Doskonałymi elementami zabezpieczającymi silnik przed awarią są oferowane przez Relpol przekaźniki
nadzorcze serii RPN, za pomocą których możemy niezawodnie monitorować prąd, napięcie oraz
temperaturę silnika.
Automatyzacja procesów wymaga stosowania coraz większej ilości silników elektrycznych. Obecnie
stosowane są one w każdej dziedzinie życia: w systemach produkcyjnych, transporcie, w systemach
klimatyzacji i wentylacji, jak również, coraz częściej, w budynkach.
Silnik elektryczny to maszyna elektryczna zmieniająca energię elektryczną w energię mechaniczną, w
której wirnik obraca się poślizgiem w stosunku do wirującego pola magnetycznego wytworzonego przez
uzwojenie stojana. Oddziaływanie wirujących pól magnetycznych od stojana do wirnika wywołuje
powstanie momentu elektromagnetycznego działającego na wirniku, czego skutkiem jest ruch wirnika.
Ze względu na dużą konsumpcję energii elektrycznej w wielu zastosowaniach przemysłowych wymaga
się zaawansowanego sterowania i wysokiej niezawodności silników elektrycznych. Jest to bardzo ważne
w procesach, gdzie nieplanowane zatrzymanie napędu spowoduje zatrzymanie innych urządzenie o
znaczeniu strategicznym, czego skutkiem mogą być wysokie koszty naprawy lub postoju.
Dane statystyczne mówią, że najczęściej silnik ulega uszkodzeniu w przypadku:
- przeciążenia (30% uszkodzeń),
- utraty fazy i asymetrii zasilania (14% uszkodzeń).
Przeciążenia robocze silnika mają miejsca, gdy silnik jest zbyt mocno obciążony. Podstawowe parametry
świadczące o przeciążeniu silnika: to zbyt duży pobór prądu, niewystarczający moment obrotowy lub
przegrzanie. Nadmiar ciepła jest główną przyczyną awarii, która doprowadza do zużycia podzespołów
elektrycznych i mechanicznych silnika, a tym samym prowadząc do trwałego jego uszkodzenia. Z tego
powodu bardzo ważne jest, abyśmy kontrolowali, czy nasz silnik podczas pracy nie jest przeciążony.
Dla silników 3 fazowych dużym zagrożeniem jest niesymetryczne obciążenie prądowe. Powodem tego
stanu jest najczęściej asymetria napięć zasilania. Asymetria trójfazowego układu zasilnia polega na
pojawieniu się różnic między wartością skuteczną napięć międzyfazowych i przesunięciem kątowym tych
napięć. W standardowej pracy silnika każde napięcie przesunięte jest o kąt 120 stopni, w takich
warunkach wektory tych trzech napięć są równe i tworzą trójkąt równoboczny lub gwiazdę, w zależności
od podłączania silnika. Brak równowagi powoduje zbyt duży przepływ prądu w jednej lub kilku fazach, co
zwiększa temperaturę roboczą i prowadzi do uszkodzeń izolacji silnika, czego efektem będzie
unieruchomienie silnika i nieplanowany przestój maszyny.
Układy sterowania silnikami elektrycznymi są powszechnie stosowane w zakładach przemysłowych w
bardzo ważnych procesach produkcyjnych. Awaria sprzętu może spowodować duże uszkodzenia oraz
straty finansowe zarówno z powodu kosztów wymiany lub naprawy silników, jak i kosztów
spowodowanych postojem linii. Niektórych awarii można uniknąć, jeśli uda nam się dostarczyć służbom
utrzymania ruchu informacji o niepoprawnej pracy silników przed ich uszkodzeniem lub wręcz zatrzymać
silnik w sytuacji pracy dla niego niekorzystnej.
Aby chronić silnik 1-fazowy jak i inne urządzenia przed przeciążeniami, niezawodnym elementem
sterowania jest przekaźnik kontroli prądu RPN-1A..-A230, umożliwiający nadzór prądu AC w sieci 1-
fazowej w zakresie od 0,5 – 16A. Przekaźnik ten posiada 6 funkcji kontroli prądu.
Możemy kontrolować nadzór:
• wartości maksymalnej prądu (OD - OVER D),
• wartości maksymalnej prądu z pamięcią błędu (OD+L – OVER D + LATCH),
• wartości minimalnej prądu (UD – UNDER D),
• wartości minimalnej prądu z pamięcią błędu ( UD +L – UNDER D +LATCH),
• wartości maksymalnej i minimalnej prądu w funkcji okna ( WD – WIN D),
• wartości maksymalnej i minimalnej prądu w funkcji okna z funkcją pamięci błędu ( WD + L– WIN
D + LATCH).
Wykorzystując powyższe funkcję można zarówno kontrolować zbyt duży, jak i zbyt mały prąd, z
możliwością jego kontroli w zadanym oknie. Bardzo ważnym elementem układu sterowania jest
możliwość wybrania funkcji z pamięcią błędu. Dzięki temu, jeśli jest taki wymóg, silnik nie włączy się
ponownie sam, bez zgody operatora, który musi skasować błąd. W wielu przypadkach może to ochronić
zdrowie, a nawet życie operatora.
