Выбор ВА47-29
Главному энергетику
Выбор ВА47-29 и настройка РТИ в схеме
управления асинхронным электродвигателем.
Как подобрать и настроить защитную аппаратуру
асинхронного двигателя?
В цепи обмоток электромотора, помимо короткого замыка-
ния, возможен режим перегрузки, возникающий из-за:
- обрыва фазы;
- повышения/снижения напряжения;
- возрастания момента на валу свыше 1,1 Мном.
Ток двигателя при перегрузке увеличивается на 20…50%, на-
грев обмоток – пропорционально квадрату тока, соответственно
на 40…125%. Если перегрузка кратковременна 2-3 минуты, ею
можно пренебречь. Но если более продолжительна, то возраста-
ет вероятность пробоя изоляции обмоток двигателя. Слежением
за величиной перегрузки и отключением двигателя занимается
тепловое реле. Время его отключения должно быть тем меньше,
чем больше ток перегрузки, и пропорционально квадрату отно-
шения величины рабочего тока к току перегрузки.
Рассмотрим типовую схему включения асинхронного электро-
двигателя. В нее входят: трехполюсный автоматический выклю-
чатель, контактор серии КМИ, кнопочная станция, тепловое реле
серии РТИ, электродвигатель (см. Рис. 1).
При выборе автоматического выключателя необходимо учиты-
вать пропускание пускового тока двигателя:
Для двигателя 4А100S2У3 (Рном = 4,0 кВт, nном=2880 об/
мин, КПД=86,5%, Cosϕ=0,89, Iпуск/Iном=7,5 номинальный ток
Iном=Рном/ 380.Cosϕ КПД=4000/1, 73.380.0, 89.0,865=7,9А,
пусковой ток Iпуск=7,5.Iном=59,3А) при условии, что пусковой
ток 59,3А меньше нижней границы диапазона тока срабатыва-
ния ЭМ расцепителя, выбираем ВА47-29 с характеристиками
В20, С13 или D8.
Сопоставим выбранные выключатели. По загрузке В20/С13/
D8 соотносятся, как 0,4/0,62/1; В20 загружен на 40%, С13 – на
62%, D8 – на 99%. По тепловыделению В20/С13/ D8 соотносятся
как 0,16/0,38/0,98. Мощность тепловых потерь на В20 составля-
ет 1,7 Вт, на С13 – 4 Вт, на D8 – 10,3 Вт. Что выбрать? Вариант с
меньшим тепловыделением и загрузкой!
Приведем еще пример расчета и выбора вводного автома-
тического выключателя ВА47-29 для электродвигателей серии
АОП2 (с повышенным пусковым моментом).
При определении пускового тока принимаем его кратность
для двигателей 1500 об/мин равной 7,5; для 1000 об/мин – 7,
и для 750 об/мин – 6. Расчетный номинальный ток вводного ав-
томата определяем делением пускового тока на кратность ниж-
ней границы диапазона настройки расцепителя. Для характерис-
тик: В-3, для С – 5, для D – 10. Второе условие выбора вводного
автомата: номинальный ток автомата должен быть больше номи-
нального тока двигателя.
В результате, например, для двигателя АОП2-42-4 мощностью
5,5 кВт и частотой вращения 1440 об/мин (номинальный ток
11,7 А, пусковой ток 88 А), наиболее подходящим с точки зрения
надежности будет вариант автоматического выключателя с ха-
рактеристикой В 32, а не D13 или С18!
Настройка уставки теплового реле
Проведение пуско-наладочных работ предусматривает на-
стройку тепловой защиты. Наиболее верно проводить настройку
уставки теплового реле «на горячем двигателе», при установив-
шемся температурном режиме работающего двигателя и тепло-
вого реле.
Настройка теплового реле проводится поэтапно. Перед пуском
двигателя уставку ставят на максимальное значение. При уста-
новившемся температурном режиме, спустя 25…40 минут не-
прерывной работы при номинальном рабочем режиме, уставку
плавно уменьшают до срабатывания теплового реле и отключе-
ния электродвигателя.
Слегка «загрубив» уставку, повторно запускают двигатель и
проверяют правильность настройки. Если реле опять отключит
двигатель, то уставку увеличивают, если не отключит – то, умень-
шая уставку, снова проверяют срабатывание теплового реле во
второй, и в третий раз.
Оптимальным считается вариант настройки при совпадении
теплового режима окружающей среды щитового оборудования и
двигателя. Например, при размещении в одном помещении.
