مرحلات حرارية إلكترونية لحماية المحرك من الحمل الزائد

ما هي المرحلات الحرارية؟

تستخدم المرحلات الحرارية لحماية المحركات الكهربائية من التحميل الزائد. نظرًا لأن ارتفاع درجة الحرارة هو نتيجة للتيار الزائد ، فإن مثل هذا المرحل يحمي المحرك من التيار الزائد على هذا النحو ومن ارتفاع درجة الحرارة. أي أنه يوصى باستخدام مرحل حراري في الحالات التي يمكن أن تتجاوز فيها التيارات في شبكة الإمداد ، وبالتالي ، في الحمل الموفر لسبب ما ، التصنيف المسموح به بما يصل إلى 1.11 - 7 مرات ، ومن ثم فإن إعداد الترحيل سوف منع تدمير المعدات.

إذا كان الجهاز مسؤولاً عن عمل دقيق ومسؤول ، فيجب حمايته من الحرارة الزائدة ، وإلا سيحدث تلف. في الواقع ، سيقارن الترحيل الحراري القيمة الفعالة للتيار المتدفق بالإعداد ويحمي الجهاز إذا تم تجاوز الإعداد - بعد فترة زمنية محددة بدقة سيتم فتح دائرة التحميل ، سيتم حفظ الجهاز.

يتم تبديل دوائر الطاقة بواسطة الموصلات ثم يتحكم المرحل الحراري فقط في الإمداد بالموصلات ولا يلزم وجود ثبات عالي للتيار من المرحل نفسه. يتم توصيل المرحل في شكل وحدة موحدة مساعدة بالموصل ، ويقوم موصل الطاقة نفسه بتبديل الحمل.

عادةً ما تحتوي المرحلات على جهات اتصال مفتوحة ومغلقة عادةً ، ويكون الأول مسؤولاً عن تشغيل مصباح الإشارة (على سبيل المثال) والأخير عن تشغيل الموصل.

عندما تكون درجة حرارة المعدات الكهربائية ضمن الحدود المسموح بها ، فإن المرحل الحراري يحافظ على الدائرة مغلقة ، وبمجرد حدوث فائض ، يتم إيقاف تشغيله بعد فترة زمنية معينة ، وكلما ارتفعت نسبة التيار الزائد إلى الاسمي ، يتم تشغيل الترحيل بشكل أسرع ، لأنه كلما زاد التيار ، زادت سرعة تسخين السلك ، ويجب عدم السماح بارتفاع درجة حرارة أي جزء من المعدات المحمية.

معلمات الترحيل الحراري

عند القيم الزائدة العالية (عدة مرات) ، المميزة لدائرة كهربائية قصيرة ، يتم الفتح بواسطة قاطع دائرة مع إطلاق كهرومغناطيسي أو فتيل. بشكل عام ، يمكن أن تكون أسباب الحمل الزائد مختلفة ، على سبيل المثال ، بداية صعبة منتظمة لمحرك كهربائي أو عمليات تشغيل متكررة. ثم الزناد سيكون كاذبا.

لاستبعاد الإنذارات الكاذبة ، يتم ضبط الإعداد بدون احتياطيات ، ويكون الاختلاف فقط في فئات المرحلات نفسها من 5 إلى 40 ، مما يشير إلى وقت الاستجابة: فئة 5 - 3 ثوانٍ مع تحميل زائد عشرة أضعاف ، فئة 10-6 ثوانٍ مع a عشرة أضعاف الحمولة الزائدة ، وما إلى ذلك ، محددة عند درجة حرارة محيطة تبلغ 20 درجة مئوية ، مع عملية متناظرة ثلاثية الطور ، للتحميل الزائد في حالة باردة. يُظهر الإعداد تيار الحمل الزائد ويظهر الفصل الحد الأقصى لوقت الرحلة بالثواني.

من الخصائص المهمة للترحيل الحراري القيم الحدية للأحمال الزائدة المتعددة طويلة الأجل - حوالي ساعة. هذه هي الحالة التي بموجبها يتم ضمان تشغيل المرحل أو إخفاقه في العمل. لذلك ، إذا تم تعيين العتبة على 1.14 ± 0.06 ، فعندئذٍ عند 1.2 يكون التتابع مضمونًا للعمل ، وعند 1.06 لن يعمل بالتأكيد.

هذه المعلمة مهمة للغاية ، فهي تحدد دقة وموثوقية الحماية وتساعد أيضًا على منع الإنذارات الكاذبة. يتم تعويض أعلى جودة للمرحلات لضمان التشغيل المستمر في جميع درجات الحرارة المحيطة.

وفقًا لخصائص المعدات المحمية ، يتم أيضًا تحديد وقت استجابة المرحل الحراري ، مع مراعاة سرعة التحميل الزائد المسموح بها. تتطلب المضاعفات الكبيرة - حتى 10 مرات - نهجًا أكثر شمولاً. على سبيل المثال ، تعتبر الفئة 10 عالمية ومناسبة للمحركات الكهربائية سهلة التشغيل.

