Схема для двигателя постоянного тока с защитой

Онлайн помощник домашнего мастера

Защита электродвигателя: основные виды, схемы подключения и принцип работы. Инструкция как установить своими руками

Наверно все знают, что различные устройства работают на основе электрических двигателей. Но для чего нужна защита электродвигателей осознает лишь малая часть пользователей. Оказывается они могут сломаться в результате различных непредвиденных ситуаций.

Чтобы избежать проблем с высокими затратами на ремонт, неприятных простоев и дополнительных материальных потерь используются качественные защитные устройства. Далее разберемся в их устройстве и возможностях.

Краткое содержимое статьи:

Как создается защита для электродвигателя?

Постепенно рассмотрим основные устройства защиты электродвигателей и особенности их эксплуатации. Но сейчас расскажем об трех уровнях защиты:

  • Внешняя версия защиты для предохранения от короткого замыкания. Обычно относится к разным видам либо представлена в виде реле. Они обладают официальным статусом и обязательны к установке согласно нормам безопасности на территории РФ.
  • Внешняя версия защиты электродвигателей от перегрузки помогает предотвратить опасные повреждения либо критические сбои в процессе работы.
  • Встроенный тип защиты спасет в случае заметного перегрева. И это защитит от критических повреждений либо сбоев в процессе эксплуатации. В этом случае обязательны выключатели внешнего типа иногда применяется реле для перезагрузки.

Из-за чего отказывает электродвигатель?

В процессе эксплуатации иногда появляются непредвиденные ситуации, останавливающие работу двигателя. Из-за этого рекомендуется заранее обеспечить надежную защиту электродвигателя.

Можете ознакомиться с фото защиты электродвигателя различного типа чтобы иметь представление о том, как она выглядит.

Рассмотрим случаи отказа электродвигателей в которых с помощью защиты можно избежать серьезных повреждений:

  • Недостаточный уровень электрического снабжения;
  • Высокий уровень подачи напряжения;
  • Быстрое изменение частоты подачи тока;
  • Неправильный монтаж электродвигателя либо хранения его основных элементов;
  • Увеличение температуры и превышение допустимого значения;
  • Недостаточная подача охлаждения;
  • Повышенный уровень температуры окружающей среды;
  • Пониженный уровень атмосферного давления, если эксплуатация двигателя происходит на увеличенной высоте на основе уровня моря;
  • Увеличенная температура рабочей жидкости;
  • Недопустимая вязкость рабочей жидкости;
  • Двигатель часто выключается и включается;
  • Блокирование работы ротора;
  • Неожиданный обрыв фазы.

Чтобы защита электродвигателей от перегрузки справилась с перечисленными проблемами и смогла защитить основные элементы устройства необходимо использовать вариант на основе автоматического отключения.

Часто для этого используется плавкая версия предохранителя, поскольку она отличается простотой и способна выполнить много функций:

Читайте также:  Как снять двигатель с учета в гибдд

Версия на основе плавкого предохранительного выключателя представлена аварийным выключателем и плавким предохранителем, соединенных на основе общего корпуса. Выключатель позволяет размыкать либо замыкать сеть с помощью механического способа, а плавкий предохранитель создает качественную защиту электродвигателя на основе воздействия электрического тока. Однако выключателем пользуются в основном для процесса сервисного обслуживания, когда необходимо остановить передачу тока.

Плавкие версии предохранителей на основе быстрого срабатывания считаются отличными защитниками от коротких замыканий. Но непродолжительные перегрузки могут привести к поломке предохранителей этого вида. Из-за этого рекомендуется использовать их на основе воздействия незначительного переходного напряжения.

Плавкие предохранители на основе задержки срабатывания способны защитить от перегрузки либо различных коротких замыканий. Обычно они способны выдержать 5-краткое увеличение напряжения в течение 10-15 секунд.

Важно: Автоматические версии выключателей отличаются по уровню тока для срабатывания. Из-за этого лучше использовать выключатель способный выдержать максимальный ток в процессе короткого замыкания, появляющегося на основе данной системы.

Тепловое реле

В различных устройствах используется тепловое реле для защиты двигателя от перегрузок под воздействием тока либо перегрева рабочих элементов. Оно создается с помощью металлических пластин, обладающих различным коэффициентом расширения под воздействием тепла. Обычно его предлагают в связке с магнитными пускателями и автоматической защитой.

Автоматическая защита двигателя

Автоматы для защиты электродвигателей помогают обезопасить обмотку от появления короткого замыкания, защищают от нагрузки либо обрыва любой из фаз. Их всегда используют в качестве первого звена защиты в сети питания мотора. Потом используется магнитный пускатель, если необходимо он дополняется тепловым реле.

Каковы критерии выбора, подходящего автомата:

  • Необходимо учитывать величину рабочего тока электродвигателя;
  • Количество, использующихся обмоток;
  • Возможность автомата справляться с током в результате короткого замыкания. Обычные версии работают на уровне до 6 кА, а лучшие до 50 кА. Стоит учитывать и скорость срабатывания у селективных менее 1 секунды, нормальных меньше 0,1 секунды, быстродействующих около 0,005 секунды;
  • Размеры, поскольку большая часть автоматов можно подключать с помощью шины на основе фиксированного типа;
  • Вид расцепления цепи – обычно применяется тепловой либо электромагнитный способ.

