§ 6. Защита асинхронных двигателей от коротких замыканий
Защита асинхронных двигателей от коротких замыканий и перегрузок осуществляется с помощью плавких вставок предохранителей, а также автоматических выключателей.
Правильный выбор плавкой вставки для защиты асинхронного короткозамкнутого двигателя усложняется тем, что во время пуска двигатель потребляет из сети ток, который в 5—8 раз больше номинального тока (потребляемого двигателем при установившейся нормальной его работе). Время пуска, хотя и длится несколько секунд, очень усложняет выбор плавкой вставки предохранителя. Пользуются в данном случае следующей формулой:
(40)
где Iвст — номинальный ток плавкой вставки, а;
Iп — пусковой ток двигателя, а.
Выбор плавкой вставки для электродвигателя, приводящего в действие механизм с тяжелыми условиями запуска (длительное время разгона, частые пуски и т. д.), производится по формуле
(41)
т. е. кратность составляет от 1,6 линейное напряжение 380 в и ток статора 19,5 а.
Пусковой ток данного двигателя (табл. 21) в 6,5 раза больше номинального тока, т. е. равен 19,5х6,5 = 126,75 а.
Подставляя значение пускового тока в формулу (40), определяем расчетный ток плавкой вставки:
Таблица 21
Технические данные асинхронных электродвигателей в защищенном исполнении типа А или АЛ, необходимые для выбора плавких вставок предохранителей
Округляем полученное значение тока до ближайшей стандартной величины номинальных токов плавких вставок.
В данном случае ближайшей стандартной величиной является плавкая вставка на номинальный ток 60 а. При этом 1,6 принимается для электродвигателей ответственных рабочих машин и механизмов.
К примеру, произведем выбор плавкой вставки для защиты электродвигателя типа А или АЛ-52-2, мощностью 10 кВт, при номинальной нагрузке которого до 2,0. Аналогично в заводских условиях производится выбор уставок выключателей.
В то же время выбранная нами вставка предохранителя не может защитить двигатель от перегрузок. Так, если перегрузка будет двукратной (19,5X2=39 а), то плавкая вставка не отключит двигатель. Если же будет выбрана плавкая вставка на меньший ток, то она перегорит во время запуска двигателя в ход.
Таблица 22
В практической работе нередко приходится менять перегоревшие заводские плавкие вставки предохранителей самодельными вставками. В этих целях необходимо применять медные луженые проволочки. Для правильного подбора их можно пользоваться табл. 22.
Выбор проволочек для плавких вставок
§ 7. Защита асинхронных двигателей от перегрузок и работы на двух фазах
Защита асинхронных двигателей от перегрузок производится с помощью магнитных пускателей или автоматов. Защита с помощью магнитных пускателей основана на действии вмонтированных в них тепловых реле. При прохождении по биметаллической пластинке реле тока она нагревается и, изгибаясь, приводит в действие контакт реле. Чем больше ток, тем быстрее изогнется пластинка, а следовательно и быстрее сработает реле. Тепловые реле в основном применяются серии РТ (рис. 75). Они бывают одноэлементными (однофазными) и двухэлементными. Для защиты двигателя от работы на двух фазах применяются два одноэлементных реле или одно двухэлементное.
Тепловые реле включаются в цепь следующим образом: нагревательные элементы 1РТ и 2РТ включаются в две фазы цепи статора после контактов (Л) пускателя. Размыкающие контакты реле 1РТ и 2РТ присоединяются последовательно в цепь катушки (Л) (рис. 68). Кроме реле этого типа, промышленностью выпускаются и другие—серии ТРА, ТРН.
Тепловое реле надежно защищает двигатель, когда он работает в длительном режиме при постоянной нагрузке. Если же двигатель работает в повторно-кратковременном режиме с резко меняющейся нагрузкой, то тепловые реле работают ненадежно.
