Comanda si protectia motoarelor asincrone cu conectare directa la retea

Comanda si protectia motoarelor asincrone cu conectare directa la retea

Pentru alimentarea unui motor asincron trifazat prin­tr-un contactor prevazut cu un bloc de relee termobimetalice, un bloc de relee elec­tromagnetice si sigurante fuzibile putem utiliza schema electrica prezentata in figura 5.1..

In schema electrica desfasurata (prezentata in figura 5.1.) apare contactorul K cu bo­bi­­na de actionareK(0-1), formata dintr-un electromagnet de c.a. alimentat cu tensiune de fa­­za, contactele principale K(2-4, 6-8,10-12), contactul de automentinere K(14-16) si contactele NI si ND, K(3-5) si K(14-16) respectiv K(18-20) conectate in circuitele de sem­na­li­za­re; blocul de protectie termica F₄ avand termobimetalele conectate in serie cu in­fa­su­rarile motorului ce pot actiona asupra contactului F₄(7-9); blocul de protectie elec­tro­mag­netica F₅, ce poate actiona asupra contactului sau normal inchis F₅(7-9); sigu­ran­te­le fuzibile F₁, F₂, F₃; lampile de semnalizare H₁,H₂; butonul de pornire cu re­ve­ni­re S₂; butonul de oprire cu revenire S₁ si motorul actionat M.

Cand motorul nu este conectat, lampa H₁, alimentata intre o faza si nul prin con­tactul normal inchis K(3-5) semnalizeaza aceasta pozitie. Pentru conectarea mo­torului la retea se actioneaza butonul de pornire S₂ si bobina contactorului K este ali­mentata intre faza R si nul prin S₁, S₂ si contactele normal inchise ale celor doua blo­curi de protectie. Se produce actionarea contactorului, ceea ce duce la alimen­ta­rea motorului M prin contactele principale ale contactorului, iar prin inchiderea con­tactului de automentinere K(14-16) se scurtcircuiteaza butonul de pornire S₂, ast­fel incat revenirea acestuia nu intrerupe alimentarea bobinei contactorului. In ace­lasi timp prin schimbarea pozitiei contactelor K(3-5) si

K(18-20) se opreste ali­mentarea lampii H₁ si se conecteaza lampa H₂ ce semnalizeaza functionarea mo­to­ru­lui.

Pentru oprirea voita a motorului se actioneaza butonul S₁ care intrerupe alimen­tarea bobinei contactorului, contactele sale revenind la pozitia initiala si moto­rul ramane nealimentat.

Figura 5.1. Schema electrica desfasurata de comanda, protectie si semnalizare pentru pornirea unui motor asincron prin conectare directa la retea

F₁, F₂, F₃, F₆ - sigurante fuzibile, F₄ - bloc de relee termobimatalice, F₅- bloc de relee electromagnetice, K- contactor electromagnetic, S­₁, S₂,- butoane de actio-nare, H₁, H₂-lampi de semnalizare M - motor asincron cu rotorul in scurtcircuit.

In cazul unei suprasarcini, in functie de marimea ei, actioneaza temporizat protectia termica F₄ sau instantaneu protectia F₅ deschizand contactul lor normal deschis inseriat cu bobina contactorului, ceea ce conduce la deconectarea motorului de la retea. In caz de scurtcircuit actioneaza in timpul cel mai scurt sigurantele fuzibile, montate in amonte de contactor, intrerupand alimentarea motorului.

Protectia la scaderea tensiunii este asigurata de insasi bobina contactorului care dezvolta o forta activa mai mica decat forta rezistenta de indata ce tensiunea de alimentare scade sub ≈ 70% din valoarea nominala, astfel contactele contac­to­ru­lui se deschid si deconecteaza motorul de la retea.

In cazul alimentarii unui motor asincron trifazat prin intermediul unui contactor avand electromagnetul de actionare de curent continuu, se poate utiliza o punte redresoare.

Contactoarele cu relee de protectie fiind folosite in special la actionarea mo­toa­relor electrice, trebuie sa indeplineasca anumite conditii de functionare selectiva a protectiilor. Astfel pentru circuitele reprezentate in schema electrica desfasurata care utili­zea­za pentru protectie relee termice, relee electromagnetice si sigurante fuzibile, o ca­rac­teristica de protectie corect aleasa este prezentata in figura 5.2.

Figura 5.2. Caracteristica temporala de protectie la suprasarcina, supracurent si scurtcircuit a unui motor asincron

1-caracteristica dependenta a releului termobimetalic, 2-caracteristica indepen-denta a releului electromagnetic, 3-caracteristica dependenta a sigurantei fuzibile, 4-caracteristica de stabilitate termica a motorului.

Caracteristica temporala de protectie, reprezentata prin linia ingrosata, evi­den­tiaza modul de realizare al selectivitatii protectiei. Astfel, pentru curenti ce de­pa­sesc curentul nominal pana la (7 ÷ 10) I_n actioneaza protectia termica conform ca­rac­teristicii ei dependente (curba 1), la suprasarcini cuprinse intre (7÷ 10) In si (15 ÷ 20) In actioneaza protectia electromagnetica intr-un timp de ordinul sutimilor de secunda, conform caracteristicii independente (curba 2) iar la scurtcircuite cand curentul este mai mare de (15 ÷ 20) In actioneaza sigurantele fuzibile intr-un timp foarte scurt, conform caracteristicii de protectie a acestora (curba 3). Curba 4 reprezinta caracteristica de stabilitate termica a motorului protejat. O protectie corecta nu trebuie sa intersecteze curba 4, dar nici sa nu fie exagerat de departata de aceasta pentru a asigura un randament ridicat motorului.

In cazul des intalnit in practica cand protectia la suprasarcina este asigurata doar de relee termice si protectia la scurtcircuite de catre sigurante fuzibile, carac­te­ristica temporala de protectie are forma din figura 5.3.. Protectia asigurata de releele termice are forma cur­bei 1. Forma dependenta a acestei caracteristici permite ca motorul sa suporte un timp determinat (cateva secunde) supracurenti de (6 ÷ 7) In carac­te­ris­ti­ci curentilor de pornire a motoarelor asincrone. In cazul unor scurtcircuite, pentru curenti peste ≈10 I_n, trebuie sa intre in functiune sigurantele fuzibile, a caror curbe (2) au alura din figura. Si in acest caz curba de stabilitate termica a motorului 3, nu trebuie sa intersecteze caracteristicile de protectie.

Figura 5.3. Caracteristica temporala de protectie la suprasarcina

si scurtcircuit a unui motor asincron

1-caracteristica dependenta a releului termobimetalic, 2-caracteristica dependenta a sigurantei fuzibile, 3-caracteristica de stabilitate termica a motorului.

Datorita posibilitatilor de comanda de la distanta si cu frecventa mare, a adap­tabilitatii usoare la schemele de automatizari contactoarele electromagnetice re­prezinta solutia cea mai uzitata in comanda motoarelor electrice. In instalatiile com­plexe cu caracter automat contactoarele servesc nu doar la conectarea si deco­nectarea motoarelor ci si la protectia acestora prin intermediul releelor cu care sunt dotate.

Exemplificam rolul contactoarelor in comanda si protectia motoarelor prin cateva scheme electrice desfasurate uzuale. Metionam ca schemele prezentate pot fi dezvoltate prin inlocuirea contactoarelor actionate cu electromagneti de curent alternativ. cu contactoare actionate cu electromagneti de curent continuu (si rezis­tente economizatoare), adaugarea unor semanlizari si a unor aparate de masura si control.