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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Proteção de motor trifásico. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Motores elétricos São consideradas duas variantes de um dispositivo que desconecta um motor elétrico trifásico da rede quando uma mudança na tensão de alimentação é perigosa para ele - um relé simples e outro relativamente complexo baseado em circuitos integrados. Os dispositivos reagem não apenas a um aumento ou diminuição geral da tensão da rede, mas também a um “desequilíbrio de fase” perigoso para o motor - uma mudança na tensão de apenas um deles. O problema de proteger um motor elétrico trifásico de flutuações de tensão de rede que são perigosas para ele é especialmente relevante se o motor estiver funcionando na ausência de uma pessoa que o observe constantemente (por exemplo, acionando uma bomba d'água), bem como em zonas rurais onde a qualidade das redes eléctricas deixa muito a desejar. É igualmente importante monitorar continuamente a temperatura da carcaça do motor, pois há muitos motivos pelos quais ela pode superaquecer. Os mais comuns são a sobrecarga mecânica do motor ou o travamento do seu eixo nos mancais. A maneira mais simples de proteger contra perda ou diminuição significativa de tensão em uma das fases é ilustrada pelo circuito familiar a muitos eletricistas, mostrado na Fig. 1.
O enrolamento da partida KM1 é conectado à fase (por exemplo, C) e ao neutro da rede através dos contatos normalmente abertos do relé K1.1 e K2.1. Os enrolamentos do relé estão conectados a duas outras fases. Como resultado, a perda de qualquer tensão de fase fará com que a partida KM1 desconecte o motor elétrico da rede. Os enrolamentos de partida e relé devem ser classificados para tensão CA de 220 V, 50 Hz. Se houver uma partida com enrolamento de 380 V, sua saída direita conforme diagrama é conectada não ao neutro (N), mas a um dos fios de fase (A ou B). Relés com enrolamentos projetados para tensão de 12 ... 24 V podem ser utilizados conectando-os conforme o circuito mostrado na fig. 2.
Capacitor C1 - K73-17. Sua capacidade é indicada para o relé RSC52 (passaporte RS4.523.205, resistência de enrolamento 220 Ohm). Se outro for aplicado, o capacitor é escolhido de forma (geralmente com valor nominal de 0,47 ... 1,5 μF) que a corrente necessária ao seu funcionamento flua através do enrolamento do relé. O capacitor de óxido C2, mostrado no diagrama com uma linha tracejada, é instalado somente se o relé acionado “zumbir”. A capacitância do capacitor (vários microfarads) é escolhida para ser a menor possível para eliminar o zumbido. Um diagrama de um dispositivo de proteção mais avançado é mostrado na fig. 3. Ele reage não apenas ao desvio da tensão da rede em relação ao nominal e à “inclinação” das fases, mas também é equipado com um sensor de temperatura da carcaça do motor.
Os canais de controle de tensão trifásicos são idênticos de acordo com o esquema. Portanto, consideraremos o funcionamento de apenas um deles, que controla a tensão da fase A. O circuito R1, R4, VD2, R10, R17, C4 forma uma constante proporcional a ele a partir de uma tensão de fase alternada. Este último é alimentado nas entradas de dois amplificadores operacionais do chip DA3, que servem como comparadores. Uma tensão é aplicada à entrada inversora do comparador inferior de acordo com o divisor resistivo R8R12, que define o limite de proteção quando a tensão de fase excede o valor permitido. A tensão do limite "inferior" (do divisor resistivo R7R11) é aplicada à entrada inversora do segundo comparador (superior). As saídas dos comparadores são conectadas às entradas do elemento OR-NOT DD1.1. O nível lógico na saída deste elemento é alto enquanto a tensão da fase controlada permanecer dentro dos limites definidos pelos trimmers R11 e R12. O elemento DD2.1 combina os sinais de saída dos três canais de controle. Até que nenhum deles funcione, o nível na saída deste elemento é baixo. O LED HL2 está aceso sinalizando o estado da rede trifásica. Da mesma forma que o elemento DD2.1, o elemento DD2.2 opera, mas uma de suas entradas é adicionalmente alimentada com um sinal para atuação do termorregulador. Portanto, o transistor VT1, cujo circuito base está conectado à saída do elemento DD2.2 através do circuito integrador R22C7 e do inversor DD2.3, está aberto somente se a rede estiver funcionando e a temperatura da carcaça do motor estiver abaixo do valor permitido. A bobina do relé K1 está incluída no circuito coletor do transistor VT1. Se tudo estiver em ordem, o relé K1 e o contator KM1 estão no estado ativado e o motor elétrico está conectado à rede. Em caso de emergência, o transistor será fechado e os contatos abertos do relé K1.1 desenergizarão o enrolamento da partida KM1, o que desligará o motor elétrico. O circuito R22C7 mencionado acima, atrasando a operação da proteção em 2...4 s, evita a reação a surtos de curto prazo na tensão da rede. O termistor RK1 serve como sensor de temperatura da carcaça do motor. Com a ajuda do amplificador operacional DA6, a tensão que cai no termistor é comparada com a tensão exemplar fornecida à entrada inversora do amplificador operacional a partir do divisor resistivo R9R16. Em caso de superaquecimento do motor, a resistência do termistor e a queda de tensão nele diminuem tanto que o nível lógico alto na saída do DA6 é substituído por um baixo, fazendo com que o LED HL1 se apague e o KM 1 partida desligando o motor. O comprimento dos fios que conectam o termistor RK1 ao dispositivo de proteção pode chegar a 2 ... 