامات ، والمرحلات الكهرومغناطيسية ، وقواطع الدائرة ذات الإطلاق الكهرومغناطيسي) على الفور تقريبًا ، أي دون تأخير زمني.

حماية الزائد للمحركات غير المتزامنة

تعمل الحماية من الحمل الزائد على حماية المحرك من ارتفاع درجة الحرارة غير المقبول ، خاصة حتى مع وجود أحمال حرارية زائدة صغيرة نسبيًا ولكنها طويلة المدى. يجب استخدام الحماية من الحمل الزائد فقط للمحركات الكهربائية لآليات التشغيل هذه حيث تكون الزيادات غير الطبيعية في الحمل ممكنة في حالة حدوث اضطرابات في عملية التشغيل.

أجهزة حماية الحمل الزائد (درجة الحرارة و المرحلات الحرارية، مرحلات كهرومغناطيسية ، مفاتيح أوتوماتيكية مع إطلاق حراري أو بآلية ساعة) عند حدوث حمل زائد ، يتم إيقاف تشغيل المحرك بتأخير معين ، وكلما زاد الحمل الزائد ، وفي بعض الحالات مع زيادة كبيرة في الحمل ، وعلى الفور.

حماية المحركات الكهربائية غير المتزامنة من نقص أو اختفاء الفولتية

يتم تنفيذ الحماية ضد الجهد المنخفض أو المنخفض (الحماية الصفرية) بمساعدة واحد أو أكثر من الأجهزة الكهرومغناطيسية ، وهي تعمل عند إيقاف تشغيل المحرك في حالة انقطاع التيار الكهربائي أو عندما ينخفض ​​جهد التيار الكهربائي عن القيمة المحددة ويحمي المحرك من التشغيل التلقائي بعد إزالة انقطاع التيار الكهربائي أو استعادة جهد التيار الكهربائي العادي.

حماية خاصة للمحركات الكهربائية غير المتزامنة ضد التشغيل على مرحلتين تحمي المحرك من السخونة الزائدة ، وكذلك من "الانقلاب" ، أي التوقف تحت التيار بسبب انخفاض عزم الدوران الناتج عن المحرك عند إحدى مراحل التيار الرئيسي الدائرة متقطعة. تعمل الحماية عند بدء تشغيل المحرك.

تستخدم المرحلات الحرارية والكهرومغناطيسية كأجهزة حماية. في الحالة الثانية ، قد لا يكون للحماية تأخير زمني.

أنواع أخرى من الحماية الكهربائية للمحركات غير المتزامنة

هناك بعض أنواع الحماية الأخرى الأقل شيوعًا (ضد أعطال الأرض أحادية الطور والجهد الزائد في الشبكات ذات المحايدة المعزولة ، مما يزيد من سرعة دوران محرك الأقراص ، وما إلى ذلك).

الأجهزة الكهربائية المستخدمة في حماية المحركات الكهربائية

يمكن لأجهزة الحماية الكهربائية تطبيق نوع واحد أو أكثر من الحماية في وقت واحد. على سبيل المثال ، توفر بعض قواطع الدائرة حماية من الماس الكهربائي والحمل الزائد. بعض الاجهزة الامنية على سبيل المثال الصمامات، هي أجهزة أحادية الفعل وتتطلب الاستبدال أو إعادة الشحن بعد كل عملية تشغيل ، والبعض الآخر ، مثل المرحلات الكهرومغناطيسية والحرارية ، هي أجهزة متعددة المفعول. يختلف الأخير في الطريقة التي يعودون بها إلى وضع الاستعداد للضبط الذاتي وإعادة ضبط الأجهزة يدويًا.

اختيار نوع الحماية الكهربائية للمحركات الكهربائية غير المتزامنة

يتم اختيار نوع أو آخر من الحماية أو عدة أنواع في نفس الوقت في كل حالة محددة ، مع مراعاة درجة مسؤولية محرك الأقراص وقوته وظروف التشغيل وإجراءات الصيانة (وجود أو عدم وجود أفراد صيانة دائمين) .

يمكن أن يكون تحليل البيانات المتعلقة بمعدل حوادث المعدات الكهربائية في الورشة ، في موقع البناء ، في ورشة العمل ، وما إلى ذلك ، مفيدًا للغاية ، مما يكشف عن الانتهاكات المتكررة للتشغيل العادي للمحركات والمعدات التكنولوجية. يجب أن تسعى دائمًا لضمان أن تكون الحماية بسيطة وموثوقة قدر الإمكان في التشغيل.

يجب حماية أي محرك ، بغض النظر عن قوته أو جهده ، من قصر الدائرة. يجب مراعاة الظروف التالية هنا. من ناحية أخرى ، يجب تعطيل الحماية عن طريق تيارات البدء والفرملة للمحرك ، والتي يمكن أن تكون أعلى من تيارها المقدر بـ 5-10 مرات.من ناحية أخرى ، في عدد من حالات قصر الدائرة ، على سبيل المثال في دوائر اللف ، والدوائر القصيرة بين الأطوار بالقرب من النقطة المحايدة لملف الجزء الثابت ، والدوائر القصيرة إلى الصندوق داخل المحرك ، وما إلى ذلك ، يجب أن تكون الحماية تعمل في تيارات منخفضة من تيار البدء.

من الصعب تلبية هذه المتطلبات المتضاربة في وقت واحد مع العلاجات البسيطة وغير المكلفة. لذلك ، فإن نظام الحماية للمحركات غير المتزامنة ذات الجهد المنخفض مبني على افتراض متعمد أنه مع بعض الأخطاء المذكورة أعلاه في المحرك ، لا يتم فصل الأخير عن الحماية على الفور ، ولكن فقط أثناء تطوير هذه الأعطال ، بعد زاد التيار الذي يستهلكه المحرك من الشبكة بشكل ملحوظ.

من أهم متطلبات أجهزة حماية المحرك - عملها الواضح في أوضاع التشغيل الطارئة وغير الطبيعية للمحرك وفي نفس الوقت عدم قبول الإنذارات الكاذبة. لذلك ، يجب اختيار أجهزة الحماية بشكل صحيح وضبطها بعناية.