نکات کاربردی برای نصب و استفاده از حفاظت ترمیستوری موتور

در این مقاله نکات کاربردی برای نصب و استفاده از حفاظت ترمیستوری را برای شما بیان می کنیم.

نکات کاربردی برای نصب و استفاده از حفاظت ترمیستوری موتور

نکات کاربردی برای نصب و استفاده از حفاظت ترمیستوری موتور

حفاظت ترمیستوری موتور

ترمیستور یک سنسور مقاومت غیر خطی کوچک است که می تواند در داخل عایق سیم پیچ یک الکتروموتور تعبیه شود تا ارتباط حرارتی نزدیک با سیم پیچ فراهم شود. ترمیستور از مواد اکسید فلزی یا نیمه هادی ساخته می شود.

راهنمایی های کاربردی برای نصب و استفاده از حفاظت ترمیستوری موتور (در عکس: ترمیستور شیشه ای K10 NTC  نصب شده در موتور الکتریکی؛ عکستوسط: endless-sphere.com)

رابطه بین مقاومت و دما غیر خطی است و با تغییرات دمایی کم در اطراف نقطه تنظیم شده مقاومت به شدت تغییر می کند.

با قرار دادن درست ترمیستورها، انها می توانند در نزدیکی نقاط داغ یا بحرانی سیم پیچ قرار بگیرند، جایی که آنها از نزدیک دمای سیمهای مسی سیم پیچی را با یک تاخیر زمانی مشخص دنبال می کنند، با توجه به اندازه ترمیستورها و اینکه آنها چگونه در سیم پیچ نصب شده اند مقدار تاخیر متفاوت خواهد بود.

ترمیستورها می توانند به راحتی در اجزای ساکن موتورها نظیر سیم پیچی استاتور در موتورهای AC و سیم پیچ های میدان یا قطب کمکی در موتور DC نصب شوند.

4 مزیت ترمیستور

مزایای اصلی ترمیستورها عبارتند از:

1- اندازه کوچک آنها هجازه می دهد تا آنها در تماس مستقیم با سیم پیچ استاتور نصب شوند.

2- اینرسی حرارتی کمی داشته و واکنش سریع و دقیق به تغییرات دمای سیم پیچی می دهند.

3- آنها بطور مستقل و بدون در نظر گرفتن این که چگونه این دما ایجاد شده است درجه حرارت را اندازه گیری می کنند.

4- آنها می توانند برای تشخیص شرایط اضافه بار یا overload در موتورهای به کاررفته با مبدل فرکانس استفاده شوند.

ضریب دما می تواند مثبت باشد (PTC مخفف Positive Temperature Coefficient)، جایی که مقاومت با دما افزایش می یابد، یا منفی باشد (NTC - Negative Temperature Coefficient)، جایی که مقاومت با دما کاهش می یابد.

شکل 1 - منحنی مشخصه سنسورترمیستور PTC مطابق با استاندارد IEC TC2

RRT  درجه حرارت پاسخ مورد نظر قطعه است. محدوده های درجه حرارت/مقاومت به طور واضح توسط استاندارد IEC مشخص شده است.

نوعی که بیشتر در صنایع استفاده میشود، ترمیستور PTC است که مشخصه مقاومت آن در منحنی بالا نشان داده شده است.

مقاومت در دمای طبیعی نسبتا کم است و تقریبا تا دمای نامی پاسخ ثابت باقی می ماند(RRT). با نزدیک شدن به دمای نامی پاسخ (RRT)و عبور از این دما شیب افزایش مقاومت به شدت زیاد می شود و ترمیستور PTC در این ناحیه حساسیت زیادی به تغییرات کوچک دما نشان می دهد.

 

در نقطه تنظیم، افزایش دما کوچک و در حد چند درجه باعث افزایش شدید مقاومت می شود. مقدارمقاومت توسط یک رله حفاظت ترمیستور (TPR) پایش می شود و هنگامی که تغییر شدید مقاومت توسط رله حفاظت ترمیستور (TPR) تشخیص داده شد، یک رله بسته می شود و یک بوق هشدار را راه اندازی می کند و یا دستگاه محافظت شده توسط آن از مدار خارج می گردد.

### رله های حفاظت ترمیستور هنگامی که مقاومت سنسور به بیش از 3 کیلو اهم افزایش می یابد بطور مطمئن عمل می کنند.

آنها همچنین در صورت مدار باز شدن در کابل یا سنسور ترمیستور عمل می کنند، و به این ترتیب، در برابر خرابی محافظت می شوند.TPR های مدرن همچنین برای شناسایی اتصال کوتاه سنسور ترمیستور نیز طراحی شده اند، زمانی که مقاومت سنسور در مقداری کمتر از 50 اهم می شود عمل می کنند.

