Тепловая защита двигателя и устройства плавного пуска.

Тепловая защита двигателя может быть реализована косвенно по математической модели нагрева двигателя или непосредственно с помощью терморезисторов, встроенных в его конструктивные элементы.

В первом случае микропроцессорная система управления УППТ вычисляет в процентах от номинального значения нагрев двигателя на основе настроенного тока двигателя (номинального) и реально потребляемого. Температура двигателя непрерывно рассчитывается на основании сложной математической модели с тем, чтобы точно отразить теплоотдачу двигателя и рассеивание тепла на всех этапах работы: при пуске, в рабочем режиме и останове. Для адаптации к двигателю и режимам работы предлагается несколько классов время-токовой защиты в соответствии со стандартом МЭК 60947-4-2: классы 30, 25, 20 (тяжелый режим), классы 15, 10 (нормальный режим), предусмотрены также подклассы 10А, 2.

Тепловой контроль блокирует повторный пуск двигателя, если его нагрев оказался на предельно допустимом уровне.

Обе системы защиты двигателя (косвенная и с помощью терморезисторов) могут функционировать независимо.

Может быть реализован возврат к нулю числового значения теплового состояния двигателя, рассчитанного УППТ.

Тепловая защита УППТ осуществляется непосредственно с помощью терморезисторов, размещенных на охладителях тиристоров. Функция тепловой защиты может быть заблокирована.

Защита от недогрузки и перегрузки двигателя. Устройство плавного пуска и торможения может быть оснащено монитором нагрузки, контролирующим нагрузку на валу двигателя. Эта функция обеспечивает защиту механизма и технологического процесса, управляемого двигателем. Система управления предусматривает возможность программными средствами изменять уставки защит. В сочетании с функцией предварительного сигнала обеспечивается надежная защита.

Защита от недогрузки двигателя. Пусковое устройство фиксирует недогрузку двигателя, если в течение интервала времени момент двигателя, а в некоторых УППТ ток двигателя становится меньше порогового значения , (рис.8, а). В УППТ Altistart 48 пороговое значение недогрузки настраивается программными средствами от 20 до 100 % от номинального момента, а допустимая длительность недогрузки от 1 до 60 с.

Защита от перегрузки по току. Пусковое устройство фиксирует перегрузку по току, если в течение интервала времени > ток двигателя становится больше порогового значения (рис. 18.8, б). В УППТ Altistart 48 пороговое значение тока настраивается программными средствами в пределах от 50 до 300 % от номинального тока двигателя, а допустимая длительность перегрузки в пределах от 0,1 до 60 с.

Как и в предыдущем случае предусматривается также задержка по току. Данная защита автоматически блокируется на время пуска двигателя и функционирует только в установившемся режиме. Срабатывание защиты может активизировать неисправность или сигнализацию. Защита может быть заблокирована.

Защита от затянутого пуска. Данная защита позволяет зафиксировать нарушение нормального пуска двигателя при блокировке ротора или по другим причинам, вследствие которых двигатель за установленное время не выходит на установившуюся скорость. Если длительность пуска превышает установленное значение выдержки времени, то УППТ блокируется по неисправности. Данная защита может быть заблокирована.

Защита от изменения порядка чередования фаз. Данная функция позволяет определить порядок чередования фаз двигателя и при нарушении порядка активизировать неисправность или сигнализацию. Защита устанавливается для технологических установок, для которых запрещено обратное вращение исполнительного органа.

Защита от дисбаланса напряжения сети. В некоторых УППТ (например, фирмы «Emotron») программными средствами может быть установлена различная чувствительность к дисбалансу напряжения фаз: повышенная, нормальная или пониженная.

Выдержка времени перед повторным пуском. Данная функция позволяет избежать нескольких повторных пусков, которые могут привести к перегреву двигателя, перегрузке по току, связанной с повторением команд пуска-останова и других причин. Двигатель не перезапустится до истечения настроенной выдержки времени, отсчитываемой после подачи команды останова. Повторный пуск осуществится по окончании выдержки времени, если команда сохраняется или подается команда повторного пуска. Выдержка времени настраивается программными средствами.

