کلیدهای اتوماتیک حفاظت موتوری به کلیدهای اتوماتیکی (با رله های جریان زیاد) اطلاق می شود که اساسا به منظور حفاظت موتورهای سه فاز و سایر موتورهای .A.C بکار می رود ،
کلید MPCB یا کلید حفاظت موتوری چیست و چه کاربردی دارد.
کلید حفاظت موتوری و یا کلید MPCB همانطور که از نام آن پیداست نوع خاصی از وسایل محافظ برقی است که به طور خاص برای موتورهای برقی طراحی شده است.
موتورهای الکتریکی کاربردهای زیادی دارند و برای هدایت دستگاههای مکانیکی از انواع مختلف استفاده می شوند ، بنابراین محافظت مناسب از آنها با MPCB بسیار مهم است.
موارد زیر فقط چند نمونه از دستگاههای هدایت شده توسط موتورهای برقی در ساختمانهای تجاری و صنعتی است:
• تهویه هوا ، چیلر ، کمپرسور ، پمپ حرارتی و برج های خنک کننده.
• فن های استخراج و تزریق و همچنین واحدهای انتقال هوا.
• سیستم های پمپاژ آب.
• آسانسور و سایر دستگاه های بالابر
• تسمه نقاله صنعتی و سایر ماشین آلات مورد استفاده در فرآیندهای تولید.
در تمام این کاربردهای صنعتی و تجاری موتورهای برقی ، MPCB نقش اساسی در ارائه حفاظت الکتریکی دارد.
دستگاه محافظ مدار موتور چیست و عملکردهای آن چیست؟
کلید حفاظتی موتور و یا کلید MPCB یک وسیله تخصصی الکترومکانیکی است که با مدارهای موتور ۶۰ هرتز و ۵۰ هرتز قابل استفاده است. این کلید چندین کارکرد دارد که به آن امکان تأمین برق ایمن برای موتورها را می دهد:
• محافظت در برابر خطاهای الکتریکی مانند اتصال کوتاه ، خطای خط به زمین و خطا های خط به خط. MPCB می تواند هرگونه خطای الکتریکی را که زیر ظرفیت شکست آن باشد ، قطع کند.
• محافظت از اضافه بار موتور ، هنگامی که یک موتور جریان الکتریکی را بالاتر از مقدار نامی خود برای مدت زمان طولانی می کشد. حفافظت اضافه بار معمولاً در MPCB قابل تنظیم است.
• محافظت از نامتعادلی فاز و از قطع فاز. هر دو شرایط می توانند موتور سه فاز را به شدت آسیب بزنندد ، بنابراین MPCB به محض تشخیص خطا ، موتور را در هر دو حالت جدا می کند.
• تأخیر حرارتی برای جلوگیری از روشن شدن موتور بلافاصله پس از اضافه بار ، باعث خنک شدن موتور می شود.
در صورت روشن بودن ، موتور می تواند به طور دائمی آسیب ببیند.
• سوئیچینگ مدار موتور – MPCB ها به طور معمول برای این منظور به دکمه مجهز شده اند.
• سیگنال خطا – اکثر مدل های کلید حفاظت موتوری دارای صفحه نمایش LED است که هرگاه MPCB قطع شود روشن می شود.
این یک علامت تصویری برای پرسنل مجاور است که یک خطا روی داده است و تا زمانی که خطا برطرف نشود ، موتور برق مجدداً وصل نمی شود.
• اتصال مجدد خودکار – برخی از مدل های MPCB در صورت وجود اضافه بار ، می توانند زمان خنک شدن را وارد کنند و پس از آن موتور به طور خودکار مجدداً راه اندازی می شود.
موتورهای برقی تجهیزات گران قیمت هستند ، بنابراین نقش قطع کننده مدار حفاظت موتور بسیار مهم است.
اگر از یک موتور به درستی محافظت نشود ، ممکن است انجام تعمیرات گران قیمت و یا حتی جایگزین کردن تجهیزات به طور کامل ضروری باشد.
