Protecció del termistor (posistor) dels motors elèctrics

La protecció dels motors elèctrics asíncrons contra el sobreescalfament s'implementa tradicionalment sobre la base de la protecció tèrmica de sobreintensitat. A la majoria dels motors en funcionament, s'utilitza protecció tèrmica contra sobreintensitat, que no té en compte amb precisió els règims de temperatura de funcionament reals dels motors elèctrics, així com les seves constants de temperatura al llarg del temps.

En protecció tèrmica indirecta d'un motor d'inducció plaques bimetàl·liques incloure en el circuit de subministrament dels bobinatges de l'estator d'un motor elèctric asíncron i, quan es supera el corrent màxim admissible de l'estator, les plaques bimetàl·liques, quan s'escalfen, apaguen el subministrament de l'estator de la font d'alimentació.

El desavantatge d'aquest mètode és que la protecció no respon a la temperatura d'escalfament dels bobinatges de l'estator, sinó a la quantitat de calor alliberada, sense tenir en compte el temps de funcionament a la zona de sobrecàrrega i les condicions reals de refrigeració del motor d'inducció. .Això no permet utilitzar plenament la capacitat de sobrecàrrega del motor elèctric i redueix el rendiment dels equips que funcionen en mode intermitent a causa de falses parades.

Complexitat de la construcció relés tèrmics, la fiabilitat insuficient dels sistemes de protecció basats en ells va provocar la creació d'una protecció tèrmica que respon directament a la temperatura de l'objecte protegit. En aquest cas, els sensors de temperatura estan muntats al bobinat del motor.

Dispositius de protecció sensibles a la temperatura: termistors, posistors

Mitjançant l'ús de sensors de temperatura, termistors i positrons: resistències semiconductors que canvien la seva resistència amb la temperatura... Els termistors són resistències semiconductors amb un gran TSC negatiu. A mesura que augmenta la temperatura, disminueix la resistència del termistor, que s'utilitza per al circuit d'aturada del motor. Per augmentar el pendent de la resistència enfront de la dependència de la temperatura, els termistors enganxats a tres fases es connecten en paral·lel (figura 1).

Figura 1 — Dependència de la resistència de posistors i termistors de la temperatura: a — connexió en sèrie de posistors; b — connexió en paral·lel de termistors

Els posistors són resistències no lineals amb un TCK positiu. Quan s'arriba a una determinada temperatura, la resistència del posistor augmenta bruscament en diversos ordres de magnitud.

Per millorar aquest efecte, es connecten en sèrie posistors de diferents fases. Les característiques dels posistors es mostren a la figura.

La protecció a través de positors és més perfecta. Depenent de la classe d'aïllament dels bobinats del motor, es prenen les posicions de temperatura de reacció = 105, 115, 130, 145 i 160.Aquesta temperatura s'anomena temperatura de classificació. El posistor canvia bruscament la seva resistència a la temperatura en no més de 12 s. Quan la resistència de tres posistors connectats en sèrie no ha de ser superior a 1650 ohms, a temperatura la seva resistència ha de ser d'almenys 4000 ohms.

La vida útil garantida del posistor és de 20.000 hores. Estructuralment, el posistor és un disc amb un diàmetre de 3,5 mm i un gruix d'1 mm, cobert amb esmalt de silici orgànic, que crea la resistència a la humitat i la força elèctrica necessària de l'aïllament.

Considereu el circuit de protecció PTC que es mostra a la figura 2.

Figura 2 — Aparell de protecció de dipòsits amb retorn manual: a — esquema esquemàtic; b — Esquema de connexió al motor

Els contactes 1, 2 del circuit (figura 2, a) estan connectats als posistors muntats a les tres fases del motor (figura 2, b). Els transistors VT1, VT2 s'encenen segons el circuit d'activació de Schmid i funcionen en mode clau. El relé de sortida K està connectat al circuit col·lector del transistor de l'etapa final VT3, que actua sobre el bobinat d'arrencada.

A temperatura normal del bobinatge del motor i els seus posicions associats, la resistència d'aquest últim és petita. La resistència entre els punts 1-2 del circuit també és petita, el transistor VT1 està tancat (basat en un petit potencial negatiu), el transistor VT2 està obert (alt potencial). El potencial negatiu del col·lector del transistor VT3 és petit i tancat. En aquest cas, el corrent a la bobina del relé K és insuficient per al seu funcionament.

Quan s'escalfa el bobinatge del motor, la resistència dels posicions augmenta i, a un determinat valor d'aquesta resistència, el potencial negatiu del punt 3 arriba a la tensió d'activació. El mode de funcionament del relé es proporciona mitjançant la retroalimentació de l'emissor (resistència al circuit emissor VT1) i la retroalimentació del col·lector entre el col·lector VT2 i la base VT1. Quan s'acciona el disparador, VT2 es tanca i VT3 s'obre. S'activa el relé K, tancant els circuits de senyal i obrint el circuit electromagnètic d'arrencada, després del qual es desconnecta el bobinatge de l'estator de la tensió de la xarxa.

Després que el motor s'hagi refredat, es pot posar en marxa després de prémer el botó «retorn», que torna el disparador a la seva posició inicial.

En els motors elèctrics moderns, els suports protectors es munten davant dels bobinatges del motor. En motors més antics, els posistors es poden enganxar al capçal de la bobina.

Avantatges i desavantatges de la protecció del termistor (posistor).

La protecció termosensible dels motors elèctrics és preferible en els casos en què és impossible determinar la temperatura del motor elèctric amb suficient precisió a partir del corrent. Això s'aplica especialment als motors elèctrics amb períodes d'arrencada llargs, operacions d'encesa i apagat freqüents (funcionament periòdic) o motors de velocitat variable (amb convertidors de freqüència). La protecció del termistor també és efectiva en cas de contaminació forta de motors elèctrics o fallada del sistema de refrigeració forçada.

Els desavantatges de la protecció del termistor són que no tots els tipus de motors elèctrics es fabriquen amb termistors o posistors.Això és especialment cert per als motors elèctrics de producció nacional. Els termistors i posistors es poden instal·lar en motors elèctrics només en tallers estacionaris. La característica de temperatura del termistor és força inercial i depèn molt de la temperatura ambient i de les condicions de funcionament del propi motor elèctric.

La protecció del termistor requereix un bloc electrònic especial: un dispositiu de protecció del termistor per a motors elèctrics, un relé de sobrecàrrega tèrmic o electrònic, que conté blocs d'ajust i ajust, així com relés electromagnètics de sortida, que s'utilitzen per apagar la bobina d'arrencada o l'alliberament electromagnètic.