Có nhiều trường hợp minh họa cách mà các đặc tính tải của một động cơ khác với các đặc tính của một thiết bị sưởi hoặc mạch chiếu sáng. Một ví dụ như vậy là một trường hợp xảy ra vài năm trước, khi một thợ điện bảo trì được gọi đến một cơ sở chế biến thực phẩm do một sự cố ngừng sản xuất không mong đợi. Động cơ điện cung cấp năng lượng cho toàn bộ phần đóng gói (20 mã lực) đã ngắt cầu dao của nó. Sau khi đặt lại cầu dao, thợ điện đã cố gắng khởi động lại động cơ, chỉ để phát hiện rằng nó đã ngắt một lần nữa khi khởi động. Sau khi chẩn đoán vấn đề, thợ điện phát hiện rằng ai đó đã lắp đặt một thiết bị bảo vệ mạch mới (cầu dao) thay cho thiết bị bảo vệ mạch động cơ ban đầu (còn được gọi là khởi động động cơ).
Thiết bị bảo vệ mạch mới được lắp đặt là một thiết bị nhiệt từ tiêu chuẩn cầu dao với một mức dòng điện bằng với khởi động động cơ ban đầu; tuy nhiên, nó có một cài đặt ngắt từ tính quá thấp để cho phép đủ thời gian cho dòng điện khởi động bình thường của động cơ ổn định ở mức trạng thái ổn định. Mặt khác, cài đặt ngắt từ tính của thiết bị bảo vệ mạch mới được lắp đặt đã được đặt đủ cao để cung cấp một dòng điện khởi động quá mức, điều này cuối cùng đã làm hỏng động cơ (làm giảm cách điện cuộn dây), mà cuối cùng sẽ yêu cầu quấn lại động cơ với chi phí $1,200. Khi các kỹ sư và kỹ thuật viên bước vào thế giới chuyên nghiệp, họ cuối cùng phát hiện ra một trong những sự thật cơ bản của thiết kế, đó là, việc bảo vệ cho một tải động cơ phải được chọn dựa trên các đặc tính đặc trưng của động cơ, so với các đặc tính đặc trưng của một thiết bị sưởi hoặc tải chiếu sáng.
Hai Thiết Bị, Hai Chức Năng Khác Nhau
Mặc dù các thuật ngữ thiết bị bảo vệ mạch động cơ và cầu dao có thể được sử dụng thay thế cho nhau, nhưng chúng thực sự mô tả hai loại thiết bị khác nhau với thiết kế nội bộ rất khác nhau phục vụ các chức năng khác nhau trong một mạch nhánh động cơ. Một cầu dao tiêu chuẩn, thường là cầu dao mini (MCB) hoặc cầu dao vỏ đúc (MCCB), là một thiết bị đã được thiết kế để cung cấp bảo vệ đa năng cho dây và tải chung được kết nối khỏi tình trạng quá tải và ngắn mạch bằng cách cung cấp cả bảo vệ quá tải và ngắn mạch thông qua yếu tố nhiệt bimetallic và cuộn điện từ của nó, được chứa trong một đơn vị duy nhất. Ngược lại, một thiết bị bảo vệ mạch động cơ (MCP) là một thiết bị đã được thiết kế đặc biệt để chỉ cung cấp bảo vệ ngắn mạch từ tính (điện từ). Một MCP có một cài đặt ngắt tức thì có thể điều chỉnh và phải được sử dụng như một phần của bộ điều khiển động cơ kết hợp được liệt kê khi sử dụng với một công tắc và rơ le quá tải riêng biệt để cung cấp cả bảo vệ nhiệt cho động cơ và xóa ngắn mạch bởi MCP. Không thiết bị nào sẽ cung cấp chức năng của thiết bị kia, và việc sử dụng hai thiết bị không đúng cách là một cách để gặp phải loại sự cố mà nhà máy thực phẩm đã trải qua.