Положительным фактором является встроенная термокомпен-
сация теплового реле. Но если ее нет, необходимо, в зависимос-
ти от температуры окружающей среды (лето/зима – день/ночь),
проводить корректировку уставки.
Тепловые реле серии РТИ торговой марки IEK имеют термоком-
пенсацию. Это рычаг между эксцентриком уставки и механизмом
переключения контактов, который изготовлен из биметалла.
Более сложный вариант настройки тепловой защиты двига-
теля – при размещении пускозащитной аппаратуры в щитовом
помещении, а двигателя – на открытом воздухе. Именно в лет-
ний период при максимальной дневной температуре повышает-
ся вероятность перегрузки двигателя. В таких случаях применяют
встроенную температурную защиту двигателя. В статорной обмот-
ке двигателя (при его изготовлении) размещают позисторы (ре-
зисторы с нелинейной зависимостью сопротивления от темпе-
ратуры), автоматически контролирующие температурный режим
обмоток и отключающих питание двигателя при достижении мак-
симально-допустимой температуры обмотки.
Гарантией наиболее верного способа защиты от перегрузки будет
правильный выбор мощности приводного двигателя. И если нормы
проектирования СССР рекомендовали выбирать двигатель с загруз-
кой 0,75…0,9 (то есть запас составлял 10-25%), то при выборе мощ-
ности двигателя с загрузкой на половину номинала проблем с тепло-
вой защитой будет гораздо меньше.
Итак, подведем итоги:
- Защита силовой цепи асинхронных электродвигателей авто-
матическими выключателями серии ВА47-29 с заменой харак-
теристики электромагнитного расцепителя D на В или С, снижает
тепловыделение, и, соответственно, температуру в щите управ-
ления;
- Анализ характеристик автоматических выключателей для пи-
тания электродвигателей серии АОП2 показывает, что возмож-
на замена автоматического выключателя ВА47-29 с характерис-
тикой D для электродвигателей мощностью до 13 кВт на В, и до
22 кВт на автоматический выключатель ВА47-29 с характерис-
тикой С;
- Настройку тепловой защиты двигателей необходимо прово-
дить «на горячем двигателе» в установившемся температурном
режиме двигателя и теплового реле, подбирая уставку последне-
го согласно вышеприведенной методике.
Андрей Сергованцев
Выбор ВА47-29 и настройка РТИ в схеме
управления асинхронным электродвигателем.
Как подобрать и настроить защитную аппаратуру
асинхронного двигателя?
В цепи обмоток электромотора, помимо короткого замыка-
ния, возможен режим перегрузки, возникающий из-за:
- обрыва фазы;
- повышения/снижения напряжения;
- возрастания момента на валу свыше 1,1 Мном.
Ток двигателя при перегрузке увеличивается на 20…50%, на-
грев обмоток – пропорционально квадрату тока, соответственно
на 40…125%. Если перегрузка кратковременна 2-3 минуты, ею
можно пренебречь. Но если более продолжительна, то возраста-
ет вероятность пробоя изоляции обмоток двигателя. Слежением
за величиной перегрузки и отключением двигателя занимается
тепловое реле. Время его отключения должно быть тем меньше,
чем больше ток перегрузки, и пропорционально квадрату отно-
шения величины рабочего тока к току перегрузки.
Рассмотрим типовую схему включения асинхронного электро-
двигателя. В нее входят: трехполюсный автоматический выклю-
чатель, контактор серии КМИ, кнопочная станция, тепловое реле
серии РТИ, электродвигатель (см. Рис. 1).
При выборе автоматического выключателя необходимо учиты-
вать пропускание пускового тока двигателя:
Для двигателя 4А100S2У3 (Рном = 4,0 кВт, nном=2880 об/
мин, КПД=86,5%, Cosϕ=0,89, Iпуск/Iном=7,5 номинальный ток
Iном=Рном/ 380.Cosϕ КПД=4000/1, 73.380.0, 89.0,865=7,9А,
пусковой ток Iпуск=7,5.Iном=59,3А) при условии, что пусковой
ток 59,3А меньше нижней границы диапазона тока срабатыва-
ния ЭМ расцепителя, выбираем ВА47-29 с характеристиками
В20, С13 или D8.
Сопоставим выбранные выключатели. По загрузке В20/С13/
D8 соотносятся, как 0,4/0,62/1; В20 загружен на 40%, С13 – на
62%, D8 – на 99%. По тепловыделению В20/С13/ D8 соотносятся
как 0,16/0,38/0,98. Мощность тепловых потерь на В20 составля-
ет 1,7 Вт, на С13 – 4 Вт, на D8 – 10,3 Вт. Что выбрать? Вариант с
меньшим тепловыделением и загрузкой!