بالنسبة للبدايات الثقيلة ، تكون الفئة 20 أو الفئة 30 أو الفئة 40 أكثر ملاءمة. الفئة 5 - إذا كانت الدقة العالية مطلوبة ، على سبيل المثال ، إذا كان الحمل منخفضًا من الجمود.كقاعدة عامة ، يشير مصنعو المرحلات الحرارية في الوثائق المصاحبة إلى أنسب المعدات التي تعتبر فئة هذه الخاصية الواقية هي الأفضل حاليًا.

يعد وقت تشغيل الترحيل الفعلي مهمًا هنا ، ويجب أن يتطابق مع الاعتماد القياسي. أفضل المرحلات الحرارية ذات الحمولة الزائدة من 3 إلى 7.2 مرة لها أقصى انحراف في وقت الرحلة عن المعيار الذي لا يزيد عن 20 ٪ لأسفل وما فوق. مع زيادة درجة الحرارة ، على سبيل المثال بسبب التسخين المسبق بالتيار المقنن ، يكون وقت الإغلاق 2.5 إلى 4 مرات أقصر من المعيار عند 20 درجة مئوية.

عيوب المرحلات الحرارية البسيطة

المرحلات الحرارية ثلاثية الطور هي أكثر تنوعًا ، فهي تراقب التيارات في جميع المراحل الثلاث وتنطبق على الدوائر أحادية الطور ، للتيار المتناوب والتيار المباشر.

ولكن إذا تم تحميل المراحل بشكل غير متماثل بدرجة عالية؟ بعد ذلك سترتفع درجة الحرارة في إحدى المراحل بشكل أسرع وسترتفع درجة حرارة الجهاز بشكل خطير ، لأن القيمة الفعالة لتيار المراحل الثلاث لن تسمح باكتشاف الخطر. نتيجة لذلك ، سيكون وقت التعثر والتيار الحرج لإعداد الترحيل الحراري في الواقع أقل من الوضع الفعلي.

لحل المشكلة بشكل أسرع ، هناك حاجة إلى مرحل حراري أكثر حداثة ، مع حماية متكاملة ضد عدم تناسق تيار الطور. في مثل هذه المرحلات ، في حالة عدم التوازن أو في حالة فقدان المرحلة ، سيتغير وقت الاستجابة والتيار وفقًا لذلك وستظل الحماية موثوقة.

عادة ما يتم إجراء المرحلات الحرارية على أساس فواصل ثنائية المعدن. عند تسخينها بالتيار ، تنحني اللوحة وتنشط آلية الإغلاق ، ويتم تنشيط التتابع - يتحول إلى حالة "إيقاف التشغيل".عندما تبرد اللوحة ، ستعود الآلية إلى حالتها الأصلية "تشغيل". إن بساطة تصميم المرحلات التقليدية تثير الإعجاب بتكلفتها المنخفضة وعزل الضوضاء الجيد. ولكن بالنسبة للمعدات الأقل سمكًا ، هناك حاجة إلى مرحلات حرارية أكثر دقة - إلكترونية.

المرحلات الحرارية الإلكترونية

المرحلات الحرارية الإلكترونية غير المتطايرة ، مثل سلسلة سيمنز 3RB20 و 3RB21 ، مجهزة بأنظمة قياس مدمجة للتيارات حتى 630 ألفًا. هذه المرحلات مستقلة عن التيار وقادرة على حماية الأحمال في أي وضع ، حتى مع الثقيلة الانطلاق ، وبمراحل مفتوحة أو غير متوازنة.

في حالة الحمل الزائد الحالي ، مع انقطاع في إحدى المراحل أو مع عدم التوازن ، يزداد التيار ، على سبيل المثال في المحرك ، ويصبح أعلى من الإعداد. يسجل محول التيار المتكامل التيار ، وتعالج الإلكترونيات القيمة المقاسة حاليًا ، وإذا تجاوز القيمة المحددة ، تنتقل نبضة التعثر إلى قاطع الدائرة ، الذي يفصل الحمل عن طريق فتح الموصل الخارجي. يتم تثبيت التتابع نفسه على الموصل. يرتبط وقت التعثر بشكل صارم بنسبة تيار التعثر إلى تيار الإعداد.

المرحل الحراري الإلكتروني Siemens 3RB21 ليس فقط قادرًا على الحماية من ارتفاع درجة الحرارة بسبب عدم تناسق الطور أو التيار الزائد أو فقدان الطور ، ولكنه يحتوي أيضًا على نظام داخلي للكشف عن الأعطال الأرضية (باستثناء مجموعات دلتا النجم). على سبيل المثال ، سيتم اكتشاف أخطاء الأرض غير المكتملة بسبب تلف العزل أو الرطوبة على الفور وسيتم فتح دائرة التحميل.

عند تنشيط المرحل ، سيضيء المؤشر ، مشيرًا إلى حالة التعثر.يمكن إعادة الضبط التلقائي أو إعادة الضبط اليدوي. تحدث إعادة الضبط التلقائي بعد وقت محدد ، وبعد ذلك سيغلق المرحل الموصل مرة أخرى.