1. Inleiding
De betrouwbaarheid van elektrische aandrijvingen is een kritische voorwaarde voor de continuïteit van technologische processen in de industrie. Het uitvallen van een elektromotor als gevolg van overbelasting, fase-asymmetrie of rotorvergrendeling leidt tot aanzienlijke economische verliezen als gevolg van lijnuitval. Als u de werkingsprincipes van motorbeveiligingsapparatuur begrijpt, kunt u deze risico's minimaliseren en de operationele middelen van de apparatuur vergroten. Deze gids richt zich op de technische kenmerken en methoden voor het selecteren van moderne beschermingsmiddelen.
2. Fundamentele principes
Motorbeveiliging is gebaseerd op het beperken van het thermische effect van de stroom op de statorwikkelingen. Volgens de wet van Joule-Lenz is het vrijkomen van warmte evenredig met het kwadraat van de stroom: Q = I²Rt. Bij overbelasting stijgt de temperatuur van de isolatie, wat leidt tot degradatie ervan. De tijdstroomkarakteristiek (I²t) is de basis voor de selectie van het beveiligingsapparaat, omdat het moet overeenkomen met de verwarmingscurve van de motor, waardoor inschakelstromen mogelijk zijn, maar de voeding wordt uitgeschakeld in het geval van een aanhoudende overschrijding van de nominale stroom (FLC).
3. Technische normen
Het ontwerp en de selectie van componenten moeten voldoen aan internationale normen:
- IEC 60947-4-1: Vereisten voor contactors en motorstarters.
- IEC 60947-8: Vereisten voor beveiliging tegen oververhitting (thermistorbeveiliging).
- IEC 60034-1: Nominale gegevens en bedrijfskarakteristieken van roterende elektrische machines.
Naleving van deze normen garandeert dat het beveiligingsapparaat een veilige werking biedt binnen de ontwerpparameters.
4. Selectie en selectie van lettergrootte
De keuze van het relais hangt af van de ontkoppelingsklasse, die de bedrijfstijd bepaalt bij een stroomsterkte van 7,2xIr. Onderstaande tabel helpt bij het bepalen van de vereiste klasse voor verschillende soorten belasting.
| Ontkoppel klasse | Soort lading | Typische toepassing |
|---|---|---|
| 5 | Gemakkelijk begin | Ventilatoren, pompen |
| 10 | Standaard | Transportbanden, compressoren |
| 20 | Moeilijke lancering | Centrifuges, molens |
| 30 | Overgewicht | Brekers, mixers |
5. Installatie- en inbedrijfstellingspraktijken
Om type 2-coördinatie (volgens IEC 60947-4-1) te garanderen, is het noodzakelijk om de automatische motorbeveiligingsschakelaar (MCB) en de contactor correct te selecteren. In het geval van een aardlek of kortsluiting moet het beveiligingsapparaat de afwezigheid van schade aan de contactor en de mogelijkheid van verdere werking ervan garanderen. Het wordt aanbevolen om de dichtheid van de contactverbindingen na 24 uur gebruik onder belasting te controleren om oververhitting van de klemmen te voorkomen.
6. Typische storingen en analyse van de hoofdoorzaken
De meest voorkomende oorzaken van storingen:
- Asymmetrie van fasen: Een spanningsverschil van meer dan 5% veroorzaakt een aanzienlijke toename van de stroom in een van de fasen, wat leidt tot lokale oververhitting.
- Vaak starten: Als het aantal starts per uur wordt overschreden, kan de motor niet afkoelen.
- Rotorvergrendeling: Veroorzaakt een stroomstoot die onmiddellijke uitschakeling vereist.
7. Gepland onderhoud
Moderne intelligente relais maken het mogelijk om beveiliging te integreren in conditiebewakingssystemen. Analyse van het stroomverbruik (huidige handtekeninganalyse) maakt het mogelijk om degradatie van lagers of problemen in de mechanische transmissie op te sporen voordat zich een noodsituatie voordoet. De gegevens worden via veldbussen (Modbus, Profinet) naar de PLC verzonden voor verdere verwerking.
8. Vergelijkende matrix van beveiligingsapparatuur
| Kenmerken | Thermisch relais | Elektronisch relais | Intelligent relais |
|---|---|---|---|
| Het principe van actie | Bimetaalplaat | Microprocessor | Microprocessor |
| Nauwkeurigheid | gemiddeld | Hoog | Zeer hoog |
| Fase-asymmetrie | Beperkt | Ja | Ja |
| Communicatie | Ні | Ні | Ja (veldbus) |
| Prijs | laag | gemiddeld | Hoog |
9. Conclusie
De keuze tussen thermische, elektronische en intelligente relais hangt af van de kriticiteit van het proces en de diagnostische vereisten. Voor eenvoudige aandrijvingen zijn bimetaalrelais voldoende, terwijl voor verantwoorde mechanismen het gebruik van intelligente besturingssystemen een gerechtvaardigd hulpmiddel is om de betrouwbaarheid te vergroten. UNITEC-D GmbH biedt een breed scala aan gecertificeerde componenten voor motorbescherming, compatibel met de eisen van de Oekraïense productienormen. Bekijk het volledige assortiment in onze catalogus: https://www.unitecd.com/e-catalog/.
10. Lijst met referenties
- IEC 60947-4-1, Laagspanningsschakel- en besturingsapparatuur - Deel 4-1: Magneetschakelaars en motorstarters.
- IEEE Std 141-1993, IEEE aanbevolen praktijk voor elektriciteitsdistributie voor industriële installaties.
- NEMA ICS 2-2000, Industriële besturing en systemen: controllers, magneetschakelaars en overbelastingsrelais.
