Защита от перегрузки асинхронных двигателей

Вот что на практике часто упускают: перегрузка — это не просто превышение тока, а комплекс процессов, где тепловая инерция обмоток играет против быстрой защиты.

Почему токовые реле недостаточны

Стандартные схемы с реле РТ-80 до сих пор встречаются на старых производствах, но там, где есть частые пуски или работа в запылённой среде, их инерционность приводит к постепенному ухудшению изоляции. Помню случай на лесопилке в Карелии — двигатель 11 кВт формально был защищён, но через год межвитковое замыкание. Разбирали — почернение изоляции в лобовых частях, характерное для хронического недогрева с последующим перегревом.

Современные цифровые устройства вроде SIEMENS 3RU или отечественные ЭРП-02Т позволяют учитывать тепловое состояние, но их настройка требует понимания реального режима работы. Недостаточно взять паспортные данные — нужно замерять температуру корпуса инфракрасным пирометром после нескольких рабочих циклов.

Кстати, для двигателей с вентиляторным охлаждением при снижении скорости вращения тепловой расчёт должен корректироваться — это часто забывают при подключении через частотные преобразователи.

Особенности выбора уставок

В проектах для ООО Юэцин Сутун Электрооборудование мы всегда требуем испытания на стенде с имитацией перегрузки. Их производственная база в Юэцине позволяет проводить такие тесты — это критически важно для двигателей, работающих в составе насосных станций с переменным напором.

Уставка срабатывания должна быть не просто на 10-15% выше номинала — нужно анализировать момент сопротивления механизма. Например, для конвейеров с неравномерной загрузкой лучше использовать защиту с обратно-зависимой выдержкой времени.

Ошибка, которую повторяют даже опытные монтажники — установка одинаковых уставок для двигателей разной конструкции. Асинхронные двигатели с алюминиевой обмоткой (например, серии АИР80) нагреваются быстрее чугунных аналогов — это подтверждено термографическими исследованиями на их сайте https://www.sutong.ru в разделе технической документации.

Термический износ изоляции

Замеры в полевых условиях показывают: при постоянной перегрузке в 25% срок службы изоляции класса В сокращается с 15 до 3-4 лет. Особенно критично для двигателей, работающих в помещениях с высокой влажностью — здесь даже кратковременная перегрузка ускоряет коррозию медных жил.

В архивах их компании есть отчёт по двигателю 7.5 кВт, который проработал 9 лет в нормальном режиме и всего 11 месяцев при периодической перегрузке 30% — вскрытие показало растрескивание лаковой плёнки в пазовой части.

Советую обращать внимание не только на температуру обмоток, но и на вибрацию — несбалансированный ротор увеличивает потери, что дополнительно нагревает активную сталь.

Практические решения для разных отраслей

Для насосного оборудования лучше всего зарекомендовала себя схема с датчиками температуры прямого действия (встраиваемые в обмотку). В каталоге ООО Юэцин Сутун Электрооборудование есть модификации двигателей с уже установленными термосопротивлениями — это экономит до 40% времени на монтаж защиты.

В металлообработке, где часты ударные нагрузки, добавляем контроль cos φ — его падение часто опережает рост тока. Это особенно актуально для прессов и ножниц.

На пищевых производствах с мойкой оборудования под давлением рекомендуем дополнительную защиту от токов утечки — влага в клеммной коробке может имитировать перегрузку по току из-за снижения сопротивления изоляции.

Интеграция с системами автоматизации

Современные средства защиты должны передавать данные в SCADA — например, через протокол Modbus RTU. В проектах для китайских партнёров мы используем преобразователи интерфейсов, совместимые с оборудованием из Юэцина.

Важный нюанс: при настройке тепловой модели в ПЛК нужно вводить не паспортный КПД, а фактический — он может быть на 5-7% ниже из-за старения подшипников или загрязнения вентиляционных каналов.

Для двигателей с фазным ротором защита должна контролировать не только статор, но и цепь ротора — здесь эффективны реле контроля изоляции барботерного типа.

Экономический аспект

Сравнивая стоимость простоя оборудования и цену качественной защиты, расчёт всегда в пользу последней. Простой насосной станции на очистных сооружениях обходится дороже, чем установка многофункционального реле с прогнозированием остаточного ресурса.

В технической политике ООО Юэцин Сутун Электрооборудование акцент сделан на превентивную диагностику — их двигатели поставляются с увеличенным запасом по перегрузочной способности, что даёт дополнительное время для срабатывания защиты.

На новых объектах рекомендуем сразу закладывать шкафы управления с резервированием цепей измерения — это окупается при первом же сбое питания, когда традиционные защиты могут дать ложное срабатывание.