 

-  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -

موتور درایو عرضه کننده الکتروموتور در برندهای مختلف می باشد. جهت مشاهده مشخصات و لیست قیمت محصولات روی لینک های زیر کلیک کنید و برای دریافت مشاوره و ارتباط با کارشناسان ما با شماره تلفن 40331927 و 40331967 تماس بگیرید.

1- لیست قیمت الکتروموتور موتوژن

2- لیست قیمت الکتروموتور الکتروژن

3- لیست قیمت الکتروموتور زیمنس

4- لیست قیمت الکتروموتور گاماک (GAMAK)

5- لیست قیمت الکتروموتور ایلماز (ELK-YILMAZ)

-  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -  -

 

شکل 2 - رله حفاظت ترمیستوری موتور

سطوح عملیاتی مشخص شده عبارتند از:

  1. حفاظت در برابر حرارت زیاد مطابق با استانداندارد IEC:

           • محدوده پاسخ = Ω100±Ω3300

           • محدوده برگشتن به وضعیت پیشین =Ω 100 Ω±1650

  1. حفاظت اتصال کوتاه ترمیستور مطابق با استاندارد IEC:

    • محدوده پاسخ ≤  Ω15

در درایوهای سرعت متغیر AC، ترمیستورهای PTC معمولا برای محافظت از موتور قفس سنجابی AC تغذیه شده از اینورترها استفاده می شود. در بسیاری از مبدل های AC مدرن، یک واحد حفاظت ترمیستوری در داخل خود مبدل تعبیه شده است. که نیاز به رله حفاظت ترمیستوری جداگانه را برطرف می کند.

در موتورهای DC، ، سنسورهای ترمیستور PTC به طور فزاینده ای، به جای سنسورهای ترموگارد استفاده می شوند که در بخش بالا توضیح داده شده است. درجه حرارت نامی پاسخ (RRT)، که معمولا برای کلاس های مختلف عایق در موتورهای الکتریکی انتخاب می شود، در جدول 3 بطور مختصر نشان داده شده است.

شکل 3 - تنظیمات درجه حرارت نوعی مورد استفاده در ماشین های الکتریکی دوار

با توجه به انتقال نسبتا آهسته گرما به سنسورها از طریق محیط عایق، ترمیستورهای PTC حفاظت با سرعت مناسب در مقابل اتصال کوتاه در موتورها یا ترانسفورماتورها را فراهم نمی کنند. همچنین، از آنجا که معمولا در سیم پیچ های استاتور قرار می گیرند، آنها حفاظت کافی برای روتور موتورهای مهم یا حساس و یا برای موتورهای با اینرسی بالا در راه اندازی یا شرایط روتور قفل شده ایجاد نمی کنند.

در این موارد، برای دستیابی به حفاظت کامل، توصیه شده است که ترمیستورهای PTC باید در ترکیب با رله های الکترونیکی حفاظت موتور استفاده شوند، چونکه این رله ها جریان ورودی به موتور را پایش می کنند.

استفاده از ترمیستورهای PTC به عنوان سنسورهای دما تنها زمانی موثر است که:

  1. RRT) ترمیستور به درستی و با توجه به کلاس عایقی سیم پیچ انتخاب شده باشد.
  2. ترمیستورها به درستی در نزدیکی نقاط داغ و بحرانی قرار گرفته باشند.
  3. مقاومت حرارتی کمی بین سیم پیچ و ترمیستور PTC وجود دارد. این مقاومت بستگی به عایق الکتریکی بین سیم پیچ و ترمیستور دارد. از آنجا که ترمیستورها باید از ولتاژ های زیاد جدا شوند، با توجه به اینکه در موتور ولتاژ بالا ضخامت عایق بیشتر است ایجاد یک مسیر انتقال حرارت با مقاومت حرارتی کم مشکل است.

شکل 4 - سنسور دمای موتور (منبع: endless-sphere.com)

ممکن است چندین سنسور ترمیستور به صورت سری در یک مدار سنسور متصل شوند، در صورتی که مقاومت کلی در دمای محیط از  1.5 کیلواهم بیشتر نشود در عمل، و همانطور که توسط IEC توصیه شده است، تا 6 سنسور ترمیستور می تواند به صورت سری متصل شود.

برای یک موتور سه فازAC ، معمولا دو سنسور ترمیستور در هر یک از 3 سیم پیچ تعبیه می شود  که در دو گروه و بصورت سه تایی متصل می شوند. یک گروه را می توان برای هشدار و گروه دیگر را برای خاموش کردن موتور استفاده کرد. گروه هشدار معمولا با درجه حرارت پایین پاسخ نامی (RRT) انتخاب می شود، دمای آن معمولا 5 درجه سانتیگراد یا 10 درجه سانتیگراد پایین تر از گروه خاموش کننده است.

