Это реальный диалог с одним из наших покупателей. Оставим в стороне вопрос о технической культуре и уровне образования, — здесь рассмотрим только технические вопросы как решить эту проблему.

От чего электродвигатель выходит из строя? Одна из основных причин выхода электродвигателя из строя — перегрузка ( неисправности электродвигетелей смотрите здесь).   

Защита электродвигателя базируется на соответсвующих предпосылках: при прохождении электрического тока через проводник в этом проводнике выделяется тепло. Поэтому электрический двигатель при работе всегда нагревается.

Производители рассчитывают, что при номинальнй нагрузке ток, протекаемый через обмотки электродвигателя, не приведет к его перегреву. Отвод тепла при этом будет достаточным чтобы обеспечить исправную работу электродвигателя.

А вот если ток через обмотки электродвигателя по каким-то причинам увеличится — то электродвигатель начнет перегреваться. Если этот процесс не остановить — то в дальнейшем электродвигатель перегреется и выйдет из строя. В обмотках из-за перегрева начинает плавиться изоляция проводников и происходит короткое замыкание проводников.

Самая распространенная защита электродвигателя — магнитный пускатель и тепловое реле

Наверно самый дешевый и поэтому самый распростаненный способ: это защита электродвигателя при помощи теплового реле. Тепловое реле чаще всего устанавливается на соответствующий магнитный пускатель и работает с ним в паре.

Тепловые реле применяются для защиты электродвигателей от перегрузок по току недопустимой продолжительности, а также от обрыва одной из фаз. 

Напомню, что при обрыве одной из трех фаз ток через остальные фазы увеличиваетсяв 1,7 раза.

Конструктивно тепловое реле представляют собой набор биметаллических расцепителей (по одному на каждую фазу), по которым протекает ток электродвигателя, оказывающий тепловое действие на пластины. Под действием избыточного тепла происходит изгиб биметаллической пластины, приводящий в действие механизм расцепления. При этом происходит изменение состояния вспомогательных контактов, которые используются в цепях управления и сигнализации.  Реле снабжаются биметаллическим температурным компенсатором с обратным прогибом по отношению к биметаллическим пластинам для компенсации зависимости от температуры окружающей среды, обладают возможностью ручного или автоматического взвода (возврата).

Обычно реле имеет шкалу, калиброванную в амперах. В соответствии с международными стандартами шкала должна соответствовать значению номинального тока двигателя, а не тока срабатывания. Ток несрабатывания реле составляет 1,05 I ном. При перегрузке электродвигателя на 20% (1,2 I ном), произойдет его срабатывание в соответствии с токо-временной характеристикой.

В зависимости от конструкции тепловые реле могут монтироваться непосредственно на магнитные пускатели, в корпуса пускателей или отдельно на щиты.

Правильно подобранные тепловые реле защищают двигатель не только от перегрузки, но и от заклинивания ротора, перекоса фаз и от затянутого пуска.

Как правильно подобрать тепловое реле смотрите здесь

Схема защиты электродвигателя при подключении его через магнитный пускатель

Ниже приведена электрическая схема защиты электродвигателя при подключении его через магнитный пускатель с катушкой 380В и тепловым реле. Приведена нереверсивная схема подключения: то есть вал электродвигателя будет вращаться толлько в одну сторону.

Схема состоит: из QF — автоматического выключателя; KM1 — магнитного пускателя; P — теплового реле; M — асинхронного двигателя; ПР — предохранителя, кнопки управления (С-стоп, Пуск).

Рассмотрим работу схемы в динамике.

Как работает защита электродвигателя — динамика схемы

Включаем питание QF — автоматическим выключателем, нажимаем кнопку «Пуск». Своим нормально разомкнутым контактом выключатель подает напряжение на катушку КМ1 магнитного пускателя. Магнитный пускатель КМ1 срабатывает и своими нормально разомкнутыми, силовыми контактами подает напряжение на электродвигатель.

Для того чтобы не удерживать кнопку «Пуск» для работы электродвигателя нужно ее зашунтировать нормально разомкнутым блок контактом КМ1 магнитного пускателя (БК).При срабатывании пускателя при запуску блок контакт замыкается и можно отпустить кнопку «Пуск», ток «побежит» через блок контакт на катушку магнитного пускателя КМ1.

Отключаем двигатель: для этого нажимаем кнопу «С – стоп». Нормально замкнутый контакт размыкается и прекращается подача напряжение к катушке КМ1. Сердечник пускателя под действием пружин возвращается в исходное положение и, соответственно, контакты КМ1 возвращаются в нормальное состояние, отключая тем самым электродвигатель от сети.

Аналогичные действия по остановке электродвигателя происходят при срабатывании теплового реле Р. В этом случае размыкается нормально замкнутый контакт «Р» и отключение происходит аналогично нажатию кнопки «С — стоп».

Недостатки тепловых реле

Защита электродвигателя с помощью тепловых реле имеет некоторые недостатки.

Иногда трудно подобрать тепловое реле из имеющихся в наличии таким образом, чтобы ток теплового элемента соответствовал току электродвигателя.

Кроме того, сами тепловые реле требуют защиты от короткого замыкания. Поэтому в схемах должны быть предусмотрены предохранители или автоматы.

Тепловые реле не всегда способны защитить двигатель от режима холостого хода или недогрузки двигателя, причем иногда даже при обрыве одной из фаз. Поскольку тепловые процессы, происходящие в биметалле, носят достаточно инерционный характер, тепловые реле плохо защищает от перегрузок, связанных с быстропеременной нагрузкой на валу электродвигателя.

Если нагрев обмоток электродвигателя обусловлен неисправностью вентилятора (погнуты лопасти или проскальзывание вентилятора на валу) или загрязнением оребренной поверхности двигателя, — то тепловое реле тоже в этом случае окажется бессильным: потребляемый ток не возрастает или возрастает незначительно, а не происхоит надлежащий отвод тепла от электродвигателя. В таких случаях, только встроенная тепловая защита способна обнаружить опасное повышение температуры и вовремя отключить двигатель.

Но в общем можно подвести итог: защита электродвилателя с помощью теплового реле существенно понижает вероятность выхода электродвигателя из строя из-за перегружки и это лучше, чем если бы защиты вообще б не было.

Александр Коваль
067-1717147