Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Выбор автомата для электродвигателя: Автомат защиты электродвигателя — как правильно подобрать?

Содержание

Автомат защиты электродвигателя — как правильно подобрать?

При подборе автоматических выключателей, способных защитить электрические моторы от повреждения в результате КЗ или чрезмерно высоких нагрузок, необходимо учитывать большую величину пускового тока, нередко превышающую номинал в 5-7 раз. Наиболее мощным стартовым перегрузкам подвержены асинхронные силовые агрегаты, обладающие короткозамкнутым ротором. Поскольку это оборудование широко применяется для работы в производственных и бытовых условиях, то вопрос защиты как самого устройства, так и питающего кабеля очень актуален. В этой статье речь пойдет о том, как правильно рассчитать и выбрать автомат защиты электродвигателя.

Задачи устройств для защиты электродвигателей

Бытовую электротехнику от пусковых токов большой величины в сетях обычно защищают с помощью трехфазных автоматических выключателей, срабатывающих через некоторое время после того, как величина тока превысит номинальную. Таким образом, вал мотора успевает раскрутиться до нужной скорости вращения, после чего сила потока электронов снижается.

Но защитные устройства, используемые в быту, не имеют точной настройки. Поэтому выбор автоматического выключателя, позволяющего защитить асинхронный двигатель от перегрузок и сверхтоков короткого замыкания, более сложен.

Современные автоматы для защиты двигателя нередко устанавливаются в общем корпусе с пускателями (так называются коммутационные устройства запуска мотора). Они предназначены для выполнения следующих задач:

  • Защита устройства от сверхтока, возникшего внутри мотора или в цепи подачи электропитания.
  • Предохранение силового агрегата от обрыва фазного проводника, а также дисбаланса фаз.
  • Обеспечение временной выдержки, которая необходима для того, чтобы мотор, вынужденно остановившийся в результате перегрева, успел охладиться.

Управляющая и защитная автоматика для двигателя на видео:

  • Отключение установки, если нагрузка перестала подаваться на вал.
  • Защита силового агрегата от долгих перегрузок.
  • Защита электромотора от перегрева (для выполнения этой функции внутри установки или на ее корпусе монтируются дополнительные температурные датчики).
  • Индикация рабочих режимов, а также оповещение об аварийных состояниях.

Необходимо также учитывать, что автомат для защиты электродвигателя должен быть совместим с контрольными и управляющими механизмами.

Расчет автомата для электродвигателя

Еще недавно для защиты электрических моторов использовалась следующая схема: внутри пускателя устанавливался тепловой регулятор, подключенный последовательно с контактором. Этот механизм работал таким образом. Когда через реле в течение длительного времени проходил ток большой величины, происходил нагрев установленной в нем биметаллической пластины, которая, изгибаясь, прерывала контакторную цепь. Если превышение установленной нагрузки было кратковременным (как бывает при запуске двигателя), пластинка не успевала нагреться и вызвать срабатывание автомата.

Внутреннее устройство автомата защиты двигателя на видео:

Главным минусом такой схемы было то, что она не спасала агрегат от скачков напряжения, а также дисбаланса фаз. Сейчас защита электрических силовых установок обеспечивается более точными и современными устройствами, о которых мы поговорим чуть позже. А теперь перейдем к вопросу о том, как производится расчет автомата, который нужно установить в цепь электромотора.

Чтобы подобрать защитный автоматический выключатель для электроустановки, необходимо знать его времятоковую характеристику, а также категорию. Времятоковая характеристика от номинального тока, на который рассчитан АВ, не зависит.

Чтобы автоматический выключатель не срабатывал каждый раз при запуске мотора, величина пускового тока не должна быть больше той, которая вызывает моментальное срабатывание аппарата (отсечка). Соотношение тока запуска и номинала прописывается в паспорте оборудования, максимально допустимое – 7/1.

Производя расчет автомата практически, следует использовать коэффициент надежности, обозначаемый символом Kн. Если номинальный ток устройства не превышает 100А, то величина Kн составляет 1,4; для больших значений она равна 1,25. Исходя из этого, значение тока отсечки определяется по формуле Iотс ≥ K

н х Iпуск. Автоматический выключатель выбираем в соответствии с рассчитанными параметрами.