یک موتور الکتریکی که به اندازه کافی با MPCB محافظت شود عمر بسیار طولانی تری خواهد داشت.
اصول عملکرد کلید حفاظت موتوری(کلید MPCB)
کلید حفاظت موتور را می توان زیر مجموعه ای از قطع کننده مغناطیسی حرارتی در نظر گرفت ، اما با کارکردهای اضافی که مخصوص محافظت از موتورهای الکنریکی طراحی شده اند. اصول کارکرد اصلی شبیه به سایر قطع کننده های مدار است.
• از محافظت حرارتی برای محافظت از موتور الکتریکی در برابر اضافه بار استفاده می شود. این حفاظت بر اساس انبساط و انقباض کنتاکت ها (بی متالی می باشد) البته مدل های الکترونیکی نیز در بازار وجود دارد.
این بسیار مهم است که بدانیم حفاظت حرارتی دارای تاخیر است ، به این ترتیب اجازه می دهد جریانهای ورودی زیاد در هنگام راه اندازی موتور جریان یابد.
اما اگر موتور بنا به دلایلی قادر به شروع کار نباشد ، محافظت حرارتی در پاسخ به افزایش جریان ورودی افزایش موتور را قطع می کند.
• محافظت مغناطیسی در هنگام وجود اتصال کوتاه ، خطای خط یا سایر خطای الکتریکی جریان بالا استفاده می شود. برخلاف حفاظت حرارتی ، حفاظت مغناطیسی آنی است. تا فوراً جریانهای خطای خطرناک را قطع کند.
• تفاوت اصلی بین کلید MPCB و سایر قطع کننده های مدار در این است که MPCB می تواند مدار را در برابر نامتعادلی فاز و از قطع فاز محافظت کند. موتورهای سه فاز به منظور اجرای کارآمد به سه هادی برقدار با ولتاژ متعادل نیاز دارند. عدم تعادل بیش از ۲٪ برای عمر سرویس موتور مضر است.
بنا بر این:
اگر به طور ناگهانی یکی از ولتاژهای فاز از بین برود ،در این حالت موتور حتی بیشتر آسیب می بیند ، زیرا موتور تنها با دو فاز کار می کند.
کلید حفاظت موتور قادر است با اندازه گیری اختلافات بین ولتاژهای فاز ، این شرایط را تشخیص دهد و در صورت بروز خطا بلافاصله موتور را جدا کند.
توجه به این نکته ضروری است که عدم تعادل جریان فاز در سیستمهای سه فاز که دارای بارهای تک فاز جداگانه هستند طبیعی است اما وقتی مدار سه فاز به یک موتور الکتریکی وصل باشد قابل قبول نیست.
• MPCB همچنین مجهز به مکانیزم قطع دستی است که امکان قطع موتورهای الکتریکی را برای تعویض یا نگهداری فراهم می آورد.
• کلیدهای حفاظت موتور در طیف گسترده ای از جریان های نامی موجود است و یکی از بهترین ویژگی های آنها این است که بسیاری از مدل ها امکان تنظیم مقدار جریان را می دهند. این بدان معنی است که می توان همان MCPB را برای محافظت از موتورهای با ظرفیت های مختلف تنظیم کرد.
محافظت از موتور آسنکرون
بیشتر موتورهای مورد استفاده در صنعت موتورهای آسنکرون هستند ، همچنین این موتور ها به عنوان موتورهای القایی قفس سنجابی شناخته می شوند.
این موتورها از توان سه فاز برای ایجاد یک میدان مغناطیسی دوار استفاده می کنند ، که به نوبه خود باعث چرخش روتور می شود و باعث ایجاد حرکت چرخشی می شود.
هنگام طراحی حفاظت الکتریکی برای موتور آسنکرون و انتخاب کلیدهای حفاظت از موتور ، فاکتورهای بسیار مهمی وجود دارند که باید در هنگام محافظت از انواع مدارهای الکتریکی در نظر بگیرند.
