حفاظت تعبیه شده در الکتروموتورها

مواد این پست تجربیات چند سال کار در زمینه طراحی الکتروموتور بوده و در مرکز آموزش شرکت الکتروژن تدریس شده است. امیدوارم بتواند دیدگاه مناسبی از حفاظت در موتورهای الکتریکی و استفاده از اقلام حفاظت الکتروموتور ارائه کند. موتورهای القایی تقریبا در همه جا مورد استفاده هستند. در این مقاله قصد داریم به حفاظتهای تعبیه شده در موتورهای القایی بپردازیم.

در موتورهای سه فاز حفظت الکتریکی معمولا در بیرون از موتور و به وسیله اقلام حفاظتی نظیر کلید MCCB ، بی متال رله اضافه جریان و … انجام می شود که در این زمینه می توان مقاله های متعدد نوشت اما مساله ای که ما قصد داریم در این مقاله به آن بپردازیم حفاظتهای تعبیه شده در داخل موتور است به گونه ای که این اقلام که عمدتا در سیم پیچی موتور تعبیه شده اند

در صورت مواجه شدن با افزایش دمایی بیش از دمای مجاز یا اضافه جریان ، سوییچ داخلی آنها مدار را قطع می کند و یا کنترل کننده را به کار می اندازد تا اقدام لازم انجام گیرد. اقلام حفاظت تعبیه شده در الکتروموتورها که عموما مورد استفاده قرار می گیرند را در چهار گروه قرار داده ایم. قطعا می توان اقلامی خاص با شکل و عملکرد خاص نیز در برخی الکتروموتورها پیدا کرد که در این چهار نوع قرار نگیرند.

بسته به کلاس عایقی موتور افزایش دمای مجاز در موتورهای اکتریکی در کلاس B حداکثر 85 درجه سانتیگراد و در کلاس F حداکثر تا 110 درجه سانتیگراد مجاز است. به دلایل مختلفی نظیر اضافه بارهای دایمی یا موقت، از کار افتادن یاتاقانها (قفل شدن روتور)، افزایش دمای محیط، نوسانات برق و یا قطع و وصل مکرر و بیش از استاندارد موتور، عدم عمکرد درست گاورنر و تخته پلاتین و یا خراب شدن خازن الکتروموتور احتمال دارد دمای سیم پیچهای موتور افزایش یافته و به دمایی بیش از دمای مجاز برسد

این مساله می تواند باعث آسیب دیدن سیم پیچها، آتش سوزی و صدمه به اموال و جان انسانها شود از اینرو با استفاده از اقلام حفاظتی در الکتروموتور می توان از این خسارتها جلوگیری کرد.

اقلام حفاظت تعبیه شده در الکتروموتورها

1. ترموگارد (سوئیچ حرارتی، ترمال کات اوت)
2. ترموستات (Thermostat)
3. سوئیچ اورلود (Overload Switch)
4. ترمیستور PTC

1- ترموگارد

ترموگارد یا ترموسوئیچ یک کلید حرارتی است که در سیم پیچی الکتروموتور قرار گرفته و مستقیما در معرض حرارت سیم پیچها قرار دارد با رسیدن دمای سیم پیچی به دمای عملکردT ترموگارد عمل کرده و کلید داخل آن تغییر وضعیت می دهد ترموگارد معمولا به صورت نرمال بسته است با عملکرد در موتور داغ، از سوختن موتور و آتش سوزی جلوگیری می کند.

با برطرف شدن خطا و کاهش دمای موتور در دمایی کمتر از دمایی که ترموگارد عمل کرده بود دوباره وصل شده و موتور شروع به کار می کند. در حالتی که تمایل داریم موتور با سرد شدن به کار نیفتد و حتما اپراتور انسانی بعد از رفع خطا آن را به کار بیاندازد از سوئیچ اورلود (Overload Switch ) استفاده می کنیم.

مدار داخلی و اجزای ترموگارد

مدار داخلی و نحوه جایگیری ان در سر کلاف سیم پیچی در شکل زیر نشان داده شده است.

در ترموگارد چند آیتم متفاوت وجود دارد که ر روی محفظه آن قید می شود این موارد شامل نوع، درجه حرارت عملکرد، تلرانس و غیره است. جریان مجاز گذرنده از ترموگارد یکی دیگر از مسایلی است که بایستی در هنگام استفاده، تعویض یا انتخاب ترموگارد به آن دقت کرد. در شکل زیر یک نمونه ترموگارد ساخت شرکت Thermic تشریح شده است در مورد ترموگارد شرکتهای دیگر نیز معمولا دمای عملکرد و تلرانس آنها قید می گردد. با مراجعه با کاتالوگ ترموگارد می توان اطلاعات دقیقتری بدست آورد.