Tại sao một MCB tiêu chuẩn lại thất bại trong nhiệm vụ động cơ
Khi khởi động, một động cơ sẽ có dòng khởi động (hoặc dòng rotor bị khóa) có thể chạy từ 6 đến 8 lần dòng tải đầy đủ. Dòng khởi động này chỉ kéo dài trong một phần nhỏ của giây khi sử dụng khởi động trực tiếp, tuy nhiên, nó có thể kéo dài đủ lâu để vào vùng trip từ tính của một Miniature Circuit Breaker (MCB) tiêu chuẩn. Một ví dụ về MCB loại C 20-amp có ngưỡng trip tức thì từ 5 đến 10 lần định mức của nó, có nghĩa là nó có thể trip từ 100 đến 200 ampe. Dựa trên 120 ampe dòng mà một động cơ tiêu thụ khi khởi động, nó xảy ra ngay giữa ngưỡng trip của MCB. Do đó, cầu dao có thể trip trong một số lần khởi động động cơ và có thể giữ lại trong những lần khác, dựa trên 2 yếu tố: 1) điểm đóng của các tiếp điểm động cơ liên quan đến dòng (tức là điểm thực tế trong sóng điện áp khi các tiếp điểm đóng), và 2) mức độ từ tính còn lại (kích thước) trong lõi động cơ tại thời điểm đóng mạch. Sự không nhất quán này là nguyên nhân dẫn đến việc trip không mong muốn.
Thường thì, những người sửa chữa không thông thạo sẽ cố gắng khắc phục các vấn đề trip không mong muốn bằng cách điều chỉnh sang một cầu dao lớn hơn; điều này sẽ loại bỏ bảo vệ quá dòng khỏi dây, từ đó tạo ra nguy cơ cháy nổ.
Cơ chế trip từ tính của một MCP sẽ giải quyết vấn đề trip không mong muốn này bằng cách có một cài đặt trip từ tính điều chỉnh được (lên đến 13 lần tải đầy đủ của động cơ) mà không có bất kỳ yếu tố nhiệt nào sẽ trip do quá tải kéo dài; đó là công việc của rơ le quá tải. Để có cái nhìn tổng quát hơn về cách các cầu dao hoạt động trong các ứng dụng khác nhau, so sánh của chúng tôi về cầu dao so với bộ bảo vệ quá áp giải thích nơi mà bảo vệ quá dòng kết thúc và bảo vệ quá áp bắt đầu.
Bộ ba bảo vệ động cơ phối hợp
Theo tiêu chuẩn NEC và UL, một mạch nhánh động cơ hoàn chỉnh bao gồm ba thiết bị hoạt động cùng nhau (để vận hành động cơ của bạn, không chỉ đơn thuần là vận hành nó):
- Bảo vệ ngắn mạch và lỗi đất: Mục đích của bộ bảo vệ mạch động cơ hoặc MCCB (Molded Case Circuit Breaker) có định mức đặc biệt là trip khi có lỗi bolted hoặc lỗi đất và để xóa bỏ những lỗi đó trước khi dòng có thể gây hại cho dây dẫn hoặc cuộn dây động cơ. Nó được đặt trên mức dòng khởi động để ngăn chặn các trip giả.
- Bảo vệ quá tải: Rơ le quá tải bao phủ toàn bộ dòng tải của động cơ cũng như hệ số dịch vụ của nó. Điều này sẽ bảo vệ động cơ khỏi các quá tải cơ học kéo dài, mất một hoặc nhiều pha, và các điều kiện rotor bị khóa kéo dài vượt quá thời gian khởi động. Rơ le quá tải sẽ trip ở mức 115% hoặc 125% của dòng tải đầy đủ của động cơ tùy thuộc vào cách động cơ được gán nhãn (hệ số dịch vụ) và những gì được yêu cầu bởi mã.
- Điều khiển: Contactor hoạt động như một thiết bị chuyển mạch điện từ cho động cơ và bật tắt động cơ trong các điều kiện hoạt động bình thường. Contactor được định mức cho dòng tải đầy đủ và dòng rotor bị khóa của động cơ.
MCP yêu cầu rơ le quá tải cung cấp bảo vệ nhiệt, điều này được thực hiện bởi dải bimetal tích hợp trong các cầu dao điện truyền thống. Điều này được thực hiện có chủ đích để cho phép mỗi thiết bị bảo vệ được thiết kế và tối ưu hóa cụ thể cho các ứng dụng độc đáo của riêng chúng. Một MCB tiêu chuẩn cố gắng phục vụ cả hai chức năng bằng cách sử dụng một đặc tính không đổi, do đó đặt nó ra ngoài phạm vi sử dụng như một cầu dao bảo vệ động cơ, ngoại trừ với các động cơ công suất nhỏ mà dòng khởi động quá nhỏ để ảnh hưởng đến hiệu suất.