۱٫ موتورهای آسنکرون جریان راه اندازی بسیار زیاد را در هنگام راه اندازی می کشند، زیرا آنها باید یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد کنند.
این جریان می تواند برای چند کسری از ثانیه به مقادیر ۵۰۰ تا ۸۰۰ درصد از مقدار نامی برسد. به همین دلیل ، محافظ مغناطیسی MPCB با مقادیر بیشتر از ۱۰ برابر جریان نامی ، برخلاف برخی از انواع کلیدهای مینیاتوری که در مقادیر کمتر از ۳ برابر جریان نامی کار می کنند ، عمل می کند.
در این موارد ، استفاده از قطع کننده مدار غیر از MPCB حتی اجازه راه اندازی موتور را قبل از تریپ های حفاظت مغناطیسی نمی دهد.
به منظور کاهش جریان ورودی ، یک روش بسیار متداول تکمیل کلید حفاظت موتور با کاهش دادن ولتاژ در زمان راه اندازی می باشد.
۲٫ موتورهای آسنکرون نیاز دارند که هادیهای سه فاز از یک ولتاژ متعادل برخوردار باشند تا بتوانند به درستی کار کنند.
اگر هادی های فاز دارای عدم تعادل بیش از ۲٪ باشند ، موتور با گذشت زمان دچار خسارت می شود و عمر بهره بردای کمتری خواهد داشت.
موتور الکتریکی همچنین گرمای بیش از حد دارد و باعث می شود هزینه های اضافی انرژی به عنوان تلفات گرمایی ایجاد شود. به همین دلیل ، یک قطع کننده (کلید) مدار موتور باید قادر به تشخیص نامتعادلی فاز باشد و بر این اساس موتور را قطع کند.
۳٫ اگر یکی از فازها به طور کامل قطع شود ، موتور کار خود را ادامه می دهد اما جریان در دو فاز باقیمانده به دلیل نامتعادلی الکتریکی از مقدار نامی بالاتر می رود و احتمالاً سیم پیچ موتور را می سوزاند. به همین دلیل ، محافظ موتور باید به محض تشخیص عدم تعادل فاز یا قطع فاز ، بلافاصله موتور را قطع کند.
این به طور معمول با اندازه گیری اختلاف جریان بین فازها حاصل می شود. اگر یکی از جریانهای فاز در مقایسه با دو فاز دیگر بطور قابل توجهی بالا رود یا افت کند ، این نشانگر نامتعادلی است. به همین ترتیب ، اگر جریان یکی از فازها به صفر کاهش یابد و جریان دوفاز دیگر باقی بماند ، افت فاز رخ داده است.
پس چه نوع کلیدی برای محافظت از موتورهای آسنکرون قابل استفاده است؟ تولید کنندگان معمولاً برای رفع نیازهای آسنکرون برای حفاظت از موتور ، سه نوع کلید متفاوت برای حفاظت از موتور ارائه می دهند که برای طیف گسترده ای از ولتاژ و جریان وجود دارد.
تکمیل قطع کننده های(کلیدهای) مدار حفاظت از موتور با کنتاکتور بسیار متداول است تا امکان کنترل خودکار راه اندازی و قطع موتور فراهم شود.
این سیستم همچنین ممکن است شامل دستگاه حفاظت از افت ولتاژ باشد که در صورت افت ولتاژ سیستم به میزان قابل توجهی از مقدار نامی ، موتور را قطع می كند.
سایزینگ (انتخاب) کلید حفاظت موتوری (راهنمای انتخاب)
دو عامل اصلی که اندازه کلید محافظت کننده مناسب موتور را تعیین می کنند ولتاژ نامی و جریان نامی پلاک خود موتور است.
۱٫ مقدار ولتاژ MPCB باید با ولتاژ نامی موتور مطابقت داشته باشد. به طور معمول ، از کلیدهای حفاظت موتور می توان در طیف گسترده ای از مقادیر ولتاژ مانند ۲۳۰ ولت ، ۳۸۰ ولت ، ۴۱۵ ولت ، ۴۴۰ ولت ، ۵۰۰ ولت و ۶۶۰ ولت AC استفاده کرد.
