Защита силовых цепей и цепей управления электродвигателями производственных механизмов

Для защиты электродвигателей различных производственных механизмов предусматривается применение устройств, исключающих возможность работы электродвигателей при повреждениях и возникновении аварийных режимов. К таким средствам защиты относятся плавкие предохранители, электромагнитные и тепловые реле, а также автоматические выключатели.
Наиболее распространенными видами электрической защиты в системах электроприводов являются: защиты от коротких замыканий, перегрузок, работы двигателя в режиме двухфазного включения. В ряде схем применяются также защиты от понижения и исчезновения напряжения,, выполняющие функции защитных и блокировочных устройств. Выбор и применение того или иного вида защиты производится с учетом требований, предъявляемых к электроприводу, порядка обслуживания и условий работы.
Защита электродвигателей от коротких замыканий осуществляется плавкими предохранителями, максимальными токовыми реле мгновенного действия и автоматами. Предохранитель является наиболее простым и дешевым аппаратом защиты от коротких замыканий, получившим широкое
применение в схемах электроприводов. На рис. 7.2 приведены схемы включения плавких предохранителей F для защиты силовых цепей асинхронного короткозамкнутого двигателя и якорной цепи двигателя постоянного тока независимого возбуждения.
Предохранитель характеризуется номинальным напряжением, номинальным и предельно отключаемым токами. Эти параметры определяют температуру его нагрева и зависят от стабильности характеристик предохранителя.
Номинальное напряжение предохранителя должно по возможности выбираться равным номинальному напряжению, действующему в защищаемой электрической цепи. Патрон и плавкая вставка выбираются на ток, равный или несколько больший, чем номинальный длительный так защищаемой электрической цепи,  цепи предохранитель не должен отключать установку при перегрузках, которые являются эксплуатационными, например при пуске асинхронного короткозамкнутого двигателя. При этом плавкая вставка выбирается из условия
Для тяжелых условий пуска, когда длительность переходного процесса велика (10—20 с), или в повторно-кратковременном режиме при большой частоте включений номинальный ток плавкой вставки.
Для двигателей с фазным ротором номинальный ток плавкой вставки выбирают по условию, где значение. Для Двигателей повторно-кратковременного режима принимают при ПВ=25%. В случае, когда предохранитель стоит на линии, питающей несколько двигателей, плавкую вставку выбирают из условия, где /р — расчетный номинальный ток линии, питающей двигатели; /п, /ном — соответственно пусковой и номинальный токи двигателя наибольшей мощности.
Если условия пуска двигателя тяжелые или имеет место повторно-кратковременный режим работы двигателя, то в приведенной формуле следует брать коэффициент не 0,4, а 0,5—0,6.
Схема защиты группы асинхронных двигателей плавкими предохранителями F1—F6 приведена на рис. 7.3. Предохранители, расположенные последовательно по участкам цепи, должны обладать селективностью действия, т. е. при коротком замыкании в цепи должна перегорать вставка того предохранителя, который со стороны источника питания расположен ближе к месту повреждения. Это требование выполняется, если применять предохранители одного типа, которые имеют одинаковые защитные характеристики и выбраны так, что их номинальные токи отличаются один от другого не менее чем на одну ступень по шкале номинальных токов. Основной недостаток защиты предохранителями — возможность выгорания одной из вставок и работы двигателя на двух фазах, т. е. при неполнофазном включении.
В электроприводах средней и большой мощностей защиту от коротких замыканий осуществляют электромагнитными максимальными токовыми реле мгновенного действия. Токовые катушки этих реле включают в две фазы трехфазных двигателей переменного тока в установках с несколькими двигателями и в один или два провода силовой цепи двигателей постоянного тока. У асинхронных двигателей защиту третьей фазы осуществляют общим реле, но не более чем на два-три двигателя.
Катушки максимальных реле располагают до главных контактов для того, чтобы реле защищали сеть от коротких замыканий на этих контактах. Катушки реле выбирают на номинальный ток /п>мде§*/яовд> Для двигателей повторно-кратковременного режима работы принимают /ном,д при ПВ=25%. При защите цепей двигателей с короткозамкнутым ротором от коротких замыканий от уставки реле.