Универсальные блоки защиты

Различные универсальные блоки защиты электродвигателей помогают уберечь двигатель с помощью отключения от напряжения либо блокированием возможности запуска.

Они срабатывают в таких случаях:

  • Проблемы с напряжением, характеризующиеся скачками в сети, обрывами фаз, нарушением чередования либо слипания фаз, перекосом фазного или линейного напряжения;
  • Механической перегруженности;
  • Отсутствие крутящего момента для вала ЭД;
  • Опасных эксплуатационной характеристике изоляции корпуса;
  • Если произошло замыкание на землю.
Читайте также:  Сколько масла заливают в двигатель т 170

Хотя защита от понижения напряжения, может быть, организована и другими способами мы рассмотрели основные из них. Теперь у вас есть представление о том зачем необходимо защищать электродвигатель, и как это осуществляется с помощью различных способов.

Источник

Регулятор скорости для двигателей постоянного тока с защитой от перегрузки

Всем здравствуйте. Как известно наиболее выгодным способом управления скоростью двигателей постоянного тока, является широтно-импульсная модуляция (ШИМ). В отличие от более простого управления путем изменения напряжения питания, двигателями можно управлять практически с нулевой скорости, и особенно на низких скоростях двигатели с ШИМ-управлением имеют значительно более высокий крутящий момент. Очень простую и универсальную схему управления небольшими двигателями постоянного тока можно увидеть на приведенной схеме.

В основе схемы, классический таймер NE555. С помощью потенциометра P1 с диодами D1, D2 и резистором R1 можно установить чередование выходного напряжения в соотношении 1:99. При частоте около 60 Гц, выходной сигнал регулируется в диапазоне от 0 до 99%. Оставшийся 1%, при этом выход выключается в каждый период, имеет особое значение, которое будет объяснено ниже. Можно просто купить регулятор которые можно посмотреть.

При проектировании схем управления двигателями постоянного тока необходимо предусмотреть защиту от короткого замыкания на выходе (или перегрузки двигателя). Чаще всего это решается путем последовательного подключения измерительного резистора к двигателю. Когда ток увеличивается выше допустимого предела, падение напряжения на резисторе также увеличивается, и соответствующая электроника ограничивает ток через переключающий элемент.

В связи с этим используется другой метод обнаружения превышения максимально допустимого тока. Предполагается, что на переходе C-E переключающего транзистора происходит падение напряжения, которое увеличивается с увеличением тока. Следовательно, если мы измеряем напряжение UCE, мы также можем определить величину протекающего по нему тока. Это измерение менее точное, чем измерение падения напряжения на резисторе, поскольку зависимость напряжения UCE от протекающего тока больше зависит от температуры перехода, но оно прекрасно подходит для необходимости установки ограничения тока.

Выход таймера NE555 (вывод 3) подается через резистор R2 и диоды D3 и D4 на переключающий транзистор T2. Резистор R4 обеспечивает безопасное и быстрое закрытие транзистора. Диод D5 защищает транзистор от наведенных скачков напряжения в двигателе, а конденсатор C4 фильтрует возможные помехи. Как уже упоминалось, схема защиты по току определяет напряжение на переходе С-E транзистора T2.

Читайте также:  Какие есть разновидности двигателей

Подстроечный резистор P2 подключен к коллектору транзистора T2, с центрального вывода которого на транзистор T1 подается напряжение. Пара транзисторов T1 и T3, по сути, представляет собой как управляющий тиристор. После срабатывания транзистора T1 и, следовательно, T3 схема остается закрытой даже после отключения напряжения переключения до тех пор, пока напряжение питания не упадет ниже определенного предела, при котором оба транзистора не закрываются.

Следовательно, если максимально установленный ток нагрузки превышается в течение одного периода, транзистор T1, а затем также T3 открываются, и управление переключающего транзистора блокируется. К концу периода переключающий транзистор останется закрытым. Поскольку существует определенное остаточное напряжение (около 1В) на транзисторах T1 и T3 даже в закрытом состоянии, диоды D3 и D4 подключены к базе T2, так что напряжение, оставшееся на T2, безопасно закрывает транзистор.

По этой причине выходной транзистор должен оставаться закрытым не менее 1% в каждый период, чтобы пара T1 и T3 снова закрылась. У этой цепи есть еще одна особенность. В открытом состоянии напряжение на коллекторе T2 настолько велико, что сразу после прихода положительного импульса на T2 пара T1, T3 и T2 не откроется немедленно, им не будет времени для открытия.

Поэтому используется вывод 7 таймера NE555. Он находится в той же фазе, что и вывод 3, но оборудован транзистором с открытым коллектором. Поскольку UCE транзистора на выходе 7 IC1 меньше, чем U BE T1, необходимого для открытия транзистора T1, он остается закрытым в течение времени, необходимого для открытия транзистора T2 и, таким образом, падения напряжения на его базе коллекторе T1. Регулятор питается от 12 В переменного тока, подключенного к клеммной колодке K2. Напряжение переменного тока выпрямляется диодным мостом D6 и фильтруется конденсатором C3.

При желании можно воспользоваться готовыми регуляторами, которые доступны в продаже к примеру можно посмотреть ниже.

Регулятор скорости для двигателя постоянного тока выполнен на двухсторонней печатной плате размером 60х35 мм. Расположение компонентов на печатной плате, а также разводка показано на рисунках ниже.

Источник