Монтаж и пуск асинхронных двигателей

Страница 22 из 39

§ 7. Монтаж асинхронных двигателей

Подготовка к монтажу. Если электрические двигатели не встроены в рабочие машины, монтаж их производится на месте.
Перед монтажом электродвигатель очищается от пыли, а свободный конец вала при помощи смоченной в бензине или керосине тряпки — от антикоррозийной смазки.

Измеряется сопротивление изоляции обмоток двигателей напряжением до 1000 в с помощью мегомметра. Величина сопротивления не нормируется. В необходимом случае электродвигатель нужно просушить. Имеется несколько методов сушки двигателей. Его, например, включают в сеть на пониженное напряжение (от 10 до 15% номинального). Если это двигатель с фазным ротором, обмотка ротора должна быть закорочена. Сушить двигатели можно также методом наружного обогрева с помощью обычных электрических ламп, печей и т. д. Обмотки двигателя просушивают также с помощью автотрансформатора, вихревых токов и т. д. При этом необходимо следить, чтобы температура обмотки не превышала 110° С.
Напряжение и частота сети должны соответствовать указанным на табличке двигателя. В двигателях с фазным ротором щетки должны легко перемещаться в обоймах щеткодержателей, плотно, без перекосов прилегать к контактным кольцам.

Монтаж. Имеется несколько способов соединения двигателей с рабочими машинами. Чаще всего двигатели соединяются с помощью муфты, а также плоскоременного или клиноременного шкива.
Производя соединение с помощью муфты, следует обеспечить соосность валов, т. е. добиться такого положения, чтобы оба вала находились на одном уровне. В противном случае возникнут дополнительные усилия на подшипники, и двигатель преждевременно выйдет из строя. Для проверки соосности валов применяются специальные скобы. называемые центровочными, стальные линейки или шнурковые отвесы. Стальной линейкой можно проверить соосность валов, когда ширина шкивов электродвигателя и рабочей машины одинакова. Для этого достаточно приложить линейку к торцам шкивов.

К шнурковым отвесам прибегают, когда ширина шкивов разная. Выверку при этом производят таким образом: сверху на середину шкива электродвигателя укладывают шнурок и опускают оба его конца, отяжеленных грузиками, до пола. Аналогично выполняются шнурковые отвесы для шкива рабочей машины. На полу по прямой линии протягивается шнурок и добиваются такого положения, чтобы шнурковые отвесы шкивов расположились на прямой линии,
Для плоскоременной передачи расстояние между осями шкивов электродвигателя и рабочей машины принимается не менее двойной суммы диаметров этих шкивов и максимальное — не более 8 м. При клиноременной передаче минимальное расстояние между осями шкивов устанавливается таким образом: значение высоты ремня по сечению умножается на три и складывается с полусуммой диаметров шкивов. Максимальное межосевое расстояние при клиноременной передаче соответствует минимальному расстоянию при плоскоременной передаче.

При ременной передаче шкивы двигателя и рабочей машины должны находиться на прямой линии. Ременные передачи должны быть обязательно ограждены.
Электрические двигатели большой мощности устанавливаются на специально подготовленном фундаменте. Размер фундамента определяется весовыми нагрузками, приходящимися на него при работе двигателя. Для двигателей, предназначенных к постоянной работе на определенном месте, изготавливают постоянный фундамент (кирпичный, бетонный, деревянный). При выполнении кирпичного фундамента кладка производится на цементном растворе (1 часть цемента на 3 части песка). Для временной эксплуатации двигателя на каком-либо процессе фундамент делается в виде рамы из дерева или металла. Размер фундамента зависит также от грунта, на котором устанавливается двигатель. Допускаемая нагрузка на грунт в среднем колеблется от 2 кг/см² при плотно слежавшейся земле, а также песчаном или глинистом грунте и до 4— 6 кг/см² при гравийном.
Если соединение двигателя с рабочей машиной осуществляется с помощью муфты, то выполняется общий фундамент. Нельзя устанавливать фундаменты вплотную к стенам здания или другим машинам, так как это способствует усилению шумов и вибраций. Маломощные двигатели, как указывалось выше, устанавливаются непосредственно на машины и механизмы, а при надобности могут крепиться к стенкам зданий с помощью кронштейнов.

По окончании всех монтажных работ, прежде чем включить двигатель в сеть, необходимо вручную проверить вращение ротора.

§ 8. Пуск асинхронного двигателя в работу

Перед пуском двигатель кратковременно включается в ход. Этим преследуется цель проверить правильность направления вращения и исправность механической части (отсутствие стука, вибрации и т. д.).
После опробования и устранения всех замеченных недостатков двигатель можно включать для нормальной работы.