اگر اپراتور هیچ اقدامی نکند، گروه سنسور خاموش کننده برای جلوگیری از آسیب به عایق سیم پیچ وارد عمل شده  و موتور را قطع می کند.

#### در بسیاری از موارد، کاربران هر دو گروه را انتخاب می کنند تا RRT مشابهی داشته باشند. در این مورد، تنها یک گروه از ترمیستورها استفاده می شود (یکی در هر فاز) و همین یک گروه برای خاموش کردن موتور استفاده می شود. این کار باعث می شود که در هر فاز یک ترمیستور یدکی داشته باشیم.

مکان قرارگیری سنسورهای ترمیستور در یک موتور AC به ساختمان موتور بستگی دارد، به اینکه موتوردارای روتور استوانه ای یا روتور قطب برجسته است و چندین پارامتر و متغیر مرتبط با طراحی و ساخت الکتروموتور مرتبط است. در بعضی موارد ممکن است بهترین مکان قرارگیری سنسور بصورت تجربی و با آزمون و خطا تعیین شود.

 

شکل 5 - رله حفاظت ترمیستور (در عکس: 2 رله کنترل حفاظت ترمیستوری موتور ساختABB استفاده شده است؛ منبع : eBay )

 

رله حفاظت ترمیستور

رله حفاظت ترمیستور (TPR) برای نصب در داخل یک کابین کنترل یا مرکز کنترل موتور (MCC)، معمولا با ترمینالهای استاندارد قابل نصب بر روی ریل طراحی شده است. شکل 6 یک نمونه از اتصال دو رله حفاظت ترمیستور و گروه های مربوط به سنسورهای ترمیستور را نشان می دهد.

برای کنترل هشدار و قطع موتورالقایی سه فاز AC. عملکرد رله های حفاظت ترمیستور می تواند تحت تأثیر تداخل الکتریکی خارجی قرار گیرد، جایی که در کابل سنسور ممکن است ولتاژ القا شود.

در نتیجه، کابل های بین رله حفاظت ترمیستور و سنسورهای ترمیستور PTC با هدف حداقل کردن تاثیرات نویز القا شده، باید انتخاب و نصب شوند.

#### کابل ها باید در کوتاه ترین اندازه ممکن بریده شوند و باید ازبه کارگیری آنها در مجاورت کابل های نویزدار و ولتاژ بالا در فواصل طولانی اجتناب کنید.

 

شکل 6 – اتصال نوعی از رله حفاظت ترمیستور

در حین آزمایش، باید توجه کرد که ترمیستورها را به مگر متصل نکنیم چونکه احتمال دارد مگر به آنها آسیب برساند. روش صحیح این است که تمام سرسیمهای ترمیستورها را به هم وصل کرده و سپس ولتاژ تست بین آنها و زمین یا فازها را اعمال کنید.

برخی از توصیه های عملی برای انواع کابل هایی که باید استفاده شوند عبارتند از:

   • فواصل≤  20m  ، - کابل استاندارد موازی قابل قبول است

   • 100m ≥ فواصل ≥ 20m ، - کابل زوج به هم پیچیده مورد نیاز است.

   • فاصله بیش از 100 متر - کابل زوج به هم پیچیده پوشش دار (STP) مورد نیاز است

   • سطح بالای تداخل - کابل زوج به هم پیچیده پوشش دار (STP) مورد نیاز است

پوشش تنها باید در یک انتها زمین شود.

برای فواصل بیش از 200 متر کابل تا سنورها ، باید سطح مقطع هادی ها نیز در هنگام اجرا در نظر گرفته شود. موارد زیر توصیه می شود:

 

شکل 7 - اندازه کابل توصیه شده برای سنسورهای ترمیستور

 

برای دریافت اطلاعات و مشاهده  قیمت ترموسوئیچ ، سوئیچ اورلود و ترمیستور PTC روی بنر زیر کلیک کنید. 

