Naujas požiūris į variklių apsaugas

---

Tradiciškai ilgą laiką elektros grandinių bei variklių apsaugai tebenaudojame termomagnetinę bimetalinę apsaugą. Šios apsaugos veikimo principas pagrįstas metalo, kuriuo teka srovė, kaitimu ir mechanine deformacija dėl skirtingo temperatūrinio plėtimosi koeficiento skirtinguose bimetalinės plokštelės sluoksniuose. Ši apsauga yra pigiausias ir paprasčiausias apsaugos būdas, tačiau turintis daug esminių trūkumų, dėl kurių įvyksta elektros variklių ir įrengimų mechaninės dalies gedimai.

Tobulėjant elektroninėms technologijoms atsirado tikslumo ir lankstumo poreikis. Atsižvelgdama į šias tendencijas EOCR kompanija pasiūlė keletą racionalių sprendimų, kurie leidžia apsaugoti ne tik elektros variklį, bet ir prie variklio prijungtą mechaninę apkrovą. Mechaninės apkrovos dydis ir variklio srovė yra glaudžiai tarpusavyje susiję. Žinodami variklio srovę mes galime spręsti apie mechanizmo ir variklio mechaninį apkrovimą. Jeigu variklio apkrova išauga, variklio srovė taip pat padidėja. Apkrovos padidėjimas esant normaliam darbo režimui įspėja mus apie problemą, kurios neišsprendus gali sudegti variklis ar įvykti mechanizmo gedimas. EOCR sukurtos technologijos pagalba galime kontroliuoti variklio srovę ir apsaugoti visą sistemą.

Lentelėje pateikiami įprastinių šiluminių apsaugų, veikiančių bimetalinės plokštelės principu, ir elektroninių EOCR apsaugų, kuriose naudojamas mikroprocesorinis valdymo įrenginys MCU (MCU microprocesor control unit), esminiai skirtumai.

Ilgametė patirtis naudojant įprastas bimetalines apsaugas ir atlikta variklių gedimų analizė parodė, kad dažniausios variklių gedimų priežastys yra netinkamai parinkta variklinė apsauga arba jos netobulumas ir nesugebėjimas apsaugoti variklį nuo eilės papildomų faktorių.

Pavyzdžiui, kai variklis yra perkrautas 200 proc. In ir esant bimetalinei apsaugai, atjungimas įvyks tik po 120 sekundžių. Tuo tarpu naudodami apibrėžtąją charakteristiką galime pasirinkti uždelsimo laiką 0,2–10 sekundžių diapazone.

Vienas didžiausių bimetalinės apsaugos trūkumų yra mažas jos jautrumas dingus fazei. Tokiu atveju kitų dviejų variklio fazių srovė išauga iki 150 proc. o atskirais atvejais – ir dar daugiau. Bimetalinės apsaugos suveikimo laikas tokiu atveju gali būti iki 40 min. Toks ilgas darbas esant 150 proc. perkrovimui sukelia pavojingą variklio perkaitimą ir sugadina variklio apvijų izoliaciją. Šios situacijos lengvai išvengsime naudodami EOCR variklių apsaugą, kuri suveiks dingus fazei pagal pasirinktą suveikimo uždelsimo laiką 0,2–10 sekundžių diapazone. Papildomai EOCR apsaugos apsaugo ne tik variklį bet ir įrengimą, kai negalimas atvirkštinis įrenginio sukimas, pasikeitus fazių sekai ir esant mechaniniams strigimams mechaninėje dalyje.

Variklio apsaugos principas naudojant EOCR apsaugą yra labai paprastas. Vartotojas turi pasirinkti tris parametrus: darbinę srovę, paleidimo laiką ir suveikimo vėlinimo laiką. Srovė pasirenkama pagal EOCR apsaugoje integruotą ampermetrą.

1 ir 2 pav. matome inversinę ir apibrėžtąją srovės charakteristikas. EOCR elektroninė apsauga naudoja apibrėžtąją srovės charakteristiką. Tradicinės elektromagnetinės apsaugos, kur naudojamos bimetalinės plokštelės, turi inversinę charakteristiką.

Inversinėje charakteristikoje turime netiesinę atvirkštinę priklausomybę tarp variklio srovės ir atjungimo laiko. Vartotojas neturi galimybės pasirinkti variklio paleidimo bei avarinio suveikimo uždelsimo laiko.

Apibrėžtoje charakteristikoje matome, kad vartotojas srovės ir laiko reikšmes gali nustatyti pats, t. y. prisiderinti prie konkretaus darbo režimo.

Dažnai projektuotojų parenkama elektromagnetinė apsauga gali būti pakankama, kai variklio darbo srovė artima nominaliai. Pvz., esant ventiliatoriui, kai naudojama tik 75-85 proc. variklio galios ir dėl kokių nors priežasčių variklis perkraunamas du kartus, variklio srovė bus 1,5-1,7 nominalios srovės. Tradicinės elektromagnetinės apkrovos atjungimo laikas bus 4 min. ir dėl to gali būti sugadintas variklis ar mechanizmas EOCR elektroninė variklio apsauga gali nustatyti realią variklio srovę ir apsaugoti variklį ar mechanizmą per vartotojo nustatytą laiką, kai variklio srovė išauga 1,1-1,2 karto.

Kai kuriose EOCR elektroninėse variklių apsaugose galima įjungti minimalios srovės apsaugą. Tokiu atveju įvykus perdavimo mechanizmo gedimui (pvz., atsipalaidavus ar nutrūkus perdavimo diržui) sumažėja elektros variklio srovė iki vartotojo pasirinktos minimalios srovės, ir relė išjungia variklį. Minimalios srovės kontrolė garantuoja elektros variklio ar mechanizmo apsaugą.

Teisingas variklių apsaugų parinkimas yra labai aktualus pramonės šakose, tokiose kaip cemento gamyba, kur dažnai naudojami konvejeriai. Lentelėje pateikiama trumpa variklių gedimų analizė bei metinės remonto sąnaudos vienoje iš cemento gamyklų.

Šioje gamykloje iki 1999 m. buvo naudojamos įprastinės šiluminės variklių apsaugos, o nuo 1999 m. jos pradėtos keisti į mikroprocesorines EOCR, MCU pagrindu veikiančias apsaugas (EOCR-3DE ir FE). Iki 2000 m. pradžios buvo pakeista didžioji dalis variklių apsaugų. Po trejų metų suskaičiavus gautas puikus rezultatas. Nuo 2000 metų sąnaudos variklių remontui sumažėjo penkis kartus, gerokai sumažėjo nuostolių dėl prastovų gedimo atveju, o investicija į variklių apsaugas atsipirko mažiau nei per vienerius metus. Tai puikus pavyzdys, kaip pažangesnė technologija padėjo sumažinti gamybos nuostolius bei įrangos remonto ir aptarnavimo sąnaudas.

Autorius: Elektros Įranga, UAB