مقالات زیر مکمل مبحث ترموگارد هستند و مطالعه آنها می تواند به درک بیشتر مطلب کمک کند

2- ترموستات

شکل زیر یک ترموستات را نشان می دهد. ترموستات معمولا در بدنه الکتروموتور اسانسورها نصب می گردد و با افزایش دمای بدنه موتور آسانسور در یک دمای خاص از پیش تعیین شده عمل می کند و معمولا مدار بسته می شود (یعنی نرمال باز است) با بسته شدن کلید داخل آن معمولا فن خنک کننده موتور آسانسور عمل کرده و بدنه موتور را خنک می کند.

3- سوئیچ اورلود

این سوئیچ بر روی الکتروموتور و در بدنه یا قسمت خارجی جعبه ترمینال آن به گونه ای نصب می شود که در صورت عبور جریان زیادتر از جریان نامی ان عمل می کند و مدار الکتروموتور را قطع می کند.

عملکرد سوئیچ منطبق بر منحنی عملکرد آن است به گونه ای که با افزایش جریان عبوری از آن سرعت قطع کردن (مانند فیوزها) افزایش می یابد در صورت عملکرد سوئیچ فقط در صورتی مدار مجددا برقرار می شود که اپراتور انسانی دکمه قرمز آن را فشار داده و سوئیچ را ریست کند این موضوع کمک می کند از راه اندازی مجدد و خرابی های مرتبط جلوگیری شود.

در موتورهای کولری ساخت شرکت الکتروژن این سوئیچ بر روی درپوش نصب شده است و در صورت قفل شدن و گیرپاژ پولی متصل به پره ها از سوختن موتور جلوگیری می کند. یک نمونه سوئیچ نصب شده بر روی الکترموتور فاز شکسته ساخت الکتروژن در شکل زیر آمده است. در هنگام خرید سوئیچ اورلود مبنای انتخاب جریان نامی الکتروموتور و آزمون و خطا در هنگان نصب بر روی موتور می باشد.

مطالعه مقاله راهنمای خرید ترموسوئیچ ، سوئیچ اورلود و ترمیستور PTC که در بخشی از آن به سوئیچ اورلود پرداخته است می تواند مکمل این بحث باشد.

4 – ترمیستور PTC

از ترمیستور  PTC الکتروموتور نیز جهت حفاظت در برخی موتورهای سه فاز، در برخی پمپها و موتورهای آسانسور استفاده می شود. PTC مخفف (Positive Temperature Coefficient) به معنای ضریب دمایی مثبت است و عنصری است که منحنی مقاومت بر حسب دمای آن مطابق شکل زیر است.

همان طور که از شکل منحنی دیده می شود رفتار ترمیستور PTC به گونه ای است که تا دمای خاصی مقاومت آن مقدار کمی است و میتوان آن را یک کلید بسته در نظر گرفت. بعد از رسیدن به دمایی که برای عملکرد در آن دما طراحی شده است به طور ناگهانی مقاومت آن افزایش یافته و مدار باز می شود سپس مدار کنترلی یا رله ترمیستور PTC اتصالات برق را قطع کرده و یا یک فن کمکی را برای خنک کاری راه اندازی می کند.

در موتورهای سه فاز معمولا از سه عدد PTC که به صورت سری متصل شده اند استفاده می شود که هر کدام از این المانها در سر کلاف یکی از فازها قرار می گیرد. در صورتی که هر کدام از فازها دچار مشکل شود PTC عمل خواهد کرد و مدار کنترلی موتور اقدام لازم را انجام خواهد داد. شکل زیر محل قرارگیری PTC در سرکلاف یک موتور سه فاز را نشان می دهد.

در الکتروموتور آسانسورهایی که دو دور سه فاز هستند 6 عدد PTC در یک مجموعه به صورت سری در یر کلافهای هر فاز در هر دو دور سرعت بالا و سرعت پایین قرار می گیرند.

در زمینه ترمیستور PTC الکتروموتور موسسه موتور درایو وارد کننده این تجهیز حفاظتی می باشد و علاوه بر آن به صورت تخصصی هم در این زمینه مشاوره می دهیم. برای دریافت مشاوره تخصصی با شماره های 40331927-021 و 40331967-021 تماس بگیرید. مقاله نکات کاربردی برای نصب و استفاده از حفاظت ترمیستوری موتور نکات خیلی خوبی برای استفاده از حفاظت ترمیستور الکتروموتورها مطرح کرده است که توجه به آنها می تواند راهگشا باشد.

مراجع؛

1. دیتاشیت ترموگاردهای شرکت Thermic
2. kuoyuh.com