Еще одна величина, которую необходимо учитывать при подборе, когда автомат монтируется в электрощитке или специальном шкафу – температурный коэффициент (Кт). Это значение составляет 0,85, и номинальный ток защитного устройства при подборе следует умножать на него (Inт).

Современные устройства электрозащиты силовых агрегатов

Большой популярностью пользуются модульные мотор-автоматы, представляющие собой универсальные устройства, которые успешно справляются со всеми функциями, описанными выше.

Кроме этого, с их помощью можно производить регулировку параметров отключения с высокой точностью.

Современные мотор-автоматы представлены множеством разновидностей, отличающихся друг от друга по внешнему виду, характеристикам и способу управления. Как и при подборе обычного аппарата, нужно знать величину пускового, а также номинального тока. Кроме этого, надо определиться, какие функции должно выполнять защитное устройство. Произведя нужные расчеты, можно покупать мотор-автомат. Цена этих устройств напрямую зависит от их возможностей и мощности электрического мотора.

Особенности защиты электрических двигателей в производственных условиях

Нередко при включении устройств, мощность которых превышает 100 кВт, напряжение в общей сети падает ниже минимального. При этом отключения рабочих силовых агрегатов не происходит, но количество их оборотов снижается. Когда напряжение восстанавливается до нормального уровня, мотор начинает заново набирать обороты. При этом его работа происходит в режиме перегрузки. Это называется самозапуском.

Самозапуск иногда становится причиной ложного срабатывания АВ. Это может произойти, когда до временного падения напряжения установка в течение длительного времени работала в обычном режиме, и биметаллическая пластина успела прогреться. В этом случае тепловой расцепитель иногда срабатывает раньше, чем напряжение нормализуется. Пример падения напряжения в электросети автомобиля на следующем видео:

Чтобы предотвратить отключение мощных заводских электромоторов при самозапуске, используется релейная защита, при которой в общую сеть включаются токовые трансформаторы. К их вторичным обмоткам подключаются защитные реле. Эти системы подбираются методом сложных расчетов. Приводить здесь мы их не будем, поскольку на производстве эту задачу выполняют штатные энергетики.

Заключение

В этом материале мы подробно осветили тему защитных устройств для электрических двигателей, и разобрались с тем, как подобрать автомат для электромотора и какие параметры при этом должны быть учтены.

Наши читатели могли убедиться, что расчеты, которые производятся при этом, совсем несложны, а значит, подобрать аппарат для сети, в которую включен не слишком мощный силовой агрегат, вполне можно самостоятельно.

Как подобрать автоматический выключатель для двигателя

Правильный подбор автоматического выключателя для защити электродвигателя имеет огромное значение для оборудования. Надежность работы, защита двигателя от аварийных режимов работы и проводки  напрямую зависит от подбора автоматического выключателя.

В этой статье наведем условия выбора автоматического выключателя для защиты электродвигателя. Для того чтобы выбрать автоматический выключатель необходимо знать:

— номинальный ток двигателя;

— кратность пускового тока к номинальному;

— максимально допустимый ток электропроводки.

Номинальный ток двигателя – это ток который имеет электродвигатель во время работы при номинальной мощности. Он указывается  на паспорте электродвигателе или берется с таблиц паспортных данных электродвигателей.

Кратность пускового тока к номинальному – это соотношение пускового ток который возникает в электродвигателе во время пуска к номинальному. Он тоже указывается на паспорте электродвигателя или в таблицах электродвигателей.

Максимально допустимый ток электропроводки – это допустимый ток, который может проходить по проводу, кабеля, что подключен к электродвигателю.

Условия для правильного выбора автоматического выключателя для защиты электродвигателя:

— номинальный ток автоматического выключателя должен бить больше или равен номинальному току электродвигателя.  Например: ток электродвигателя АИР112М4У2 Ін. дв. =11,4А выбираем автоматический выключатель ВА51Г2534 на номинальный ток І

н. = 25А и ток расцепителя Ін..рас. = 12.5А.