Короткозамкнутый двигатель непосредственно включается на полное напряжение сети с помощью пусковой аппаратуры. При этом возникает пусковой ток, в несколько раз превышающий номинальный, и снижается напряжение в сети. Следовательно, скорость вращения двигателя уменьшается. При пуске двигателя в ход под нагрузкой он может вовсе остановиться. Поэтому лучше запускать его на холостом ходу. Существуют и другие способы уменьшения пускового тока. Один из них — запуск путем переключения обмотки статора со звезды на треугольник (рис. 57). По этой схеме можно запускать двигатели, когда линейное напряжение сети соответствует обозначенному в паспорте. Например, если напряжение сети равно 380 в, то номинальное напряжение двигателя должно составлять 380, 660 в.

Рис. 57. Пуск асинхронного короткозамкнутого двигателя путем переключения обмотки статора со звезды на треугольник.

Производя запуск двигателя, включая его в сеть вначале на звезду, добиваются уменьшения напряжения на обмотках двигателя в 1,73 раза по сравнению с линейным напряжением сети, что приводит к уменьшению пускового тока. После того как ротор начнет вращаться, двигатель включается на полное линейное напряжение сети путем включения обмоток в треугольник. При этом неизбежно теряется мощность. Поэтому двигатель следует запускать в работу при холостом ходе или с нагрузкой, равной 1/3 от номинальной мощности. Можно запускать двигатель включением пускового сопротивления в одну из фаз двигателя, а затем после разгона, шунтировать сопротивление рубильником.
Для уменьшения пускового тока регулируемые сопротивления могут включаться также во все фазы двигателя.

Двигатель с фазным ротором пускается в ход с помощью реостата, включенного в цепь ротора (рис. 58). Перед включением реостат необходимо полностью ввести, для чего рукояткой установить движок на контактах, определяющих максимальное сопротивление. После включения двигателя в ход надо плавно передвигать рукоятку до крайнего положения, соответствующего минимальному сопротивлению. Обмотки двигателя замкнутся накоротко, и он будет продолжать работать как короткозамкнутый. После остановки (выключения) двигателя ручку пускового реостата устанавливают в первоначальное положение, соответствующее максимальному сопротивлению.

§ 9. Работа трехфазного асинхронного двигателя в однофазном режиме

 Трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором могут работать также и в однофазном режиме. С этой целью две фазы двигателя соединяются последовательно и образуют одну рабочую фазу, а в третью включаются пусковые элементы — активное или емкостное сопротивление. Таким образом, третья фаза двигателя при работе в однофазном режиме является вспомогательной (пусковой).
Для включения трехфазного двигателя в однофазную сеть с помощью емкостного сопротивления используются статические конденсаторы.

Подключать двигатель к сети можно, например, по схемам, приведенным на рис. 59. При этом схема 59, а используется, когда трехфазная обмотка соединена в двигателе в звезду, а схема 59, б — при соединении ее в треугольник.
Для определения емкости конденсатора применяется формула :
(мкф), (37)
где Р — мощность двигателя, кВт;

U — междуфазное напряжение сети, в;
f — частота сети, гц;

η — постоянная величина, 3, 14.

Применяя в качестве пускового элемента активное сопротивление, целесообразно пользоваться схемами, которые даны на рис. 60.
В качестве активных сопротивлений применяется константан, никелин, нихром, фехраль. При отсутствии этих материалов можно применять также обычные лампы накаливания.

Выбор численного значения сопротивления в зависимости от мощности двигателя производится по таблице 18. Величины пусковых сопротивлений зависят также и от самих сопротивлений. Так, к примеру, при выборе численных значений сопротивлений из фехраля можно пользоваться таблицей 19.

Рис. 59. Схемы включения трехфазного двигателя в однофазную сеть с помощью емкостных сопротивлений.

б

Рис. 60. Схемы включения трехфазного двигателя в однофазную сеть с помощью активного сопротивления.

Мощность двигателя, работа ющего в однофазном режиме, составляет 2/3 от номинальной мощности в трехфазном режиме.

• Назад
• Вперёд

Монтаж и наладка электрооборудования предприятий и гражданских сооружений МНЭПГС3-С-Р (Стендовое исполнение, ручная версия)

Навигация:Главная›Для ВУЗов, техникумов и ПУ›Электромонтаж›Комплекты типового лабораторного оборудования›Монтаж и наладка электрооборудования предприятий и гражданских сооружений›Монтаж и наладка электрооборудования предприятий и гражданских сооружений МНЭПГС3-С-Р (Стендовое исполнение, ручная версия)

Обработка пищевых продуктов. ИТАЛИЯ

Химические технологии. EDIBON

Пищевые технологии. EDIBON

Окружающая среда. EDIBON

3D Физика. EDIBON.

