Як вибрати магнітний пускач і автоматичний вимикач для асинхронного двигуна

Для пуску, реверсування, примусової зупинки противотоком асинхронних електродвигунів електрики використовуються контактори і магнітні пускачі. Від правильності вибору комутаційної апаратури залежить, як і безвідмовність системи в цілому, так і електробезпека обслуговуючого персоналу.

Вибір пускача і надлишковим комутованих струмом веде до великих фінансових витрат, при його комутації чутні шльопанці більшої гучності, ніж ті що видають маленькі пускачі. Недостатні по комутованій потужності пускачі довго не прослужать, будуть грітися, і підгорати клеммники і контакти. В результаті перехідний опір контакту буде рости до тих пір, поки контакт не зникне повністю, що призведе до передчасної заміни апарату.

Автоматичні вимикачі також повинні бути правильно підібрані, особливо при важкому пуску двигуна. Занадто чутливий автомат вибиватиме при пуску, а якщо він навпаки узятий із зайвою запасом по струму, то в аварійній ситуації може і не відреагувати, що призведе до пошкодження кабелю, обмотки двигуна аж до загоряння.

Пуск для електродвигуна супроводжується підвищеним струмом в період розгону його до номінальних обертів, в разі перевантаження і брак потужності двигуна для обертання виконавчих механізмів можливо знижений число оборотів з підвищеними струмами, в плоть до того, що він взагалі не почне розкручуватися. І навпаки якщо потужність двигуна надлишкова, то споживаний їм струм буде нижче номінальної.

Через перерахованих вище причин і з’являється необхідність правильного підбору пускової і захисної апаратури у вигляді магнітні пускачі, контактори, теплових реле і автоматичних вимикачів.

Автоматичні вимикачі встановлюються до магнітного пускача, щоб в разі необхідності повністю знеструмити систему, як силовий ланцюг, так і ланцюг управління (харчування котушки).

Замість автоматичних вимикачів можуть використовуватися плавкі вставки або запобіжники, але останнім часом такі рішення зустрічаються рідше, ніж раніше. Це ускладнює обслуговування і викликає необхідність мати в запасі хоча б комплект запобіжників.

Вибір магнітного пускача

Магнітні пускачі випускаються на певний номінальний струм, з ряду: 6.3 – 10 – 25 – 40 – 63 – 100 – 160 – 250

Часто їх розділяють не по струмів, а по величинам від 0 до 7, чим більше струм (або величина пускача) тим більше його габарити і площа контактів. Досвідчений електромонтер може відрізнити за розміром корпусу, конструкції дугогасітеля і габаритам контактних майданчиків приблизний комутовані струм і напруга.

Однак якщо номінальний струм пускача відповідає току двигуна, це ще не означає, що їх можна використовувати в парі. Якщо таке поняття як категорія застосування, вона характеризує режим роботи комутованою апаратури, частоту і умови комутації. Інакше кажучи – це здатність переносити пускові струми. Пускові струми асинхронного двигуна можуть перевищувати номінальні і в 10 разів, це залежить від умов пуску, напруги в мережі і інших чинників.

Категорії застосування позначаються: «АС-номеркатегоріі». Зведена таблиця величин і категорій застосування для магнітних пускачів розташована нижче.

З неї нас цікавить рядок «АС-3 – управління двигунами з короткозамкненим ротором (пуск, відключення без попередньої зупинки)». З цього очевидно, що комутаційні апарати з такою категорією створені для того, що б включати і відключати електродвигуна. Вони витримують прямий пуск.

Далі потрібно визначитися з номінальним струмом пускача. Для цього нам потрібно знати технічні характеристики комутованого двигуна, а саме:

  • η – ККД%,

  • cos Ф – коефіцієнт потужності,

  • P – потужність двигуна номінальна;

  • U – робоча напруга (коммутируемое);

Тоді номінальний струм пускача дорівнює:

Для швидких розрахунків іноді застосовують іншу методику, коли потужність двигуна множать на 2 і отримують номінальний струм (приблизно).