۲٫ پس از مشخص شدن ولتاژ ، لازم است جریان روی پلاک موتورالکتریکی را بررسی کنید
توجه به این نکته ضروری است که جریان کارکرد واقعی ممکن است پایین تر از جریان پلاک موتور باشد ، به خصوص اگر موتور تحت بار کامل نباشد.
با این وجود ، MPCB باید همیشه مطابق با مقدار جریان پلاک موتور انتخاب شود تا توانایی تحمل جریان در هنگام راه اندازی موتور امکان پذیر باشد.
به عنوان مثال
ممکن است یک موتور با جریان پلاک ۲۰ آمپر جریان بسیار کمتری را در حین کار بکشد ، اما MPCB باید با توجه به مقدار ۲۰ آمپر انتخاب شود ، یا در صورت استفاده در بار موتور، ممکن است قطع کند.
۳٫ سپس کلیدهای حفاظتی موتور( می توانند به مقدار دقیق جریان که برای محافظت از موتور الکتریکی مناسب است ، کالیبره شوند.
آنها معمولاً دامنه تنظیم دارند. به عنوان مثال ، MPCB که دارای مقدار نامی ۳۲ آمپر است ، ممکن است برای موتورهایی که دارای جریان نامی حداقل ۲۲ آمپر هستند قابل استفاده باشد.
در صورتی که موتور الکتریکی با یک مدل کارآمدتر که به جریان کمتری نیاز دارد تعویض شود بسیار مفید است زیرا تعویض کلید موتور ضروری نخواهد بود.
۴٫ حتی اگر یک کلید حفاظتی موتور مطابق با موتور الکتریکی که محافظت می شود به درستی سایز شود ، استفاده از سیم کشی مناسب نیز مهم است.
برای تأمین حفاظت کافی ، سیم باید بتواند جریان ایمن را با خیال راحت تحمل کند. یک سیم با مقطع کم بیش از حد گرم می شود ، عایق ذوب می شود و حتی ممکن است با قطع کلید ، خطای الکتریکی رخ دهد
نمودار مشخصات کلید حفاظت موتوری
تولید کنندگان MPCB به طور معمول نمودارهایی را ارائه می دهند که مشخصات فنی کلید در آن ارائه شده است ، تا روند انتخاب ساده شود..
مقادیر جریان که محافظ حرارتی و مغناطیسی در آن کار می کنند در ستون های حرارتی و مغناطیسی نشان داده می شوند. قبل از نصب MPCB ، تأیید اینکه مقدار نامی ولتاژ و جریان با موتور سازگار است ، بسیار مهم است.
نتیجه گیری از کلید حفاظتی موتور
قطع کننده های مدار(کلیدهای) حفاظت موتور نقش بسیار مهمی در ایمنی الکتریکی دارند زیرا موتورهایی که از آنها محافظت می شود دارای کاربردهای گسترده ای در ساختمان های تجاری و صنعت هستند
موتورهای آسنکرون ، متداول ترین نوع موتور الکتریکی در تنظیمات صنعتی و تجاری ، دارای الزامات حفاظت ویژه ای هستند که فقط توسط یک قطع کننده مدار حفاظت موتور قابل تحقق است.
همچنین می توان MPCB را با سایر دستگاه های محافظت یا اتوماسیون مانند حفاظت از افت ولتاژ ، تایمر و کاهش ولتاژ راه اندازی تکمیل کرد.
انتخاب مناسب MPCB به منظور فراهم آوردن محافظت مطمئن موتور از اهمیت ویژه ای برخوردار است. MPCB با اندازه ی بزرگ حتی اجازه راه اندازی موتور را نمی دهد ، در حالی که یک MPCB بزرگ ممکن است قادر به تشخیص شرایط جریان بیش از حد برای محافظت از موتور الکتریکی نباشد.