Энергия. EDIBON

Механика и материалы. EDIBON

Гидромеханика и аэродинамика. EDIBON

Термодинамика и термотехника. EDIBON.

Оборудование PHYWE (Германия)

Гидромеханика

Обучающие тренажеры по системам самолетов и кораблей

Конструкции. Архитектура

Испытания материалов

Аэродинамика

Строительные учебные 3D принтеры

Лаборатории National Instruments

Автоматика. Автоматизация и управление производством

Автомобили и автомобильное хозяйство

Альтернативные и возобновляемые источники энергии

Аэрокосмическая техника

Безопасность жизнедеятельности. Защита в чрезвычайных ситуациях

Военная техника.

Вычислительная и микропроцессорная техника. Схемотехника

Газовая динамика. Пневмоприводы и пневмоавтоматика.

Газовое хозяйство

Гидропневмоавтоматика и приводы

Детали машин

Информатика

Источники напряжения, тока и сигналов. Измерительные приборы

Легкая промышленность. Оборудование и технологии общественного питания.

Медицина. Биоинженерия

Метрология. Технические и электрические измерения

Механика жидкости и газа

Микроскопы

Научное и лабораторное исследовательское оборудование

Начертательная геометрия

Нефть, газ.

Оборудование для мастерских электромонтажа и наладки, производственных практик и технического творчества

Прикладная механика

Радиотехника. Телекоммуникации. Сети ЭВМ

Радиоэлектронная аппаратура и бытовая техника

Робототехника и мехатроника

Сельскохозяйственная техника. Контроль качества сельхозпродуктов

Силовая электроника. Преобразовательная техника

Сопротивление материалов

Симуляторы печатных машин

Станки и прессы с компьютерными системами ЧПУ. CAD/CAM-технологии

Теоретическая механика

Строительство. Строительные машины и технологии

Теория механизмов и машин

Теплотехника. Термодинамика

Технология машиностроения. Обработка материалов

Учебные наглядные пособия

Физика

Химия

Экология

Электрические машины. Электропривод

Электромеханика

Электромонтаж

• Рабочие места радиомонтажников
• Рабочие места электромонтажников и электромонтеров
• Комплекты типового лабораторного оборудования
• Электрические аппараты, электроснабжение, электромонтаж

Электроника и микроэлектроника

Электротехника и основы электроники

Электроэнергетика. Релейная защита. Электроснабжение

Энерго- и ресурсосберегающие технологии

Энергоаудит

Производство

Учебное оборудование от Edibon

Пускатели управления промышленными двигателями | Магнитный пускатель двигателя

Знакомство с пускателями двигателей

Пускатели двигателей являются одним из основных изобретений для управления двигателями. Как следует из названия, стартер — это электрическое устройство, которое регулирует электрическую мощность для запуска двигателя. Эти электрические устройства также используются для остановки, реверсирования и защиты электродвигателей. Ниже приведены два основных компонента стартера:

1. Контактор: Основной функцией контактора является управление подачей электрического тока на двигатель. Контактор может включить или отключить питание в цепи.
2. Реле перегрузки: Перегрев и потребление слишком большого тока могут привести к тому, что двигатель сгорит и станет практически бесполезным. Реле перегрузки предотвращают это и защищают двигатель от любой потенциальной опасности.

Пускатель представляет собой сборку этих двух компонентов, которая позволяет включать и выключать электродвигатель или электрическое оборудование, управляемое двигателем. Стартер также обеспечивает необходимую защиту цепи от перегрузки.

Типы пускателей двигателей

Существует несколько типов пускателей двигателей. Однако двумя основными типами этих электрических устройств являются:

Ручные пускатели

Ручные пускатели — это устройства, которые приводятся в действие вручную. Эти стартеры чрезвычайно просты и просты в эксплуатации и не требуют вмешательства специалиста. На пускателе есть кнопка (или поворотная ручка), которая позволяет пользователю включать и выключать подключенное оборудование. Кнопки имеют механические связи, которые размыкают или замыкают контакты, запуская или останавливая двигатель. Следующие особенности ручного стартера делают его предпочтительным по сравнению с другими типами:

• Эти стартеры обеспечивают безопасную и экономичную работу.
• Компактный размер этих устройств делает их пригодными для широкого спектра применений.
• Обеспечивают защиту двигателя от перегрузок, защищая его от возможных повреждений.
• Эти устройства поставляются с широким выбором корпусов.
• Первоначальная стоимость ручного стартера низкая.