Dla układów, w których chcemy kontrolować poziom zasilania, najlepszym rozwiązaniem jest
zastosowanie przekaźnika RPN-1VFT-A400. Przekaźnikiem tym możemy monitorować zanik i kolejność
faz oraz asymetrię. Przekaźnik daje nam również możliwość ustawienia zarówno zakresu asymetrii od
zera do 80%, jak i również zakres opóźnienia do 9s. Przekaźnik, wykorzystując funkcje LOST D,
kontroluje zanik fazy.
Po podłączeniu napięcia zasilania przekaźnik sprawdzi, czy napięcie na wszystkich
fazach jest powyżej 175V. Jeśli tak, nastąpi załączenie przekaźnika wykonawczego R, który sterując
cewką stycznika załączy silnik. Jeśli napięcie na jednej z 3 faz L1,L2,L3 spadnie do wartości 175V,
przekaźnik po odmierzeniu czasu opóźnienia 4s (w przypadku przekaźnika RPN-1VFT-A400 czas ten
można zmieniać w zakresie od 0 do 9s, ze skokiem co 1s) rozłączy styk roboczy R, co spowoduje
zatrzymanie silnika i dodatkowo podłączając sygnalizator pod styk 1N/C uruchomi się alarm. Przekaźnik
ponownie załączy styk roboczy R, jeśli napięcie na danej fazie wzrośnie do 180V. Dodatkowo przekaźnik,
wykorzystując funkcję ASYM D, kontroluję asymetrię. W sytuacji asymetrii większej niż 55V przekaźnik
również odłączy silnik po takim samym czasie jak w przypadku kontroli zaniku fazy. Sprawdź jeszcze artykuł: https://laczynasnapiecie.pl/blog/czujniki-kolejnosci-faz-czujniki-napiecia.
Ostatnim elementem kontroli silnika jest jego temperatura. Wykorzystując przekaźnik RPN-1TMP-A230
możemy podłączyć do uzwojeń silnika aż 6 czujników PT100. Stwarza to możliwość kontrolowania
uzwojenia silnika z pamięcią błędu. Przy załączonym napięciu zasilania i rezystancji czujników PTC
mniejszej niż 3,6kΩ, przekaźnik wykonawczy R załączy się. Przekaźnik wykonawczy R zostanie
natomiast wyłączony, a tym samym silnik przestanie pracować, gdy rezystancja sumaryczna obwodu
przekroczy 3,6kΩ ( temperatura wzrasta).
Przekaźnik wykonawczy zostanie ponownie załączony, jeśli
rezystancja sumaryczna czujników spadnie poniżej 1,65kΩ ( układ zostanie schłodzony) i będzie
spełniony jeden z trzech poniższych warunków:
• zostanie wciśnięty przycisk TEST/RESET,
• zostanie wciśnięty zewnętrzny przycisk RESET (podłączony pomiędzy zaciski R1 i R2),
• zostanie wyłączone i ponownie załączone napięcie zasilania.
W przypadku, kiedy rezystancja czujników będzie w zakresie od 3,3 kΩ do 3,6kΩ, przekaźnik wejdzie w
tryb ostrzegawczy, o czym poinformuje czerwona pulsująca dioda na panelu czołowym. Jeśli czerwona
dioda LED świeci się w trybie ciągłym, informuje o awarii silnika i odłączeniu przekaźnika
wykonawczego R, co jest również widoczne w postaci braku świecenia żółtej diody LED.
Podczas poprawnej pracy silnika świecą się zarówno zielona dioda LED mówiąca o poprawnym
zasilaniu przekaźnika, jak również żółta dioda LED informująca o załączeniu przekaźnika
wykonawczego R.
Również w przypadku zwarcia czujników, kiedy ich rezystancja spadnie poniżej 10Ω, przekaźnik
wykonawczy R zostanie rozłączony, co spowoduje zatrzymanie silnika.
Podsumowując powyższe widać, że wykorzystując przekaźniki nadzorcze Relpol serii RPN można w
prosty sposób kontrolować pracę silników, aby zapewnić im bezpieczną pracę oraz zniwelować
możliwość wystąpienia nagłej awarii i zatrzymania procesu produkcji.
Należy również pamiętać, że możliwości zastosowania przekaźników nadzorczych serii RPN, które
produkuje Relpol SA jest wiele, co widać na poniższych przykładach:
• Zużycie energii przez silnik,
• Kontrola instalacji oświetleniowych i grzewczych,
• Sytuacje przeciążenia wyciągarek i urządzeń transportowych,
• Kontrola urządzeń unieruchamiania i wyłączników krańcowych ,
• Kontrola urządzeń wentylacyjnych,
• Kontrola zasilania maszyn i urządzeń,
• Ochrona przed uszkodzeniem odbiorników w niestabilnych sieciach zasilania,
• Kontrola kierunków obrotów silników,
• Ochrona silników w sieciach 3 fazowych,
• Kontrola temperatury uzwojeń silników,
• Ochrona silników przed przeciążeniem termicznym.
Filary
Bibik
Lesisz
Stempniewicz
Prowadzimy dla Was Strefę Porad
Chętnie odpowiemy na twoje pytanie - skontaktuj się z nami.