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電動馬達是當今現代工業的支柱。它們為大多數製造過程提供所需的機械能。政府機構已對所有超過1馬力的電動馬達實施嚴格要求,必須採用某種形式的熱過載保護。面對如此多的不同選項,您應該如何為您的馬達啟動器應用選擇合適的過載繼電器呢?
要描述全電壓馬達啟動器的理想過載繼電器,您需要考慮過載繼電器的以下方面。
• 保護功能
• 診斷功能
• 整合功能
過載繼電器至少需要提供熱過載保護。這種保護形式會測量電動馬達消耗的電流,並將其應用於熱過載模型,以模擬電動馬達內部的熱含量。
有兩種類型的過載模型:I²T和雙體模型。I²T是最常見的模型,被大多數雙金屬、共晶和電子過載繼電器採用。
雙體模型會考慮電動馬達的啟動和運行特性。此模型能更準確地模擬電動馬達內部的熱含量,特別適用於大型或中壓電動馬達。
第二個最重要的保護功能是缺相保護。缺相是馬達故障的主要原因。當一相電流等於0安培時就會發生缺相,這通常是由保險絲熔斷造成的。過載保護演算法需要30分鐘或更長時間才能檢測到缺相。長期暴露於缺相狀態會對電動馬達造成損害,只有電子過載繼電器能在三秒或更短時間內檢測到缺相狀況。其他應考慮用於主動馬達和機器保護的保護功能包括接地故障電流、卡死、失速、欠載、不平衡、電壓和功率保護。大型、昂貴的馬達可從這些額外的保護功能中受益,這些功能可在過載保護演算法動作前停止電動馬達以協助防止損壞。只有電子過載繼電器能提供這些額外的保護功能。
您應該考慮的另一個設計功能是過載繼電器所提供的診斷資訊。電子過載繼電器能夠顯示或傳送資訊給控制系統或操作員。電子過載繼電器至少應該傳送熱容量利用率百分比(%TCU)和滿載安培百分比(%FLA)。這兩個診斷參數可回報電動馬達的即時熱含量與電流消耗,並可為馬達操作員提供過載可能跳脫時機的指示。當%TCU達到100%時,電子過載繼電器將強制過載跳脫。
高階電子過載繼電器可提供跳脫時間、復位時間、電流RMS、接地故障電流、電壓RMS、功率、歷史記錄及能耗等診斷資訊。這些資訊在保護昂貴或製程關鍵馬達時非常有用。這些診斷資訊可預測過載何時會跳脫,讓操作員做出關鍵的業務營運決策,並可用於向維護人員提供有用資訊,以在馬達問題意外發生時最小化維修時間。
您應該考慮的最後一個設計功能是過載繼電器所提供的整合功能。電子過載繼電器具有寬廣的電流範圍,有助於最小化保護各種馬達所需的零件號數量。有些過載繼電器可直接安裝於接觸器的負載側,有助於節省安裝時間、空間與配線。有些過載繼電器提供可拆卸端子台以縮短更換時間。有些電子過載繼電器為模組化設計,允許用戶針對特定馬達啟動器應用選擇所需的保護與整合功能。還有些過載繼電器提供機械配件,有助於減少全電壓啟動器所需的額外控制配線。
具備通訊與I/O選項的電子過載繼電器可透過幾次滑鼠點擊,輕鬆與其品牌對應的控制系統整合。這些系統將電子過載繼電器作為分散式I/O裝置,並透過通訊網路指令控制接觸器線圈。
您如何描述理想的過載繼電器?這個問題的答案實際上取決於特定的電動馬達應用。對於控制非製程關鍵操作的簡單馬達控制系統,基本的雙金屬或共晶過載繼電器即可勝任。對於控制製程關鍵操作的大型、複雜馬達控制應用,設計人員應考慮電子過載繼電器,以協助降低控制系統的複雜性並提供診斷資訊。
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已發佈 2014年10月20日