Магнитные пускатели двигателей

Это другой основной тип пускателей двигателей. Он управляется электромагнитным способом. Это означает, что нагрузка двигателя, подключенная к пускателю двигателя, обычно запускается и останавливается при более низком и более безопасном напряжении, чем напряжение двигателя. Как и другие пускатели двигателей, магнитный пускатель также имеет электрический контактор и реле перегрузки для защиты устройства от слишком большого тока или перегрева.

Схема пускателя двигателя и работа

В пускателе двигателя есть две цепи, а именно:

1. Цепь питания: Цепь питания соединяет линию с двигателем. Он обеспечивает передачу электроэнергии через контакты пускателя, реле перегрузки и далее к двигателю. Ток двигателя проходит через силовые (главные) контакты контактора.
2. Цепь управления: Это другая цепь пускателя двигателя, которая управляет контактором для его включения или выключения. Главные контакты контактора отвечают за разрешение или прерывание подачи тока на двигатель. Для этого контакты в цепи управления либо размыкаются, либо замыкаются. Цепь управления подает питание на катушку контактора, которая создает электромагнитное поле. Силовые контакты притягиваются этим электромагнитным полем в замкнутое положение. Это замыкает цепь между двигателем и линией. Таким образом, дистанционные операции становятся возможными благодаря схеме управления. Цепь управления может быть подключена двумя способами:
   1. Метод 1: Один из наиболее широко используемых методов подключения цепи управления называется «двухпроводным методом». Тип управляющего устройства с постоянным контактом, такой как датчик присутствия, термостат или поплавковый выключатель, используется в двухпроводном методе подключения цепи управления.
   2. Метод 2: В отличие от двухпроводного метода, «трехпроводной метод» подключения цепи управления использует удерживающий контакт цепи и пилотные устройства с мгновенным контактом.

Цепь управления может получать питание одним из следующих трех способов:

• Общее управление: Этот тип управления используется, когда источник питания цепи управления такой же, как у двигателя.
• Раздельное управление: Это самый популярный тип управления. Как следует из названия, в этой схеме схема управления получает питание от отдельного источника. Как правило, полученная мощность имеет более низкое напряжение по сравнению с источником питания двигателя.
• Управление трансформатором: Как следует из названия, схема управления получает питание от трансформатора схемы управления. Как правило, полученная мощность имеет более низкое напряжение по сравнению с источником питания двигателя.

Типы магнитных пускателей двигателей

В зависимости от того, как они включены в цепь, существует много типов магнитных пускателей двигателей, таких как:

1. Прямой пускатель

Прямой Онлайн-стартер — простейшая форма пускателя двигателя, кроме ручного пускателя. Контроллер этого пускателя обычно представляет собой простую кнопку (но может быть селекторным переключателем, концевым выключателем, поплавковым выключателем и т. д.). Нажатие кнопки пуска замыкает контактор (путем подачи питания на катушку контактора), подключенный к основному источнику питания и двигателю. Это обеспечивает ток питания двигателя. Для выключения двигателя предусмотрена кнопка остановки. Для защиты от перегрузки по току цепь управления подключается через нормально замкнутый вспомогательный контакт реле перегрузки. При срабатывании реле перегрузки нормально замкнутый вспомогательный контакт размыкается и обесточивает катушку контактора, а главные контакты контактора размыкаются.

Преимущества использования пускателей двигателей прямого пуска:

• Они имеют компактную конструкцию.
• Они экономичны.
• Простая конструкция.

2. Пускатель сопротивления ротора

В пускателе сопротивления ротора три сопротивления соединены последовательно с обмотками ротора. Это помогает значительно снизить ток ротора, а также увеличить крутящий момент двигателя.

Преимущества использования пускателей электродвигателей сопротивления ротора:

• Они экономичны.
• У них простой метод контроля скорости.
• Они обеспечивают низкий пусковой ток, большой пусковой момент и большой пусковой момент.

3. Пускатель сопротивления статора

Пускатель сопротивления статора состоит из трех резисторов, которые соединены последовательно с каждой фазой обмоток статора. На каждом резисторе возникает падение напряжения, поэтому возникает необходимость подавать низкое напряжение на каждую фазу. Эти сопротивления устанавливаются в начальное или максимальное положение на этапе пуска двигателя. Пусковой ток в этом типе пускателя поддерживается на минимальном уровне. Кроме того, необходимо поддерживать пусковой момент двигателя.

Преимущества использования пускателей электродвигателей сопротивления статора:

• Они подходят для использования в устройствах управления скоростью.
• Обладают чрезвычайно гибкими пусковыми характеристиками.
• Обеспечивают плавное ускорение.