Cầu dao bảo vệ động cơ: Một lựa chọn thứ ba
Cầu dao bảo vệ động cơ (MPCBs) có các khía cạnh tròn sau đây do yêu cầu của Bộ luật Điện Canada (CEC) và Bộ luật Điện Quốc gia (NEC):
• MPCBs, thường được tìm thấy cả ở thị trường Bắc Mỹ và IEC, cung cấp bảo vệ quá tải (nhiệt) và bảo vệ ngắn mạch (từ tính) trong một thiết bị duy nhất, được phân loại theo IEC-60947-4-1 là phù hợp cho tải động cơ, và phục vụ nhiều ứng dụng như thiết bị bảo vệ động cơ duy nhất, đơn giản hóa việc đấu dây và giảm không gian lắp đặt.
• Cài đặt lỗi trực tiếp của MPCB của bạn cung cấp một phương tiện linh hoạt để bảo vệ chống lại cả dòng khởi động của động cơ, cũng như các dòng quá tải liên tục của nó.
• MCB tiêu chuẩn có thể cung cấp một cài đặt lỗi trực tiếp; tuy nhiên, nó sẽ tạo ra một điều kiện không khớp khi được sử dụng với các động cơ do vấn đề MCB được kích thước cho dòng tải đầy đủ (FLC), trong khi MPCB của bạn được kích thước cho dòng khởi động.
Khi sử dụng một thiết bị có thể đặt lại cho bảo vệ ngắn mạch và lỗi đất tại điểm ngắt động cơ, MPCB của bạn nên luôn là thiết bị được lựa chọn.
Tuy nhiên, trong bối cảnh các phương pháp được chấp nhận rộng rãi để điều khiển động cơ AC công nghiệp ở Bắc Mỹ, sự kết hợp của Contactor, Overload, và Cầu dao bảo vệ động cơ vẫn đại diện cho phương pháp phổ biến nhất để đạt được điều khiển động cơ; điều này chủ yếu là do NEC duy trì yêu cầu về thiết bị bảo vệ ngắn mạch và lỗi đất cho nhánh động cơ như một thiết bị được liệt kê (được cơ quan phê duyệt) khi được sử dụng như một thành phần riêng lẻ trong một bộ khởi động.
Quy tắc 125% và Vai trò của nó trong Bảo vệ Động cơ
Trong Bộ luật Điện Quốc gia (NEC), bảo vệ quá tải nên được kích thước không chính xác cho các động cơ có hệ số dịch vụ lớn hơn 1.15 ở không quá 125% của tải đầy đủ. Mặt khác, điều chỉnh quá tải tối đa trên rơ le quá tải của một động cơ có hệ số dịch vụ 1.0 hoặc sự gia tăng nhiệt độ 40 độ Celsius sẽ ở mức 115% của tải đầy đủ. Mục đích của bài viết này là cung cấp bảo vệ quá tải cho động cơ mà không làm rơ le quá tải ngắt dưới các điều kiện chạy bình thường, nhưng rơ le quá tải sẽ ngắt trước khi cách điện cuộn dây của động cơ đạt đến nhiệt độ sẽ rút ngắn tuổi thọ của động cơ. Quy tắc này chỉ áp dụng cho các rơ le quá tải và không điều chỉnh thiết bị ngắn mạch của động cơ. Cài đặt của một trip từ tính trên một MCP cao hơn nhiều (thường từ 700–1300% của tải đầy đủ) so với cài đặt của rơ le quá tải (125% của tải đầy đủ) theo Điều 430 của NEC. Điều 430 thiết lập lượng bảo vệ ngắn mạch tối đa cho các cầu dao ngắt tức thời có thể được sử dụng kết hợp với một rơ le quá tải có định mức 1300% của tải đầy đủ. Quy tắc 125% và cài đặt cao liên quan đến trip từ tính của MCP hỗ trợ lẫn nhau: rơ le quá tải bảo vệ chống lại thiệt hại nhiệt chậm cho động cơ, trong khi MCP bảo vệ động cơ chống lại dòng lỗi nhanh. Không giá trị nào trong số này có thể được hoán đổi giữa các thiết bị mà không làm vô hiệu hóa sự phối hợp sẽ đảm bảo rằng động cơ tiếp tục hoạt động an toàn.
