Трифазні двигуни змінного струму, що працюють у сучасній промисловості, піддаються численним перешкодам, викликаним частковою роботою фаз або асиметрією напруги між фазами. Ці явища можуть викликати надмірний нагрів двигуна і, як наслідок, його вихід з ладу. Ще однією істотною проблемою є несанкціонована зміна послідовності фаз двигуна, що призводить до зміни напрямку його обертання та механічних пошкоджень. Щоб уникнути цього типу несправностей, використовуються датчики втрати фази та датчики послідовності фаз.
У статті ви прочитаєте про...
фактори, що призводять до пошкодження датчика змінного струму, підключеного до трифазної мережі та принцип дії та особливості датчиків втрати напруги та послідовності фаз. Ви також дізнаєтесь про особливості вимірювання фактичного значення ефективної напруги для спотворених форм сигналу. Також ми представимо ефективні рішення від бренду F&F !
Які фактори можуть спричинити пошкодження двигуна?
За статистичними даними, причиною 44% всіх несправностей асинхронних асинхронних двигунів є підвищення температури вище номінального значення, яке створюється вихровими струмами в статорі і роторі, струмом в обмотках або механічним тертям. підшипників. Постійне підвищення температури двигуна лише на 10°C вище допустимої межі може скоротити термін його служби до двох разів.
Явище несиметрії напруг живлення
Основною загрозою для двигунів змінного струму, підключених до трифазної мережі, є несиметричне струмове навантаження . Це явище призводить до протікання струмів зворотної послідовності та індукується в результаті асиметрії напруг живлення та у випадках зникнення напруги.
У разі зникнення напруги хоча б на одній фазі двигуна, що живиться від трифазної мережі, в системі напруг виникає різниця між діючими значеннями міжфазних напруг і кутовими зрушеннями цих напруг. Це зумовлює появу несиметрії між векторами напруги, які за ненормальних умов експлуатації не утворюють рівносторонній трикутник.
Незбалансована система напруги живлення призводить до численних несприятливих змін у номінальній роботі асинхронних двигунів. Прикладом може бути гальмування руху ротора струмами зворотної послідовності або надмірне збільшення теплових втрат в обмотці двигуна внаслідок асиметрії струму.
Явище втрати фази
Безумовно, найбільша загроза для асинхронних двигунів полягає в роботі принаймні на одну фазу менше, що називається втратою фази. Напівфазний режим роботи виникає у випадках зникнення напруги, викликаного повним припиненням живлення однієї з трьох фаз електромережі.
Найчастіше проблема повної втрати фази визначається несправністю контактів головного контактора або контактів фазного контактора, що зазвичай викликано надмірним збільшенням контактного опору контактора або його перегоранням. Причиною обриву фази хоча б на одній із фаз може бути перегорання одного із запобіжників захисту фази.
Втрата фази також може статися в результаті переривання живлення в проводах або обмотках трансформатора або двигуна. Якщо збій фази відбувається на стороні середньої напруги трансформатора (особливо в системі підключення Yd), струми двигуна можуть зрости на 115%, 115% і 230% від номінального значення на окремих фазах.
У свою чергу, якщо виникне обрив фази хоча б на одній фазі двигуна, то струми двох інших робочих фаз зростуть навіть більш ніж на 70% від номінального значення. Виникнення несиметрії живлення під час роботи двигуна призведе до подвоєння споживаного струму живлення (якщо двигун не зупинений), а це призведе до спалювання його ізоляції або спрацьовування захисних пристроїв.
Датчик втрати фази та датчик контролю послідовності фаз зазвичай встановлюються на монтажний затискач рейки TH-35, але датчик втрати фази також можна встановити безпосередньо на землю.
Датчики обриву фази доступні у версіях для установки в трифазні системи з нульовим проводом або без нього. Наявність нульового проводу, який підтримує даний датчик, надзвичайно корисно при роботі з генератором.
Датчики втрати фази та датчики послідовності фаз. Що про них варто знати?
Щоб уникнути порушень параметрів живлення трифазних двигунів і негайно вимкнути машини в разі втрати фази, використовуються вимірювальні та контрольні прилади, які називаються датчиками втрати фази - CZF. У свою чергу, для зниження ризику неправильної послідовності з'єднання фаз використовуються датчики втрати фази і послідовності фаз CKF.
Датчики обриву фази CZF контролюють лише рівень фазної напруги, порівнюючи його з номінальними значеннями. Датчик втрати фази не перевіряє послідовність підключення та несиметрію фаз. З цієї причини датчик втрати фази CZF в основному використовується в електричних машинах і пристроях, в яких зміна напрямку обертання не створює ризику пошкодження або виходу з ладу системи.
У свою чергу, датчик втрати фази та послідовності є більш універсальним вимірювальним приладом, який функціонує як датчик втрати фази, який контролює рівень фазних напруг і контролює послідовність підключення фаз. Завдяки цьому даний тип датчика комплексно захищає електродвигуни від асиметрії та від запуску в неправильному напрямку.
Принцип дії датчиків втрати фази
Датчики втрати фази CZF і датчики втрати фази та послідовності CKF постійно вимірюють фазну напругу. Якщо будь-який датчик втрати фази виявить неправильні параметри живлення і несиметрію напруги більше допустимої, він буде контролювати контакти контактора управління двигуном, відключаючи живлення машини і захищаючи її від руйнування.
У базових продуктах серії датчиків втрати фази (моделі CKF-B і CZF-B) немає можливості встановити значення напруги асиметрії та час спрацьовування датчика, оскільки параметри виробу «жорстко» задаються виробник - зазвичай до значення 55 В.
Серія більш вдосконалених продуктів (моделі CZF-BT і CKF-BT ) дозволяє точно регулювати асиметрію напруги і час активації, після якого живлення буде відключено.
На ринку також є типи датчиків, які не тільки функціонують як датчики втрати фази, але й реагують у разі пошкодження контакторів, що керують двигуном. Датчиком такого типу є, наприклад, модель CZF2-B , яка забезпечує можливість вимірювання параметрів мережі та контролює стан контактів контактора.
Справжнє середньоквадратичне вимірювання
Для точного контролю параметрів живлення електричних пристроїв використовуються пристрої для вимірювання фактичного значення ефективної напруги для спотворених форм сигналу. Цей тип пристрою є датчиком True RMS. Цей датчик вимірює миттєве значення напруги кожного періоду напруги живлення. Завдяки цьому датчик True RMS здатний точно перевіряти ефективне значення напруги незалежно від спотворення форми сигналу та зовнішніх перешкод, що впливають на форму синусоїди.
Датчики True RMS дозволяють вимірювати реальні середньоквадратичні значення напруги в будь-якій мережі електропостачання та можуть співпрацювати з генераторами електроенергії, які під час номінальної роботи створюють багато перешкод, які можуть порушити роботу реле без вимірювання справжніх середньоквадратичних значень.