4. Автотрансформаторный пускатель

В автотрансформаторном пускателе трансформатор подает определенный процент первичного напряжения на вторичную обмотку трансформатора. Автотрансформатор подключен по схеме звезда. В этом типе пускателя три вторичные катушки трансформатора с ответвлениями подключены к трем фазам двигателя. Это помогает снизить напряжение, подаваемое на клеммы двигателя.

Преимущества использования автотрансформаторных пускателей двигателей:

• Их можно использовать для ручного управления скоростью, но с ограниченными возможностями.
• Обладают чрезвычайно гибкими пусковыми характеристиками.
• Имеют высокий выходной крутящий момент.

5.

Пускатель звезда-треугольник

По сравнению с другими типами пускателей, пускатель звезда-треугольник используется в больших масштабах. Как следует из названия, три обмотки соединены по схеме «звезда» в пускателях «звезда-треугольник». Определенное время задается таймером или любой другой схемой контроллера. По истечении этого времени обмотки соединяются треугольником. Фазное напряжение при соединении звездой снижается до 58 %, а общий потребляемый ток составляет 58 % от нормального тока. Это приводит к снижению крутящего момента.

Преимущества использования пускателей двигателей звезда-треугольник:

• Они идеально подходят для длительного времени разгона.
• Имеют меньший входной импульсный ток по сравнению с другими пускателями.
• Имеют более простую конструкцию по сравнению с другими стартерами.

Характеристики пускателей двигателей

Сегодня пускатели двигателей широко используются благодаря перечню их полезных свойств. Ниже приведены некоторые особенности этих очень полезных электрических устройств:

1. Облегчают запуск и останов двигателя.
2. Пускатели рассчитаны по мощности (л.с., киловатт) и току (амперы).
3. Обеспечивают необходимую защиту двигателя от перегрузки.
4. Электрическое устройство обеспечивает дистанционное управление включением/выключением.
5. Эти устройства позволяют быстро включать и отключать ток (подключение и толчковый режим).

Основные функции пускателей двигателей

Ниже перечислены основные функции, которые должен выполнять пускатель:

1. Управление: Функция управления в основном выполняется контактором пускателя. Он контролирует размыкание и замыкание силовой электрической цепи. Переключение осуществляется главными контактами (полюсами) контактора. На электромагнитную катушку подается напряжение, которое размыкает или замыкает контакты. Эта электромагнитная катушка имеет номинальное управляющее напряжение и может быть напряжением переменного или постоянного тока.
2. Защита от короткого замыкания: В промышленных применениях нормальный ток нагрузки может достигать тысяч ампер. В случае короткого замыкания ток короткого замыкания может превышать 100 000 ампер. Это может привести к серьезному повреждению оборудования. Защита от короткого замыкания отключает питание и предотвращает возможные повреждения безопасным образом. Защита от короткого замыкания обеспечивается предохранителями или автоматическими выключателями в комбинированном контроллере двигателя.
3. Защита от перегрузки: Когда двигатель потребляет больше тока, чем он рассчитан, возникает состояние перегрузки. Основной задачей реле перегрузки является обнаружение избыточных токов. При обнаружении перегрузки вспомогательный контакт реле перегрузки размыкает цепь и предотвращает перегорание или перегрев двигателя. Электронные или электромеханические реле перегрузки используются в сочетании с контактором для обеспечения необходимой защиты от перегрузки.
4. Отключение и прерывание: Во избежание непреднамеренного перезапуска необходимо отключить двигатель от основной цепи питания. Чтобы безопасно выполнять техническое обслуживание двигателя или пускателя, двигатель должен иметь возможность отключаться и быть изолированным от источника питания. Эту функцию выполняет выключатель цепи. Отключение и размыкание обеспечивается разъединителем или автоматическим выключателем в комбинированном контроллере двигателя (или может быть установлен удаленно от пускателя).

Стандарты и характеристики

На номинальные характеристики пускателя двигателя влияет множество факторов, таких как тепловой ток, постоянный ток, напряжение двигателя и мощность.

Тепловой ток зависит от теплопроводности (k), которая является свойством, указывающим на способность материала проводить тепло. Это означает, что тепловой ток прямо пропорционален теплопроводности.

Непрерывный ток, который также обычно называют непрерывным амперным номиналом, является мерой способности пускателя управления двигателем выдерживать ток в течение непрерывного времени.

Номинальная мощность пускателя двигателя зависит от типа используемого двигателя. Пускатели двигателей постоянного тока имеют рейтинг мощности постоянного тока в лошадиных силах. С другой стороны, пускатели двигателей переменного тока имеют номинальную мощность однофазной и трехфазной мощности.