Bộ Bảo Vệ Mạch Động Cơ có phải là một Bộ Ngắt Mạch không?
Khi các câu hỏi về dự án lắp đặt phát sinh, chúng yêu cầu sự phân biệt giữa các đặc điểm vật lý và chức năng tổng thể cũng như loại cấu hình và số mô hình được sử dụng cho các mục đích xác định. Về hình thức, bộ bảo vệ mạch đã được sửa đổi (MCP) có cùng vỏ và cấu hình công tắc bật/tắt như một cầu dao ngắt mạch dạng khuôn (MCC); tuy nhiên, về chức năng, MCP là một loại cầu dao ngắt mạch đã được sửa đổi để loại bỏ thiết bị bảo vệ quá tải nhiệt của nó và được thay thế bằng một thiết bị trip từ tính điều chỉnh. Mặc dù một số MCP là sản phẩm được liệt kê kép đáp ứng UL 508 (để sử dụng trong bảng điều khiển điều khiển công nghiệp) và UL 489 (để được sử dụng như một cầu dao ngắt mạch dạng khuôn), MCP sẽ thực hiện vai trò của nó như là bộ bảo vệ ngắn mạch cho mạch động cơ; tuy nhiên, chúng phải luôn được sử dụng với các rơ le quá tải và các công tắc thích hợp. Một MCP không thể được sử dụng trên các mạch động cơ trừ khi theo hướng dẫn lắp đặt của nhà sản xuất và tuân thủ mã thích hợp; có một số trường hợp đặc biệt cho phép một MCB bảo vệ một mạch động cơ nhỏ (ví dụ: một mạch động cơ nhỏ được vận hành bởi một thiết bị chạy bằng pin). Nếu bạn cần trợ giúp trong việc kích thước một cầu dao cho bất kỳ ứng dụng nào, hướng dẫn của chúng tôi về kích thước cầu dao bạn cần giải thích quy trình tính toán cho cả tải chung và tải động cơ.
Cách HUYU Hỗ Trợ Bảo Vệ Mạch Động Cơ Đúng Cách
HUYU cung cấp một loạt các thiết bị bảo vệ mạch hoàn chỉnh được sử dụng trong hệ thống điều khiển động cơ, bao gồm các cầu chì dạng khuôn cho bảo vệ mạch cấp và nhánh; các cầu chì được liệt kê UL 489 đáp ứng yêu cầu dịch vụ đầu vào và nhánh; và nhiều đặc tính ngắt để cung cấp cho các kỹ sư sự lựa chọn để phù hợp thiết bị bảo vệ với tải — chẳng hạn như các ngân hàng sưởi ấm điện trở hoặc mạch bảng chiếu sáng, hoặc động cơ có dòng khởi động cao. HUYU có các cầu chì mini để cung cấp bảo vệ mạch cho các ứng dụng Tải Chung đến các cầu chì dạng khuôn có các chỉ số ngắt và đường cong ngắt điều chỉnh được thiết kế để bảo vệ các mạch động cơ công nghiệp. Nếu bạn chọn một nhà sản xuất cung cấp tài liệu kiểm tra đầy đủ và các đặc tính ngắt được ghi nhãn rõ ràng, bạn sẽ loại bỏ sự không chắc chắn của kịch bản nhà máy chế biến thực phẩm — sự suy giảm chậm và tốn kém của một động cơ chưa bao giờ được bảo vệ đúng cách.
Câu hỏi thường gặp
Một MCP thường trông giống như một cầu dao vỏ đúc – nó vừa vặn vào một bảng điều khiển hoặc trung tâm điều khiển động cơ và nó có cùng loại công tắc bật/tắt.