После этого проверим автоматический выключатель на не срабатывания при пуске электродвигателя используя  условие :

Iу.е.>kзап. · kр.у ·kр.п. ·Iн.дв ·kі

где Kзап . — коэффициент запаса, который учитывает колебания напряжения, Kзап . = 1,1 ;

kр.у — коэффициент, который  учитывает неточность вставки по току срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя , Kр.у = 1,2 ;

kр.п. — коэффициент, который учитывает возможное отклонение пускового тока от его номинального, kр.п. = 1,2 ;

K і — каталожная кратность пускового тока электродвигателя;

Iн.дв — номинальный ток двигателя , А.

Iу.е = 14 · Iн.рос = 14 · 12,5 = 175А

З таблицы электродвигателей находим K і  = 7,0 для электродвигателя АИР112М4У2.

Подставляем в условие и определяем

175А > 1,1·1,2·1,2·7,0·11,4

175А > 126,4А

Условие выполнилось, следовательно,  автоматический выключатель не сработает при запуске двигателя.

— номинальный ток автоматического выключателя должен быть меньше предельно допустимого тока кабеля которым питается электродвигатель. Например: подключение сделано кабелем АВРГ (3х2,5) который имеет допустимый   ток Iдоп =27А. Для водного автомата для защиты электродвигателя условие выполняется потому, что Iдоп =27А > Ін. = 25А .

В этой статье вы узнали как правильно, используя условия выбора правильно подобрать автоматический выключатель для защиты электродвигателя.

Очень интересные публикации по этой теме:

Автоматы защиты двигателей | Electric-Blogger.ru

2021-02-13 Промышленное  

Автоматы защиты двигателей, или по другому мотор-автоматы, предназначены в первую очередь для защиты электродвигателей от перегрева и последствий короткого замыкания, а также могут использоваться в качестве основного или аварийного выключателя. То есть по сути они совмещают в одном корпусе два устройства — автоматический выключатель и  тепловое реле.

Ранее, до того как стали повсеместно применяться мотор-автоматы, для защиты двигателей использовались тепловые реле в паре с контактором.

По такой схеме тепловое реле, при превышении двигателем потребляемого тока нагрузки, размыкает цепь катушки контактора, отключая его силовые контакты и таким образом защищая двигатель. Схема рабочая, проверенная, но не лишенная недостатков. В первую очередь к ним стоит отнести неспособность тепловых реле защитить от КЗ, поэтому необходимо дополнительно использовать автоматические выключатели. Да и габариты такой конструкции из контактора и теплового реле получаются достаточно большими.

Поэтому с появлением автоматов защиты двигателей, тепловые реле стали отходить на второй план и на данный момент, их применение довольно ограничено.

Стоит сразу сказать, что по своим характеристикам, автоматы защиты двигателей несколько отличаются от обычных автоматических выключателей. В первую очередь тем, что:

  1. Учитываются время-токовые характеристики. При запуске двигателя пусковой ток может значительно превышать номинальный ток двигателя. Если точнее, то пусковой ток можно рассчитать, зная номинальный ток двигателя и величину кратности пускового тока Кп ( коэффициент кратности пускового тока к номинальному значению — Iпуск/Iном). Данная характеристика указывается в технических характеристиках, на шильде двигателя она отсутствует. I пуск = Iн х Кп. Например, при номинальном токе двигателя 20 А и кратности пускового тока 6, пусковой ток будет составлять 120 А. При таком токе обычный автоматический выключатель с время-токовой характеристикой B (ток отключения электромагнитной защиты от 3·In до 5·In, где In — номинальный ток) или С (от 5·In до 10·In) может отключится по электромагнитной защите. Автоматы защиты двигателей имеют уставку срабатывания электромагнитного расцепителя в зависимости от номинала, составляющую от 7,5 до 17,5 In.
  2. Все мотор-автоматы имеют температурную компенсацию (примерно от -25 до +60 °C) для того, чтобы исключить влияние внешней температуры на работу автомата, так как при изменении окружающей температуры может изменятся уставка теплового расцепителя, что может в свою очередь привести к ложным срабатываниям.
  3. Предельная отключающая способность (максимальный ток КЗ, при котором аппарат способен отключить нагрузку) автоматов защиты двигателя значительно выше (25-100кА), чем у стандартных автоматических выключателей — 4,5 — 6кА.
  4. Регулируемая настройка теплового расцепителя, в зависимости от номинала двигателя.