Номинальные характеристики пускателя двигателя основаны на размере и типе нагрузки, для которой он был разработан. Стартеры соответствуют стандартам и рейтингам Underwriters Laboratories (UL), Канадской ассоциации стандартов (CSA), Международной электротехнической комиссии (IEC) и Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA).

Рейтинг NEMA

Рейтинг NEMA стартера во многом зависит от максимальной мощности, указанной в стандарте ISCS2 Национальной ассоциации производителей электрооборудования. Выбор пускателей NEMA осуществляется на основе их типоразмера NEMA, который варьируется от размера 00 до размера 9. и от приложений к приложениям для подключения и бега, которые более требовательны. При выборе подходящего пускателя двигателя NEMA необходимо знать напряжение и мощность двигателя. В случае значительного количества подключений и толчков, потребуется снижение номинальных характеристик устройства с рейтингом NEMA.

Рейтинг МЭК

Международная электротехническая комиссия (МЭК) определила рабочие и рабочие характеристики для устройств МЭК в публикации МЭК 60947. Стандартные размеры не указаны МЭК. Типичный рабочий цикл устройств IEC определяется категориями использования. Что касается обычных приложений для пуска двигателей, AC3 и AC4 являются наиболее распространенными категориями использования.

В отличие от размеров NEMA, они обычно оцениваются по максимальному рабочему току, тепловому току, номинальной мощности в л.с. и/или кВт.

Существуют и другие параметры, которые важно учитывать при выборе пускателя электродвигателя, такие как ускорение с ограничением по времени, ускорение линии тока, управляющее напряжение, количество полюсов и рабочая температура. Мы рассмотрим их в будущем техническом документе.

Мы надеемся, что этот краткий информационный документ дал вам хорошее базовое представление о пускателях двигателей. Ищите другие документы от c3controls на c3controls.com/blog.

Отказ от ответственности:
Содержимое, представленное в этом техническом документе, предназначено исключительно для общих информационных целей и предоставляется с пониманием того, что авторы и издатели не занимаются предоставлением инженерных или других профессиональных консультаций или услуг. Практика проектирования определяется конкретными обстоятельствами, уникальными для каждого проекта. Следовательно, любое использование этой информации должно осуществляться только после консультации с квалифицированным и лицензированным специалистом, который может учесть все соответствующие факторы и желаемые результаты. Информация в этом техническом документе была размещена с разумной тщательностью и вниманием. Однако некоторая информация в этих официальных документах может быть неполной, неверной или неприменимой к конкретным обстоятельствам или условиям. Мы не несем ответственности за прямые или косвенные убытки, возникшие в результате использования, доверия или действий на основании информации, содержащейся в этом техническом документе.

Расчет двигателя, часть 1: двигатели и проводники ответвленной цепи

На основании Национального электротехнического кодекса 2002 года.

Наилучший способ обеспечения защиты от перегрузки по току для большинства цепей — использование автоматического выключателя, сочетающего защиту от перегрузки по току с защитой от короткого замыкания и замыкания на землю. Однако это обычно не лучший выбор для двигателей. За редким исключением, лучшим способом обеспечения защиты от перегрузки по току в этих случаях является отделение устройств защиты от перегрузки от устройств защиты от короткого замыкания и замыкания на землю ( 9). 0274 Рис. 1 ).

Устройства защиты двигателя от перегрузки, такие как нагреватели, защищают двигатель, аппаратуру управления двигателем и проводники ответвленной цепи от перегрузки двигателя и вызванного этим чрезмерного нагрева (430.31). Они не обеспечивают защиту от коротких замыканий или токов замыкания на землю. Это работа ответвительных и фидерных выключателей, которые не обеспечивают защиту двигателя от перегрузки. Такое расположение делает расчеты двигателя отличными от расчетов, используемых для других типов нагрузок. Рассмотрим, как применить ст. 430, начиная с двигателя.

Защита от перегрузки

Устройства защиты двигателя от перегрузки часто встроены в пускатель двигателя. Но вы можете использовать отдельное перегрузочное устройство, такое как двухэлементный предохранитель, который обычно располагается возле пускателя двигателя, а не выключателя питания.

Если вы используете предохранители, вы должны предусмотреть по одному на каждый незаземленный проводник (430. 36 и 430.55). Таким образом, для трехфазного двигателя требуется три предохранителя. Имейте в виду, что эти устройства находятся на стороне нагрузки ответвленной цепи и не обеспечивают защиту от короткого замыкания или замыкания на землю.