Một thiết bị bảo vệ mạch động cơ (còn gọi là MCP) là một hình thức bảo vệ điện tử chống lại sự cố mạch động cơ. Một MCP khác với một cầu chì tiêu chuẩn vì nó chỉ cung cấp bảo vệ ngắn mạch thông qua từ tính — do đó nó không bao gồm một thiết bị quá tải nhiệt để bảo vệ mạch chống lại quá tải nhiệt. Nó cũng được sử dụng cùng với một rơ le quá tải riêng biệt, các tiếp điểm, và đôi khi cũng như một sản phẩm được liệt kê kép cho UL998 và UL948.
Vì lý do này, một MCP đáp ứng các yêu cầu để trở thành phương tiện ngắt kết nối và bảo vệ ngắn mạch từ một mạch động cơ khi nó được sử dụng cùng với một rơ le quá tải.
Không, “bảo vệ mạch” có nghĩa là một loạt các thiết bị điện khác nhau như cầu chì, các thiết bị bảo vệ bổ sung, và các thiết bị bảo vệ mạch động cơ; tuy nhiên, một cầu chì là một loại thiết bị điện thực sự có thể được đặt lại bởi người sử dụng và bảo vệ chống lại cả quá dòng, hoặc quá tải, và ngắn mạch. Một MCP cũng là một ví dụ về một thiết bị điện là một loại bảo vệ mạch; tuy nhiên, chức năng duy nhất mà nó thực hiện là bảo vệ khỏi ngắn mạch và nó được thiết kế chỉ để sử dụng với tải động cơ.
giải thích các thử nghiệm và chứng nhận phân biệt một cầu dao đã được liệt kê với một thành phần không được liệt kê.
Một MCB truyền thống có vị trí ngắt từ tính đã được xác định trước mà thường tương ứng với dòng khởi động của một động cơ do đó cũng gây ra ngắt không mong muốn. Ngoài ra, yếu tố nhiệt của MCB cũng không được hiệu chỉnh đúng cách để đáp ứng đường cong hư hỏng nhiệt cụ thể của từng động cơ. MCP hoặc MPCB với các giới hạn ngắt điều chỉnh của chúng loại bỏ cả hai sự không khớp này trong khi cung cấp bảo vệ đáng tin cậy khỏi các ngắt không cần thiết.
Quy tắc 125% trong điện là gì?
Theo Điều 430.32 của NEC, quy tắc 125% quy định rằng đối với các động cơ có hệ số dịch vụ lớn hơn hoặc bằng 1.15, bảo vệ quá tải phải được định mức không cao hơn 125% của dòng điện tải đầy đủ. Điều này chỉ liên quan đến các quá tải và không liên quan đến bảo vệ ngắn mạch, vì nó được thiết kế để bảo vệ động cơ khỏi quá tải nhiệt kéo dài do sử dụng trong các điều kiện hoạt động bình thường trên mức trung bình.
The → Cái sự khác biệt giữa một cầu chì tiêu chuẩn và một bộ bảo vệ mạch động cơ không chỉ đơn thuần là một kỹ thuật. Một bộ bảo vệ mạch động cơ (MCP) sẽ cung cấp nhiều năm khởi động đáng tin cậy và không gặp sự cố. Một bộ ngắt mạch tiêu chuẩn, mặt khác, sẽ hoặc là ngắt mỗi lần động cơ cố gắng khởi động hoặc sẽ âm thầm thất bại khi động cơ quá nhiệt do bảo vệ quá tải không đủ. Bằng cách cung cấp một bộ ngắt từ tính điều chỉnh kết hợp với một rơ le quá tải có kích thước phù hợp, MCP đã được xác nhận và tài liệu bởi Bộ luật Điện Quốc gia (NEC) cũng như hàng thập kỷ kỹ thuật bảo vệ động cơ chuyên dụng như là giải pháp đúng đắn để bảo vệ động cơ khỏi hư hỏng. Một bộ ngắt mạch tiêu chuẩn (MCB), trong khi hữu ích cho việc bảo vệ tải chiếu sáng và sưởi ấm, là một ứng dụng không đúng cho mục đích này. Tại HUYU, chúng tôi cung cấp tất cả các loại thiết bị bảo vệ được định mức đúng theo loại tải để đảm bảo rằng sự kết hợp đúng đắn giữa bảo vệ và tải là nền tảng của một hệ thống điện an toàn, đáng tin cậy và tuân thủ quy định.