Определение обрыва фазы двигателя. Данная защита срабатывает при отсутствии или слабом токе в одной из трех фаз двигателя в течение не менее 0,5 с или в трех фазах двигателя в течение не менее 0,2 с. Значение уровня минимального тока настраивается от 5 до 10 % от номинального тока УППТ.

Защита от пробоя изоляции. При превышении тока на корпус установленного значения защита с задержкой по току и времени отключает УППТ от сети.

 

ФУНКЦИИ КОНТРОЛЯ

 

Система контроля УППТ позволяет персоналу следить за многими параметрами электропривода и технологического процесса, а при выходе их за допустимые пределы своевременно сигнализировать об этом. При аварийном отключении оператор может выяснить причины аварии и просмотреть содержание архива неисправностей, хранящихся в памяти системы управления УППТ.

В процессе функционирования УППТ на экран индикатора может быть выведена следующая информация:

• состояние УППТ: готовность к пуску двигателя, режим ускорения (замедления), установившийся режим, УППТ в ограничении по току, направление вращения двигателя (порядок чередования фаз), последняя неисправность и др.;
• значение коэффициента мощности ();
• фазные токи, потребляемые двигателем;
• тепловое состояние двигателя в % от номинального зна­чения;
• активная мощность, потребляемая двигателем в кВт и % от номинального значения;
• момент, развиваемый двигателем в % от номинального значения;
• израсходованный двигателем моторесурс;
• количество энергии, потребленной двигателем в кВт-ч;
• фазные и линейные напряжения на зажимах статора.

При срабатывании защит на экране индикатора УППТ возможно отображение информации об отключениях по следующим причинам:

• неисправность питающей сети;
• перегрев двигателя;
• перегрев УППТ;
• заклинивание ротора двигателя;
• перегрузка двигателя;
• недогрузка двигателя;
• несимметрия напряжений трехфазной сети;
• превышение напряжения сети выше допустимого максимального значения;
• снижение напряжения сети ниже допустимого минимального значения;
• большое число пусков в час.

Системы защит и контроля УППТ могут настраиваться:

• только сигнал тревоги, без отключения системой защиты;
• только отключение, без подачи предварительного сигнала тревоги;
• предварительный сигнал тревоги с последующим отключением защитой;
• отключение (блокировки) защиты.

В памяти системы управления УППТ в процессе эксплуатации могут накапливаться следующие данные: общее время работы, общее число пусков, общее число остановов, продолжительность последнего пуска, максимальный ток при последнем пуске и др.

Устройство плавного пуска и торможения может иметь систему защит самого себя, двигателя и механизма Сигналы тревоги УППТ подразделяются на три категории:

Категория 1. Сигналы, приводящие к останову двигателя и требующие перезапуска до подачи следующего сигнала пуска.

При появлении сигнала тревоги категории 1 работа УППТ останавливается. В этом случае требуется сигнал перезапуска прежде, чем может быть принята команда на пуск. Перезапуск возможен с клавиатуры (нажатием клавиши RESET). Перезапуск будет выполнен только в том случае, если причина ошибки и сигнала тревоги устранена. После перезапуска реле неисправностей возвращается в неактивное состояние, индикация ошибки исчезает и на дисплее появляется стандартное окно меню. После перезапуска система готова к новой команде пуска.

Категория 2. Сигналы, приводящие к останову двигателя и допускающие сигналы пуска без перезапуска

При появлении сигнала тревоги категории 2 работа УППТ останавливается. Можно сразу подать команду на пуск, при этом реле неисправностей возвращается в неактивное состояние, индикация ошибки исчезает и на дисплее появляется стандартное окно меню. В этом случае возможна также подача команды на перезапуск как и для сигналов тревоги категории 1, если пуск в данный момент не требуется.

Категория 3. При появлении сигнала тревоги категории 3 работа УППТ продолжается. Возможно несколько способов возвращения к обычному функционированию:

• Автоматический перезапуск при подаче команды на останов;
• Ручной перевод во время работы.

После перезапуска реле неисправностей возвращается в неактивное состояние, индикация ошибки исчезает и на дисплее появляется стандартное окно меню.

Все сигналы тревоги, кроме предварительных, активизируют реле неисправностей, вызывают появление сигнала ошибки и помещаются в список сигналов тревоги. Пока сигнал тревоги активен, на дисплее не может появиться другая информация.