3 M. O capacitor C1 elimina a interferência induzida nesses fios. Se for utilizado um termistor com resistência nominal diferente da indicada no diagrama, é necessário selecionar o resistor R15 para que quando o termistor for aquecido até a temperatura de operação, a tensão na entrada inversora DA6 não caia abaixo de 2 V Com um valor mais baixo, os parâmetros do amplificador operacional KR140UD608 ligado de acordo com o diagrama acima deterioram-se visivelmente. O mesmo se aplica à tensão fornecida às entradas do amplificador operacional dos microcircuitos DA3-DA5. A unidade de potência do dispositivo de proteção consiste em um transformador abaixador T1, uma ponte de diodo VD1, um capacitor de filtro C2 e dois estabilizadores integrais - DA1 e DA2. Uma tensão de 9 V da saída do primeiro estabilizador alimenta os microcircuitos DA3-DA6, DD1, DD2. O consumo de corrente não excede 30 mA, portanto o dissipador de calor do chip DA1 não é necessário. A partir da tensão de 5 V, estabilizada pelo chip DA2, são obtidos níveis de tensão exemplares para ajuste dos limites de operação da proteção. O dispositivo é montado sobre uma placa de circuito impresso (Fig. 4) com dimensões de 80x75 mm em folha dupla-face de fibra de vidro. Nele estão localizados todos os elementos, com exceção do transformador T1, do relé K1 com o diodo VD5 conectado diretamente aos terminais e, claro, da partida KM1.
Resistores R1-R3 - MLT-0,5, os demais são constantes - C2-23 0,125 W ou MLT-0,125. Resistores trimmer R9, R11, R12 -SPZ-19a. Eles podem ser substituídos por outros pequenos. Termistor - MMT-4, ST1 ou TR-4. Capacitores de óxido - K50-35 ou similares importados. Em vez do transistor KT972A, o KT972B ou o 2SD1111 importado servirão. Os amplificadores operacionais duplos KM140UD20 podem ser substituídos por KR140UD20A, KR140UD20B, bem como LM358N, KR574UD2A ou (alterando a placa de circuito impresso) várias modificações de amplificadores operacionais únicos K140UD6, K140UD7. Substituição do estabilizador 7809 - KR142EN8A, KR142EN8G Relé K1 - empresa KR8S importada "Elesta". Também é adequado outro com tensão de operação não superior a 24 V e contatos capazes de comutar uma tensão de 380 V. Transformador T1 - qualquer um com enrolamento secundário para tensão de 18 ... 20 V, fornecendo a corrente necessária para alimentar o relé. O estabelecimento de um dispositivo de proteção se resume ao estabelecimento de limites para comparadores. Conectando temporariamente as entradas A-C, uma tensão alternada é aplicada a elas em relação ao circuito N de um autotransformador ajustável. Tendo definido 180 V aqui, meça alternadamente os valores de tensão nos capacitores C4-C6 com um voltímetro DC. Se diferirem em mais de 0,1 V, é necessário eliminar o spread selecionando os valores dos resistores R1-R3 ou R4-R6. Ao girar o motor do resistor sintonizado R11, o LED HL2 é aceso. Se isso falhar, mude a posição do controle deslizante do resistor sintonizado R12 e tente novamente. Em seguida, usando um autotransformador, a tensão é aumentada para 250 V nas entradas conectadas do dispositivo de proteção. O LED HL2 deve apagar. Ao movimentar o motor do resistor sintonizado R12, ele acende novamente. Resta garantir que o LED HL2 acenda enquanto a tensão de entrada estiver entre 180 ... 250 V e apague se estiver fora desse intervalo. Se necessário, repita o ajuste. Caso não seja possível utilizar um autotransformador, os limites de proteção podem ser ajustados aproximadamente. A tensão medida por um voltímetro de alta resistência no motor do resistor de sintonia R11 deve ser 3,16 V, e no motor R12 - 4,44 V. Os valores fornecidos são válidos se a resistência de cada um dos resistores R1-R6, R10, R13, R14, R17-R19 em precisão são iguais ao valor nominal indicado no diagrama. Antes de ajustar o canal de controle de temperatura, mova o resistor trimmer R9 para a posição esquerda de acordo com o diagrama. Como resultado, o LED HL1 deve acender. Aquecendo o termistor RK1 até a temperatura desejada, gire o controle deslizante do resistor mencionado até que o LED apague. Assim que o termistor esfriar um pouco, o LED deverá acender novamente. Se ambos os LEDs (HL1 e HL2) estiverem acesos, o relé K1 e a partida KM1 deverão funcionar. Autor: I.Korotkov, vila de Bucha, região de Kyiv, Ucrânia
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