Protezione a termistore (positore) di motori elettrici

La protezione dei motori elettrici asincroni contro il surriscaldamento è tradizionalmente implementata sulla base della protezione da sovracorrente termica. Nella maggior parte dei motori in funzione viene utilizzata la protezione termica contro le sovracorrenti, che non tiene accuratamente conto degli effettivi regimi di temperatura di funzionamento dei motori elettrici, nonché delle sue costanti di temperatura nel tempo.

Nella protezione termica indiretta di un motore asincrono lastre bimetalliche includere nel circuito di alimentazione degli avvolgimenti dello statore di un motore elettrico asincrono e quando viene superata la corrente di statore massima consentita, le piastre bimetalliche, una volta riscaldate, interrompono l'alimentazione dello statore dalla fonte di alimentazione.

Lo svantaggio di questo metodo è che la protezione non risponde alla temperatura di riscaldamento degli avvolgimenti dello statore, ma alla quantità di calore rilasciato, senza tener conto del tempo di funzionamento nella zona di sovraccarico e delle effettive condizioni di raffreddamento del motore asincrono .Ciò non consente il pieno utilizzo della capacità di sovraccarico del motore elettrico e riduce le prestazioni delle apparecchiature funzionanti in modalità intermittente a causa di falsi spegnimenti.

Complessità di costruzione relè termici, l'affidabilità insufficientemente elevata dei sistemi di protezione basati su di essi ha portato alla creazione di una protezione termica che risponde direttamente alla temperatura dell'oggetto protetto. In questo caso, i sensori di temperatura sono montati sull'avvolgimento del motore.

Dispositivi di protezione termosensibili: termistori, posistori

Utilizzando sensori di temperatura termistori e positroni - resistori a semiconduttore che cambiano la loro resistenza con la temperatura…. I termistori sono resistori a semiconduttore con un grande TSC negativo. All'aumentare della temperatura, diminuisce la resistenza del termistore, che viene utilizzato per il circuito di spegnimento del motore. Per aumentare la pendenza della resistenza rispetto alla dipendenza dalla temperatura, i termistori incollati a tre fasi sono collegati in parallelo (Figura 1).

Figura 1 — Dipendenza della resistenza di posistori e termistori dalla temperatura: a — collegamento in serie di posistori; b - collegamento in parallelo di termistori

I resistori sono resistori non lineari con un TCK positivo. Quando viene raggiunta una certa temperatura, la resistenza del posistore aumenta bruscamente di diversi ordini di grandezza.

Per migliorare questo effetto, i resistori di diverse fasi sono collegati in serie. Le caratteristiche dei posistori sono mostrate in figura.

La protezione attraverso i positori è più perfetta. A seconda della classe di isolamento degli avvolgimenti del motore, vengono prese le posizioni della temperatura di reazione = 105, 115, 130, 145 e 160.Questa temperatura è chiamata temperatura di classificazione. Il posistore cambia bruscamente la sua resistenza alla temperatura in non più di 12 s. Quando la resistenza di tre resistori collegati in serie non dovrebbe essere superiore a 1650 ohm, a temperatura la loro resistenza dovrebbe essere di almeno 4000 ohm.

La vita utile garantita del posistore è di 20.000 ore. Strutturalmente, il posistor è un disco con un diametro di 3,5 mm e uno spessore di 1 mm, ricoperto di smalto di silicio organico, che crea la necessaria resistenza all'umidità e resistenza elettrica dell'isolamento.

Si consideri il circuito di protezione PTC mostrato in Figura 2.

Figura 2 — Apparecchio per la protezione dei depositanti con ritorno manuale: a — diagramma schematico; b — schema di collegamento al motore

I contatti 1, 2 del circuito (figura 2, a) sono collegati ai resistori montati sulle tre fasi del motore (figura 2, b). I transistor VT1, VT2 sono accesi secondo il circuito trigger Schmid e funzionano in modalità chiave. Il relè di uscita K è collegato al circuito di collettore del transistor dello stadio finale VT3, che agisce sull'avvolgimento di avviamento.

A temperatura normale dell'avvolgimento del motore e dei relativi positori, la resistenza di quest'ultimo è piccola. Anche la resistenza tra i punti 1-2 del circuito è piccola, il transistor VT1 è chiuso (basato su un piccolo potenziale negativo), il transistor VT2 è aperto (alto potenziale). Il potenziale negativo del collettore del transistor VT3 è piccolo e chiuso. In questo caso, la corrente nella bobina del relè K è insufficiente per il suo funzionamento.

Quando l'avvolgimento del motore viene riscaldato, la resistenza dei positori aumenta e, a un certo valore di questa resistenza, il potenziale negativo del punto 3 raggiunge la tensione di innesco. La modalità operativa del relè è fornita dal feedback dell'emettitore (resistenza nel circuito dell'emettitore VT1) e dal feedback del collettore tra il collettore VT2 e la base VT1. Quando il grilletto viene azionato, VT2 si chiude e VT3 si apre. Il relè K viene attivato, chiudendo i circuiti di segnale e aprendo il circuito elettromagnetico di avviamento, dopodiché l'avvolgimento dello statore viene scollegato dalla tensione di rete.

Dopo che il motore si è raffreddato, può essere avviato dopo aver premuto il pulsante «ritorno», che riporta il grilletto nella posizione iniziale.

Nei moderni motori elettrici, i dispositivi di protezione sono montati davanti agli avvolgimenti del motore. Sui motori più vecchi, i posistori possono essere incollati alla testa della bobina.

Vantaggi e svantaggi della protezione a termistore (positore).

La protezione termosensibile dei motori elettrici è preferibile nei casi in cui è impossibile determinare la temperatura del motore elettrico con sufficiente precisione dalla corrente. Ciò vale in particolare per i motori elettrici con lunghi tempi di avviamento, frequenti operazioni di accensione e spegnimento (funzionamento periodico) o motori a velocità variabile (con convertitori di frequenza). La protezione del termistore è efficace anche in caso di forte contaminazione dei motori elettrici o guasto del sistema di raffreddamento forzato.

Gli svantaggi della protezione a termistore sono che non tutti i tipi di motori elettrici sono fabbricati con termistori o posistori.Ciò è particolarmente vero per i motori elettrici di produzione nazionale. Termistori e posistori possono essere installati nei motori elettrici solo in officine stazionarie. La caratteristica di temperatura del termistore è piuttosto inerziale e dipende fortemente dalla temperatura ambiente e dalle condizioni operative del motore elettrico stesso.

La protezione del termistore richiede un blocco elettronico speciale: un dispositivo di protezione del termistore per motori elettrici, un relè di sovraccarico termico o elettronico, che contiene blocchi di regolazione e regolazione, nonché relè elettromagnetici di uscita, che vengono utilizzati per spegnere la bobina di avviamento o il rilascio elettromagnetico.