如何安全地控制交流電機(jī)?
在任何工業(yè)環(huán)境中,安全始終是重中之重。工廠和加工廠是高風(fēng)險(xiǎn)工作場(chǎng)所,面臨著火災(zāi)和爆炸等災(zāi)難性事件的真正危險(xiǎn)。安全控制流經(jīng)為當(dāng)今工業(yè)設(shè)施供電的多個(gè)交流電機(jī)的高水平電流是工廠安全的核心。
在任何帶有電動(dòng)機(jī)的安裝中,都可能發(fā)生不同類型的故障。其中包括:電源相間短路、電源過(guò)壓和電機(jī)過(guò)載導(dǎo)致電涌。此類故障的影響范圍從電機(jī)及其啟動(dòng)器組件的臨時(shí)關(guān)閉和損壞,到電氣火災(zāi)。為避免此類損壞-或至少限制其影響-每臺(tái)電機(jī)都應(yīng)受到以下保護(hù):
短路:通過(guò)熔斷器、磁斷路器等。
過(guò)載:通過(guò)熱或電子過(guò)載繼電器、多功能繼電器等。
在電機(jī)啟動(dòng)器中,這些保護(hù)元件與隔離開(kāi)關(guān)和控制裝置相結(jié)合。為確保它們正確執(zhí)行其功能,它們應(yīng)該相互協(xié)調(diào)。下面是關(guān)于電機(jī)啟動(dòng)器的四個(gè)基本功能的快速指南,然后解釋了確保它們?nèi)繀f(xié)調(diào)以正確協(xié)同工作的重要性。
1-斷開(kāi)和斷開(kāi):
任何電機(jī)啟動(dòng)器都必須能夠與主電源斷開(kāi)并隔離以防止重新啟動(dòng)。關(guān)閉電源和隔離的能力可以安全地對(duì)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)設(shè)備或其啟動(dòng)器組件進(jìn)行維護(hù)和維修工作。在其最基本的形式中,這可以通過(guò)電路頂部的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)來(lái)提供。但是,制造商提供了許多可以執(zhí)行此功能的設(shè)備。隔離開(kāi)關(guān)和短路保護(hù)功能(下圖)通常組合在一個(gè)設(shè)備中,例如熔斷器隔離開(kāi)關(guān)。
2-短路保護(hù):
關(guān)閉電源的挑戰(zhàn)在于它喜歡流動(dòng)。它會(huì)繼續(xù)流動(dòng),并且可以在空氣中流動(dòng)這可以在家里看到,當(dāng)你在晚上關(guān)燈時(shí)看到一點(diǎn)閃光。在家庭環(huán)境中,正常負(fù)載電流只有幾安培,但在短路故障下,可能高達(dá)幾千安培。配電板中的MCB能夠清除此故障電流。在工業(yè)環(huán)境中,一切都在規(guī)模上增加。正常負(fù)載電流可以是1000安培,而具有短路故障的預(yù)期故障電流可以超過(guò)100,000安培。這些能量水平需要正確的設(shè)備來(lái)防止破壞性爆炸和火災(zāi)。根據(jù)可能需要清除的預(yù)期故障電流選擇合適的短路保護(hù)裝置。他們檢測(cè)到短路,然后以安全的方式斷開(kāi)電源。該功能由斷路器或熔斷器提供。
3-過(guò)載保護(hù):
過(guò)載是由電機(jī)消耗的功率超過(guò)其設(shè)計(jì)使用的功率引起的,這總是因?yàn)樗灰蟊人鼞?yīng)該更努力地工作:例如,傳送帶移動(dòng)比正常物品重,或者泵堵塞。過(guò)載保護(hù)從過(guò)載中檢測(cè)過(guò)電流并打開(kāi)電路以防止電機(jī)過(guò)熱和燒毀。一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題是電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)會(huì)消耗高電流。該設(shè)備需要允許電機(jī)設(shè)計(jì)承受的短時(shí)間過(guò)載,但如果過(guò)載繼續(xù),則跳閘。這種保護(hù)由機(jī)電或電子過(guò)載繼電器與斷路器或接觸器等分?jǐn)嘌b置結(jié)合提供。它也可以集成到電子啟動(dòng)器或變速驅(qū)動(dòng)器中。
4-控制:
這是在負(fù)載下關(guān)閉和打開(kāi)電路,最常見(jiàn)的是由接觸器執(zhí)行-最早由Telemecanique(施耐德電氣的一部分)于1924年發(fā)明。接觸器具有進(jìn)行切換的主極。這些磁極通過(guò)給稱為線圈的電磁鐵通電來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉。線圈通常設(shè)計(jì)用于交流或直流電壓,并具有標(biāo)稱控制電壓。線圈過(guò)壓或欠壓會(huì)對(duì)接觸器造成破壞性后果。故障模式通常會(huì)導(dǎo)致僅關(guān)閉接觸器的燒壞線圈,但它可能會(huì)因接觸器卡住而發(fā)生故障。新型Tesys D Green接觸器的線圈可以接受交流或直流,并且對(duì)控制電壓具有廣泛的容差。