Двигатели мощностью более 1 л.с. без встроенной тепловой защиты и двигатели мощностью 1 л.с. или менее с автоматическим запуском [430.32(C)] должны иметь устройство защиты от перегрузки, размер которого соответствует номинальному току двигателя, указанному на паспортной табличке [430.6(A)]. Размеры перегрузочных устройств должны быть не больше требований 430.32. Двигатели с паспортным коэффициентом эксплуатации (SF) 1,15 или более должны иметь устройство защиты от перегрузки, мощность которого не превышает 125 % номинального тока двигателя, указанного на паспортной табличке.

Давайте посмотрим на Рис. 2 и выполнить примерный расчет.

Пример № 1 : Предположим, вы используете двухэлементный предохранитель для защиты от перегрузки. Предохранитель какого размера вам нужен для однофазного двигателя мощностью 5 л.с., 230 В с эксплуатационным коэффициентом 1,16, если номинальный ток двигателя указан на паспортной табличке 28 А?

(a) 25 A
(c) 35 A
(b) 30 A
(d) 40 A

Защита от перегрузки должна быть рассчитана в соответствии с номинальным током двигателя, указанным на паспортной табличке [430,6(A), 430,32(A)(1), и 430,55].

Вы также должны учитывать еще один фактор: повышение температуры паспортной таблички. Для двигателей с номинальным превышением температуры, указанным на паспортной табличке, не более 40°C, размер устройства защиты от перегрузки должен составлять не более 125 % номинального тока двигателя, указанного на паспортной табличке. Таким образом, 28A×1,25=35A [240,6(A)]

. Давайте посмотрим на рис. 3 и решим еще одну примерную задачу.

Пример № 2 : Опять же, предположим, что вы используете двухэлементный предохранитель для защиты от перегрузки. Предохранитель какого размера вам нужен для трехфазного двигателя мощностью 50 л. с., 460 В, температура которого превышает 39°C и номинальный ток двигателя, указанный на паспортной табличке, 60 А (FLA)?

(a) 40A
(c) 60A
(b) 50A
(d) 70A

Защита от перегрузки рассчитана на номинальный ток двигателя, указанный на паспортной табличке, а не на номинальный ток полной нагрузки двигателя (FLC). Таким образом, 60А×1,25=75А. Защита от перегрузки не должна превышать 75 А, поэтому необходимо использовать двухэлементный предохранитель на 70 А [240.6(A) и 430.32(A)(1)].

Двигатели, у которых номинальный эксплуатационный коэффициент не превышает 1,15 или предельная температура не превышает 40 °C, должны иметь устройство защиты от перегрузки, рассчитанное не более чем на 115 % номинала тока, указанного на паспортной табличке двигателя (430,37).

Размеры проводников ответвления

Проводники ответвления, которые обслуживают один двигатель, должны иметь допустимую нагрузку не менее 125 % FLC двигателя, как указано в таблицах с 430. 147 по 430.150 [430.6(A)]. Вы должны выбрать размер проводника из Таблицы 310.16 в соответствии с номинальной температурой клемм (60°C или 75°C) оборудования [110.14(C)]. Давайте укрепим эту концепцию, проработав пример расчета. См. Рис. 4 .

Пример № 3 : Какой размер проводника THHN вам нужен для однофазного двигателя мощностью 2 л.с., 230 В?

(a) 14 AWG
(c) 10 AWG
(b) 12 AWG
(d) 8 AWG

Рассмотрим решение:

Шаг 1: Сечение проводника не менее 125 % ТПТ двигателя

Шаг 2: Таблица 430.148 показывает FLC 2-х л.с., 230 В, однофазный, как 12 А

Шаг 3: 12 А × 1,25 = 15 А

Шаг 3. используйте 14 AWG THHN номиналом 20 А при 60°C

Минимальный размер проводника, разрешенный NEC для проводки в здании, составляет 14 AWG [310.5]. Однако местные нормы и правила и многие промышленные объекты требуют, чтобы провод 12 AWG использовался в качестве наименьшего провода ответвления. Так что в этом примере вам может понадобиться использовать 12 AWG вместо 14 AWG.

Защита ответвления от короткого замыкания и замыкания на землю

Устройства защиты ответвления от короткого замыкания и замыкания на землю защищают двигатель, аппаратуру управления двигателем и проводники от короткого замыкания или замыкания на землю. Не защищают от перегрузки (430.51) ( Рис. 5 ).

Устройство защиты от короткого замыкания и замыкания на землю, необходимое для цепей двигателя, не относится к типу, требуемому для персонала (210.8), фидеров (215.9 и 240.13), служб (230.95) или временной проводки для розеток (527.6).

