Termistor (positor) protección de motores eléctricos

La protección de los motores eléctricos asíncronos contra el sobrecalentamiento se implementa tradicionalmente sobre la base de la protección térmica contra sobrecorriente. En la mayoría de los motores en funcionamiento se utiliza protección térmica contra sobrecorriente, que no tiene en cuenta con precisión los regímenes de temperatura de funcionamiento reales de los motores eléctricos, así como sus constantes de temperatura a lo largo del tiempo.

En la protección térmica indirecta de un motor de inducción placas bimetálicas incluir en el circuito de suministro de los devanados del estator de un motor eléctrico asíncrono, y cuando se excede la corriente máxima permitida del estator, las placas bimetálicas, cuando se calientan, apagan el suministro del estator de la fuente de alimentación.

La desventaja de este método es que la protección no responde a la temperatura de calentamiento de los devanados del estator, sino a la cantidad de calor liberado, sin tener en cuenta el tiempo de operación en la zona de sobrecarga y las condiciones reales de enfriamiento del motor de inducción. .Esto no permite aprovechar al máximo la capacidad de sobrecarga del motor eléctrico y reduce el rendimiento de los equipos que operan en modo intermitente debido a las falsas paradas.

Complejidad de la construcción relés térmicos, la confiabilidad insuficientemente alta de los sistemas de protección basados ​​​​en ellos condujo a la creación de protección térmica que responde directamente a la temperatura del objeto protegido. En este caso, los sensores de temperatura se montan en el devanado del motor.

Dispositivos de protección sensibles a la temperatura: termistores, positores

Mediante el uso de sensores de temperatura, termistores y positrones, resistencias semiconductoras que cambian su resistencia con la temperatura... Los termistores son resistencias semiconductoras con un gran TSC negativo. A medida que aumenta la temperatura, disminuye la resistencia del termistor, que se utiliza para el circuito de apagado del motor. Para aumentar la pendiente de la resistencia frente a la dependencia de la temperatura, los termistores pegados a las tres fases se conectan en paralelo (Figura 1).

Figura 1 — Dependencia de la resistencia de positores y termistores con la temperatura: a — conexión en serie de positores; b — conexión en paralelo de termistores

Los positores son resistencias no lineales con un TCK positivo. Cuando se alcanza cierta temperatura, la resistencia del positor aumenta bruscamente en varios órdenes de magnitud.

Para potenciar este efecto, se conectan en serie positores de diferentes fases. Las características de los positores se muestran en la figura.

La protección a través de los depositantes es más perfecta. Según la clase de aislamiento de los devanados del motor, se toman las posiciones de temperatura de reacción = 105, 115, 130, 145 y 160.Esta temperatura se denomina temperatura de clasificación. El posistor cambia bruscamente su resistencia a la temperatura en no más de 12 s. Cuando la resistencia de tres posistores conectados en serie no debe ser superior a 1650 ohmios, a la temperatura su resistencia debe ser de al menos 4000 ohmios.

La vida útil garantizada del positor es de 20.000 horas. Estructuralmente, el posistor es un disco con un diámetro de 3,5 mm y un espesor de 1 mm, cubierto con esmalte de silicio orgánico, que crea la resistencia a la humedad y la fuerza eléctrica necesarias del aislamiento.

Considere el circuito de protección PTC que se muestra en la Figura 2.

Figura 2 — Aparato para proteger a los depositantes con retorno manual: a — diagrama esquemático; b — diagrama de conexión al motor

Los contactos 1, 2 del circuito (Figura 2, a) están conectados a los positores montados en las tres fases del motor (Figura 2, b). Los transistores VT1, VT2 se encienden de acuerdo con el circuito de activación de Schmid y funcionan en modo clave. El relé de salida K está conectado al circuito colector del transistor de etapa final VT3, que actúa sobre el devanado de arranque.

A la temperatura normal del devanado del motor y sus positores asociados, la resistencia de estos últimos es pequeña. La resistencia entre los puntos 1-2 del circuito también es pequeña, el transistor VT1 está cerrado (basado en un pequeño potencial negativo), el transistor VT2 está abierto (alto potencial). El potencial negativo del colector del transistor VT3 es pequeño y cerrado. En este caso, la corriente en la bobina del relé K es insuficiente para su funcionamiento.

Cuando se calienta el devanado del motor, la resistencia de los positores aumenta, ya un cierto valor de esta resistencia, el potencial negativo del punto 3 alcanza el voltaje de disparo. El modo de operación del relé lo proporciona la retroalimentación del emisor (resistencia en el circuito del emisor VT1) y la retroalimentación del colector entre el colector VT2 y la base VT1. Cuando se acciona el gatillo, VT2 se cierra y VT3 se abre. El relé K se activa, cerrando los circuitos de señal y abriendo el circuito electromagnético de arranque, después de lo cual el devanado del estator se desconecta de la tensión de red.

Después de que el motor se haya enfriado, se puede arrancar después de presionar el botón «return», que devuelve el gatillo a su posición inicial.

En los motores eléctricos modernos, los soportes protectores se montan frente a los devanados del motor. En motores más antiguos, los positores pueden estar pegados a la cabeza de la bobina.

Ventajas y desventajas de la protección del termistor (positor)

La protección termosensible de los motores eléctricos es preferible en los casos en que es imposible determinar la temperatura del motor eléctrico con suficiente precisión a partir de la corriente. Esto se aplica en particular a los motores eléctricos con períodos de arranque prolongados, operaciones de encendido y apagado frecuentes (funcionamiento periódico) o motores de velocidad variable (con convertidores de frecuencia). La protección por termistor también es eficaz en caso de fuerte contaminación de los motores eléctricos o fallo del sistema de refrigeración forzada.

Las desventajas de la protección por termistores son que no todos los tipos de motores eléctricos se fabrican con termistores o positores.Esto es especialmente cierto para los motores eléctricos de producción nacional. Los termistores y los positores se pueden instalar en motores eléctricos solo en talleres estacionarios. La característica de temperatura del termistor es bastante inercial y depende en gran medida de la temperatura ambiente y de las condiciones de funcionamiento del propio motor eléctrico.

La protección por termistor requiere un bloque electrónico especial: un dispositivo de protección por termistor para motores eléctricos, un relé de sobrecarga térmico o electrónico, que contiene bloques de ajuste y ajuste, así como relés electromagnéticos de salida, que se utilizan para apagar la bobina de arranque o la liberación electromagnética.