Асинхронные двигатели трехфазного переменного тока напряжением до 500 в, при мощностях от 0,05 до 350 - 400 кВт являются наиболее распространенным видом электродвигателей, которые используются в промышленном оборудовании для реализации различных технологических процессов.
Одним из аварийных режимов является перегрев. Почему происходит перегрев электродвигателя ? Прежде всего, это неправильная эксплуатации электрической машины. Работы при повышенном или пониженном напряжении, превышены нагрузки выше номинальных, нарушение системы охлаждения (засорение вентиляционных каналов), повышенная температура в помещении , коррозия, вызванная резкими и частыми перепадами температур и повышенной влажностью, уменьшение зазора между элементами из-за ржавчины приводит к тому, что электродвигатель не набирает обороты и греется. Неисправность или разрушение подшипника , что приводит к затормаживанию или заклиниванию ротора. В результате чего может случиться нарушение изоляции обмоток и произойдет короткое замыкание.
Наиболее опасными из аварийных режимов являются короткие замыкания. которые возникают из-за пробоя или перекрытия изоляции. Токи короткого замыкания в десятки , а то и в сотни раз превышают токи нормального режима работы электродвигателя. И приводят к повреждению всей установки , а иногда и к пожарам.
Неполнофазный режим работы так же не допустим при работе электродвигателя, так как при обрыве фазы питания ток статора может увеличиться от 1,6 до 2,5 раз , что приведет к перегреву двигателя и нарушению целостности изоляции обмоток и замыканию.
Для обеспечения долговечной работы асинхронного электрического двигателя (ЭД) , необходимо предпринять следующие меры на предотвращение следующих ситуаций:
- короткое замыкание;
- перегрева (тепловая защита электродвигателя);
- проникновение влаги в корпус ЭД;
- работы асинхронного электродвигателя в неполнофазном режиме;
- токовых перегрузок .
В настоящее время, применяются средства защиты электродвигателей, которые предназначенные для одновременного противодействия большинству аварийным ситуациям. Можно рассмотреть одну из комплексных защит электродвигателей , которая широко применяется на предприятиях в настоящее время. Это СиЭЗ-6 , выпускаемая предприятием «Бинар» в Республике Беларусь.
Устройство защиты электродвигателей СиЭЗ–6 предназначено для защиты 3-х фазных электродвигателей с номинальными (рабочими) токами 0,3 ÷ 999 А мощностью в диапазоне 0,2 ÷ 500 кВт:
- в диапазоне 0,2 ÷ 2,2 кВт с прямым включением;
- в диапазоне 2,2 ÷ 500 кВт с применением стандартных трансформаторов тока,
по следующим параметрам аварийных режимов:
- контроль наличия и чередования фаз электросети;
- обрыв фазы;
- перегрузки по току (заклинивание ротора, увеличение тока электродвигателя сверх номинального (рабочего) значения из-за электрических или технологических перегрузок);
- предпусковой контроль сопротивления изоляции;
- защита по минимальному току («Сухой ход», изменение нагрузки ниже минимальной);
- перегрев электродвигателя.
СиЭЗ-6 обеспечивает:
· индикацию токов по трем или одной фазам по выбору;
· цифровую установку номинального (рабочего) тока защиты;
· индикацию вида аварии;
· индикацию токов аварийных режимов при срабатывании защиты;
· установку временного сдвига токо-временной характеристики защиты в зависимости от режимов работы электродвигателя и его технических характеристик;
· установку времени задержки контроля токо-временной характеристики защиты на время пуска электродвигателя в зависимости от режимов работы электродвигателя и его технических характеристик;
· цифровую установку тока защиты по минимальному току;
· возможность включения и отключения необходимых параметров защит;
· управление по релейному выходу пускателем электродвигателя;
· подключение внешней индикации по релейному выходу аварийной сигнализации;
· режим автоматической разблокировки устройства (снятие режима «Авария») при необходимости по истечении заданного времени.
На базе прибора СиЭЗ-6 созданы ещё два устройства защиты ЭД с более узкими токовыми диапазонами , но с таким же набором защитных функций . Это устройства : СиЭЗ-4И , со встроенными датчиками тока в корпус устройства , для защиты ЭД с токовым диапазоном 1-25 А (0,35-11кВт) и СиЭЗ-1МИ с диапазоном 20-230 А (12-115 кВТ ) с выносными датчиками тока в комплекте.