В соответствии с 430.52(C) вы должны выбрать защиту от короткого замыкания и замыкания на землю для ответвленной цепи двигателя, за исключением тех, которые обслуживают моментные двигатели, чтобы они не превышали проценты, указанные в таблице 430.52.

Если значение устройства защиты от короткого замыкания и замыкания на землю, указанное в таблице 430. 52, не соответствует стандартному номиналу или настройке устройств защиты от перегрузки по току, как указано в 240.6(A), используйте устройство защиты следующего более высокого размера [ 430,52(С)(1) Пр. 1].

Вас остановило это утверждение? Это кажется вам неправильным? Это распространенный ответ, но помните, двигатели отличаются от других компонентов системы. Устройства защиты двигателя от перегрузки, такие как нагреватели и предохранители, защищают двигатель и другие элементы от перегрузки. Защита от короткого замыкания и замыкания на землю не должна выполнять эту функцию. Таким образом, превышение размеров не повлияет на защиту. Недостаточный размер предотвратит запуск двигателя.

Используйте следующий двухэтапный процесс, чтобы определить, какой процент из таблицы 430.52 следует использовать для выбора устройства защиты ответвления двигателя от короткого замыкания на землю.

Шаг 1: Найдите тип двигателя в таблице 430.52.

Шаг 2: Выберите процентное значение из Таблицы 430. 52 в соответствии с типом защитного устройства, например, без задержки времени (однократное), двухэлементный предохранитель или автоматический выключатель с обратнозависимой выдержкой времени. Не забывайте при необходимости использовать следующий размер защитного устройства с более высоким размером.

Давайте посмотрим, усвоили ли вы эту концепцию, пройдя небольшой тест. Какое из следующих утверждений верно? Используйте таблицу 430.52 для поиска чисел.

1. Защита ответвления от короткого замыкания (предохранитель без замедления срабатывания) для однофазного двигателя мощностью 3 л.с., 115 В не должна превышать 110 А.

2. Защита ответвления от короткого замыкания (двухэлементный предохранитель) для однофазного двигателя мощностью 5 л.с., 230 В, не должна превышать 50 А.

3. Защита ответвленной цепи от короткого замыкания (выключатель с обратнозависимой выдержкой времени) для трехфазного синхронного двигателя мощностью 25 л.с., 460 В, не должна превышать 70 А.

Давайте ответим на каждый вопрос отдельно. Мы будем ссылаться на 430.53(C)(1) Ex. 1 и табл. 430.52.

1. Согласно таблице 430.148, 34A×3,00=102A. Следующий размер — 110А. Так что это правда.

2. Согласно таблице 430.148, 28A×1,75=49A. Следующий размер — 50А. Итак, это тоже верно.

3. по таблице 430.150, 26A×2,50=65A. Следующий размер — 70А. Это также верно.

Помните следующие важные принципы:

• Размер проводников должен составлять 125 % от FLC двигателя [430.22(A)].

• В зависимости от условий [430.32(A)(1)] перегрузки должны составлять не более 115–125 % номинального тока двигателя, указанного на паспортной табличке.

• Вы должны выбрать устройство защиты от короткого замыкания на землю от 150 % до 300 % FLC двигателя [Таблица 430.52].

Если сложить все три вместе, то можно увидеть, что токовая нагрузка проводника ответвленной цепи (125 %) и устройство защиты от короткого замыкания на землю (от 150 % до 300 %) не связаны между собой.

Этот последний пример должен помочь вам понять, обращали ли вы внимание.

Пример № 4 : Верно ли какое-либо из следующих утверждений для двигателя мощностью 1 л.с., 120 В, номинальный ток которого составляет 14 А? См. Рис. 6 .

(a) Провода ответвления могут быть 14 AWG THHN.

(b) Защита от перегрузки от 16.1A.

(c) Для защиты от короткого замыкания и замыкания на землю разрешается использовать автоматический выключатель на 40 А.

(г) Все это верно.

Пройдясь по каждому из них, вы увидите:

(a) Размер проводников соответствует 430.22(A): 16A×1.25=20A; Таблица 310.16 требует 14 AWG при 60°C.

(b) Согласно 430.32(A)(1), защита от перегрузки имеет следующие размеры: 14A (заводская табличка)×1,15=16,1A.

(c) Защита от короткого замыкания и замыкания на землю определяется на основе 430.52(C)(1): автоматический выключатель 16A×2,50=40A.

Следовательно, все три утверждения верны.

Устройство защиты от перегрузки на 16 А защищает проводники 14 AWG от перегрузки по току, а устройство защиты от короткого замыкания на 40 А защищает их от короткого замыкания.