Для надежной защиты двигателей нагревательные элементы, поставляемые промышленностью обычно отдельно от пускателей, должны быть подобраны в соответствии с таблицей 23.
Рис. 75. Тепловое реле типа РТ:
1 — нагревательный элемент; 2 — биметаллическая пластинка; 3 — контакты; 4 — рычаг возврата.
При отсутствии нагревателей заводского типа можно подобрать проволочки к тепловым реле самостоятельно. Диаметр нихромовой проволочки определяется по формуле
(42)
Таблица 23
Нагревательные элементы для магнитных пускателей серии П
Количество проволочек определяется по формуле
К примеру, если номинальный ток нагревателя 10 а, то диаметр будет равен
количество проволочек
Тепловое реле, защищая двигатель при перегрузках, не может обеспечить защиту при коротких замыканиях.
Тепловая защита осуществляется также автоматическими выключателями. Действие тепловых расцепителей в автоматах аналогично действию тепловых реле в пускателях.
Если по каким-либо причинам в трехфазном двигателе происходит обрыв (потеря) фазы, то двигатель выходит из строя.
От работы на двух фазах двигатель может быть защищен с помощью тепловых реле. Тепловые реле надежно защищают двигатель длительного режима работы, когда нагрузка на его валу не менее 60—70% от номинальной.
Имеются и другие специальные виды защиты, но основным является не создание специальных видов защиты, а устранение причин, приводящих к работе двигателя в двухфазном режиме. При хорошей эксплуатации двигателей и пускорегулирующей аппаратуры потери фазы происходят очень редко.
§ 8. Обслуживание электрических двигателей и аппаратуры
Открытые токоведущие части пускорегулирующей аппаратуры электродвигателей (рубильники, кнопки магнитных пускателей и др.) должны иметь закрытые сплошные корпусы, которые так же, как и электродвигатели, обязательно заземляются.
Кнопки магнитных пускателей, в зависимости от расположения машин, монтируются на общем пульте управления непосредственно на машинах или около них, а также могут устанавливаться как на пульте, так и на машинах.
Присоединение двигателя к сети осуществляется с помощью шланговых проводов, проводов с защитной оболочкой или проложенных в металлических трубах. Магнитные пускатели к стенам удобно крепить с помощью металлических конструкций из полосового железа (рис. 76).
Рис. 76. Установка магнитных пускателей к стене.
В случае угрозы несчастного случая или аварии электродвигатель надо немедленно отключить.
При эксплуатации двигателя следует производить общее наблюдение за ним — периодически осуществлять технический осмотр (контролировать режим его работы, нагрев, состояние контактов, следить за чистотой), а также профилактический ремонт.
Перегружать двигатели, особенно длительное время, недопустимо, так как это приводит к преждевременному выходу их из строя.
Периодичность технического осмотра устанавливается в зависимости от производственных условий, но не реже одного раза в месяц. Во время осмотров двигатель очищается от грязи, проверяется надежность заземления и соединения его с рабочей машиной. В электродвигателях с фазным ротором, кроме того, проверяется состояние контактных колец и щеток. Если двигатель работает в пыльных, загрязненных помещениях, на открытом воздухе или под навесами, то технический осмотр его производится один раз в смену.
Сроки проведения капитального ремонта заранее не устанавливаются: ремонт производится по мере надобности. Профилактический (текущий) ремонт выполняется в зависимости от производственных условий, однако периодичность его в любом случае должна быть не реже одного раза в год. При этом осуществляется разборка двигателя, внутренняя чистка его, замена смазки подшипников. У электродвигателей с фазным ротором, кроме того, производится замена износившихся щеток.
Если двигатель работает в пыльной и влажной среде, то смена смазки в подшипниках выполняется чаще, по мере необходимости. Для двигателей тропического исполнения применяется специальная смазка.
Перед заполнением подшипниковых камер свежей смазкой подшипники следует промыть бензином. Камеры заполнять смазкой надо не полностью, а на 2/3 их объема.