I = P * 2

Далі потрібно визначити пусковий струм, в довідниках це вказується або як «k» або як «Iп / Iн». Це кратність або співвідношення пускового струму до номінального. Показує, наскільки ток в момент пуску перевищує номінальну величину.

IП = k * IН

Пускач з категорією застосування АС-3 може комутувати струм в 5-7 разів більше ніж номінальний, для чого це сказано я покажу при розрахунках нижче.

вибираємо пускач

Припустимо, у нас є асинхронний двигун з потужністю 2.2 кВт типу 4АМ100L6У3. На його шильдике написано, що ккд 81.0%, коефіцієнт потужності – 0.73, в інтернеті я знайшов його технічні дані, щоб дізнатися кратність пускового струму, вона виявилася – 5.5

Обчислимо струм:

1. Швидкий спосіб: IН = 2.2 * 2 = 4.4А

2. Складний спосіб: IНОМ = 2200 / (380 * 0.81 * 0.73 * 1.73) = 5.6А

Результати такого розрахунку дали більший струм.

Тепер вважаємо пусковий струм: IП = 5.6 * 5.5 = 30.8А

Підбираємо пускач, з номінальним струмом більш ніж 5.6 А, з категорією застосування АС-3. В результаті огляду ринку, нам підходить пускач ПМЕ 111 на 10А з тепловим реле.

Вибір автоматичного вимикача

Автомат може спрацювати при пуску або затяжному пуску електродвигуна, коли струм значно перевищує максимальний. В автоматичному вимикачі за захист відповідають два вузла:

1. Електромагнітний расцепитель. Спрацьовує при піковому струмі перевантаження. Цей струм залежить від типу автомата.

2. Тепловий расцепитель. Спрацьовує при незначному але тривалому перевищенні номінального струму.

Номінальний струм двигуна у нас 5.6 А, значить нам потрібен автомат не менше цього значення. Типи автоматів куказивают на доустіпое перевищення по току в піку:

  • тип B – 3-5 разів;

  • тип C -5-10 раз;

  • тип D – 10-50 разів.

Так як у нас пусковий струм в 5.5 разів більше ніж номінальний, це означає що нам підходить автомат типу С і D. Наприклад, автоматичний роз’єднувач EZ9F34306 Schneider Easy9, розрахований на 6 А і його тип C, дозволить витримати пускові струми до 60 А.

Але такий автомат буде працювати на межі та й реальна уставка по струму може бути нижче 5.5, тому що тип С знаходиться в межах 5-10, потрібен запас по струму хоча б в 20%.

Тому краще встановити автоматичний вимикач на той же струм або трохи більший, але типу D, наприклад ІЕК 6-8А ВА47-29

Або на струм 10А з типом C, наприклад PL4-C10 / 3 Moeller / Eaton

Вимоги до автомата полягають в тому, щоб він стабільно витримував номінальний струм, і його не вибило під час пуску. Якщо планується режим роботи двигуна з частими включення і виключеннями краще використовувати автомат типу D, він менш чутливий до сплесків струму.

висновок

Автоматичний вимикач потрібен для захисту кабелю живлення і додаткового захисту двигуна, в разі затяжного пуску або заклинювання валу, додатково краще використовувати тепловий захист. Магнітний пускач повинен витримувати як напруга, так і струм, який він буде комутувати.

Електродвигун повинен бути справний, відсутні виткові замикання, а його вал повинен вільно обертатися. У разі пуску двигуна під навантаженням краще брати комутаційну апаратуру з запасом до 2-х разів для зменшення ймовірності передчасного підгоряння контактів і помилкових спрацьовувань автоматичного вимикача.

Кабель живлення належить відповідати номінальному струму, з урахуванням пускових струмів, як і спосіб з’єднання кабелю (використання гільз, наконечників, клемників та іншого). Стан усіх з’єднань повинно бути в нормі – відсутні оксиди, нагар і інші механічні дефекти, які можуть зменшити площу прилягання контакту.

Олексій Бартош

Ссылка на основную публикацию