تامین تجهیزات

مرجع : electrical-engineering-portal.com

 

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

پیشنهاد موتور درایو برای کسب اطلاعات مناسب درباره تجهیزات حفاظت الکتروموتور مطالعه مقالات زیر می باشد:

1. سنسور دمای مقاومتی RTD

2. تفاوت بین سنسور RTD دو سیمه، سه سیمه و چهار سیمه

3. کلاس دقت سنسور Pt100

4. ترموسوئیچ thermal switch چیست؟

5. فیوز حرارتی thermal fuse چیست؟

6. حفاظت تعبیه شده در الکتروموتورها

7. نکات کاربردی برای نصب و استفاده از حفاظت ترمیستوری موتور

8- رله اضافه بار حرارتی یا بی متال موتور

9- هیتر ضدمیعان سیم پیچ الکتروموتور

10- انتخاب سنسور دمای مناسب

نظرات کاربران

Responsive image
غلامحسین طیاره
1400/05/28

با سلام بنده بیش از بیست سال است با مدرک کارشناسی الکترونیک صنعتی مشغول طراحی ، اجرا تعمیر و نگهداری تأسیسات مراکز مختلف صنعتی مثل فولاد مبارکه هستم و با اینکه وقت کمی دارم معمولا از هر فرصتی برای یادگیری علوم و فنون در تمام زمینه های فنی استفاده میکنم و هر موفقیتی بدست آوردم مدیون افراد وطن پرستی مثل جنابعالی هستم واقعا خسته نباشید در پناه حق

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام جناب طیاره

باعث افتخار بنده شد که با جنابعالی آشنا شدم. خیلی خوشحالم که این مطلب مورد توجه و استفاده جنابعالی قرار گرفته است. واقعا باعث دلگرمی بنده شدید. متشکرم.

Responsive image
محمود علیمحمدی نافچی
1400/04/31

سلام وقتتون بخیر آیا در حضور درایو باز هم نیاز به سنسور ptc داریم

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام محمود جان

فکر می کنم درایو قادر نباشد بدرستی دمای الکتروموتور را تخمین بزند. لذا استفاده از ترمیستور PTC قطعا مفید است.

 

Responsive image
جلیل
1400/03/28

سلام با تشکر از مطالب خوب شما. در متن فنی شما منحنی تغیرات مقاومت بصورت پله بوده و تغییر مقاومت در یک نقطه حرارت ناگهانی میباشد؛ که از مشخصات PTC میباشد. سوال اینکه چنانچه منحنی تغییرات مقاومت در مقابل حرارت در سنسور حرارتی تعبیه شده در موتور دارای شیب ملایم (افزایشی یا کاهشی) باشد مثل PT100؛ آیا از همین رله پیشنهادی استفاده میشود و یا از نوع رله دیگری باید استفاده نمود. سپاس از شما

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام جلیل عزیز

رله PTC رله مخصوص به خودش را دارد و معمولا رله برای ایجاد فرمان قطع و وصل در نظر گرفته می شود. مساله PT100 اصلا چیز دیگری است از آن برای پایش دما و کنترل دما استفاده می شود که کنترل کننده دمای مخصوص خودش را دارد.

Responsive image
احد
1399/11/07

سلام مطالب پر مغز و عالی هستن تشکر فراوان از شما

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام احد جان

ممنونم از لطفی که به تیم ما دارید. سرفراز باشید.

Responsive image
حجت
1399/09/09

عرض سلام خدمت شما اقای مهندس کریمی آقای مهندس اگر لطف کنید در مورد نحوی سیم بندی ترمیستور های نصب شده روی الکترو موتورها توضیح بدید ممنون میشم

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام حجت جان

فکر می کنم در همین مقاله توضیحات لازم داده شده باشد در حالت کلی سه عنصر ترمیستور PTC بصورت سری قرار دارند و هر کدام در سیم پیچ یکی از فازها قرار می گیرد. و دو سر این مجموعه سری شده به رله متصل می گردد.

Responsive image
مجتبی فلاحی
1399/04/11

با عرض سلام وادب خدمت شما جناب مهندس حداقل وظیفه امثال بنده که از مطالب و تجربیات ارزنده شما استفاده میکنیم؛نهایت سپاس و آرزوی شادکامی برای شماست. بنده تکنسین برق صنعتی و۱۲ سال در صنعت میباشم.واین مطالب بسیار کاربردی و سازنده میباشم. لطفا به نشر هرچه بیشتر تجربیات گران بها ادامه بدین.سپاسگزارم.

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام مجتبی عزیز

خدا را شاکرم که نوشته های ما رضایت شما را جلب کرده است. با خواندن کامنت شما خوشحال شدم که هر اندازه کوچک باعث کمک به صنعتگران عزیز کشور شده ایم و این برای تیم موتور درایو خیلی ارزشمند است. برای شما آرزوی سلامتی و سربلندی دارم.

Responsive image
حسین
1399/03/08

عالی بود مهندس فدایی داری

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام حسین جان

خیلی متشکرم از لطف شما. باعث دلگرمی بنده شدید.

نظر خود را ثبت نمایید

CAPTCHA code