Приведем еще пример расчета и выбора вводного автома-
тического выключателя ВА47-29 для электродвигателей серии
АОП2 (с повышенным пусковым моментом).
При определении пускового тока принимаем его кратность
для двигателей 1500 об/мин равной 7,5; для 1000 об/мин – 7,
и для 750 об/мин – 6. Расчетный номинальный ток вводного ав-
томата определяем делением пускового тока на кратность ниж-
ней границы диапазона настройки расцепителя. Для характерис-
тик: В-3, для С – 5, для D – 10. Второе условие выбора вводного
автомата: номинальный ток автомата должен быть больше номи-
нального тока двигателя.
В результате, например, для двигателя АОП2-42-4 мощностью
5,5 кВт и частотой вращения 1440 об/мин (номинальный ток
11,7 А, пусковой ток 88 А), наиболее подходящим с точки зрения
надежности будет вариант автоматического выключателя с ха-
рактеристикой В 32, а не D13 или С18!
Настройка уставки теплового реле
Проведение пуско-наладочных работ предусматривает на-
стройку тепловой защиты. Наиболее верно проводить настройку
уставки теплового реле «на горячем двигателе», при установив-
шемся температурном режиме работающего двигателя и тепло-
вого реле.
Настройка теплового реле проводится поэтапно. Перед пуском
двигателя уставку ставят на максимальное значение. При уста-
новившемся температурном режиме, спустя 25…40 минут не-
прерывной работы при номинальном рабочем режиме, уставку
плавно уменьшают до срабатывания теплового реле и отключе-
ния электродвигателя.
Слегка «загрубив» уставку, повторно запускают двигатель и
проверяют правильность настройки. Если реле опять отключит
двигатель, то уставку увеличивают, если не отключит – то, умень-
шая уставку, снова проверяют срабатывание теплового реле во
второй, и в третий раз.
Оптимальным считается вариант настройки при совпадении
теплового режима окружающей среды щитового оборудования и
двигателя. Например, при размещении в одном помещении.
Положительным фактором является встроенная термокомпен-
сация теплового реле. Но если ее нет, необходимо, в зависимос-
ти от температуры окружающей среды (лето/зима – день/ночь),
проводить корректировку уставки.
Тепловые реле серии РТИ торговой марки IEK имеют термоком-
пенсацию. Это рычаг между эксцентриком уставки и механизмом
переключения контактов, который изготовлен из биметалла.
Более сложный вариант настройки тепловой защиты двига-
теля – при размещении пускозащитной аппаратуры в щитовом
помещении, а двигателя – на открытом воздухе. Именно в лет-
ний период при максимальной дневной температуре повышает-
ся вероятность перегрузки двигателя. В таких случаях применяют
встроенную температурную защиту двигателя. В статорной обмот-
ке двигателя (при его изготовлении) размещают позисторы (ре-
зисторы с нелинейной зависимостью сопротивления от темпе-
ратуры), автоматически контролирующие температурный режим
обмоток и отключающих питание двигателя при достижении мак-
симально-допустимой температуры обмотки.
Гарантией наиболее верного способа защиты от перегрузки будет
правильный выбор мощности приводного двигателя. И если нормы
проектирования СССР рекомендовали выбирать двигатель с загруз-
кой 0,75…0,9 (то есть запас составлял 10-25%), то при выборе мощ-
ности двигателя с загрузкой на половину номинала проблем с тепло-
вой защитой будет гораздо меньше.
Итак, подведем итоги:
- Защита силовой цепи асинхронных электродвигателей авто-
матическими выключателями серии ВА47-29 с заменой харак-
теристики электромагнитного расцепителя D на В или С, снижает
тепловыделение, и, соответственно, температуру в щите управ-
ления;
- Анализ характеристик автоматических выключателей для пи-
тания электродвигателей серии АОП2 показывает, что возмож-
на замена автоматического выключателя ВА47-29 с характерис-
тикой D для электродвигателей мощностью до 13 кВт на В, и до
22 кВт на автоматический выключатель ВА47-29 с характерис-
тикой С;
- Настройку тепловой защиты двигателей необходимо прово-
дить «на горячем двигателе» в установившемся температурном
режиме двигателя и теплового реле, подбирая уставку последне-
го согласно вышеприведенной методике.
Андрей Сергованцев