Принцип работы автомата защиты двигателей

Электромагнитный расцепитель выполнен в виде катушки соленоида, внутри которой расположен стальной сердечник с возвратной пружиной. Под действием электрического тока короткого замыкания сердечник втягивается в катушку, преодолевая сопротивление пружины и воздействует на механизм расцепления, в следствии чего контакты размыкаются.

Принцип работы тепловых расцепителей автомата такой же, как у тепловых реле. Имеется биметаллическая пластина, состоящая из двух пластин, которые сделаны из материалов с разными коэффициентами теплового расширения. Под воздействием высокой температуры, возникающей в следствии прохождения тока, превышающего номинальный, пластина начинает изгибаться, давить на механизм расцепителя и под действием пружины происходит размыкание контактов, тем самым обесточивается цепь.

Сразу после срабатывания защиты, вновь включить автомат не получится, таким образом обеспечивается выдержка времени для охлаждения двигателя после его аварийного останова.

Уставка срабатывания  задается при помощи поворотного регулятора на лицевой части.

Необходимый ток уставки выставляется вращением регулятора до совмещения нужного значения тока на шкале с риской на корпусе.

Схема подключения автомата защиты двигателей

Автоматический выключатель следует устанавливать перед другими аппаратами в цепи. Это позволяет защитить не только сам двигатель, но и например, контактор от повреждения в случае перегрузки или короткого замыкания. Также, как и в случае автоматических выключателей, автомат защиты двигателей можно дополнительно оснастить вспомогательными контактами (контакты состояния, аварийный контакт), которые можно задействовать, например, для индикации состояния.

В случае подключения трехфазной нагрузки схема подключения  стандартная и не вызывает вопросов, а вот в случае однофазной нагрузки (стоит отметить, что все мотор автоматы выпускаются только в трехполюсном исполнении), иногда встречаюсь с подключением, когда просто задействуют один силовой контакт автомата защиты. Но такое подключение неправильное, необходимо, как на рисунке ниже слева, задействовать все три контакта.

Кстати, обратите внимание, что автомат защиты двигателя имеет свое условно-графическое обозначение в схемах, отличающееся от обозначения обычных автоматических выключателей. А вот буквенное обозначение у них идентично.

Основные функции защиты

  • Защита от токов короткого замыкания в цепи питания или внутри электродвигателя;
  • Защита от длительных перегрузок, связанных с превышением механической нагрузки на валу двигателя;
  • Защита от асимметрии фаз и обрыва фазного провода;
  • Тепловая защита от перегрева двигателя;
  • Обеспечение выдержки времени для охлаждения двигателя после его аварийной остановки после перегрева;
  • Индикация режимов работы и аварийных состояний;

Выбор автомата защиты

В случае прямого запуска, когда двигатель включается в работу с помощью мотор-автомата и контактора, необходимо в первую очередь знать его мощность. Эту информацию можно найти либо в технических характеристиках на двигатель, либо в паспортных данных, которые указаны на шильде.

Следующим шагом подбираем автомат, исходя из номинальной мощности двигателя. У различных фирм-производителей можно найти таблицы характеристик, где указаны номинальный рабочий ток и диапазон регулировки автоматов защиты в зависимости от мощности двигателя. В частности, на рисунке ниже приведена таблица соответствия автоматов защиты двигателей компании Allen Bradley.

И последним этапом выставляем необходимый ток отключения при помощи регулятора диапазона. Обычно указывается, что он должен быть больше или равен номинальному току электродвигателя. Но желательно, чтобы ток срабатывания защиты превышал на 10-20% номинальный ток двигателя.

То есть в случае, если номинальный ток двигателя составляет например 10 А, умножаем это значение на 1,1. Получаем 11 А. Это значение тока и выставляем регулятором.

И еще хотел сказать пару слов о конструктивном исполнении мотор автоматов. В первую очередь следует отметить, что по способу управления существует два типа автоматов — кнопочные и с поворотным выключателем. Также клеммы могут быть либо винтовые, либо с пружинным контактом ( применяются для двигателей, мощностью до 2 кВт). Можно еще отметить наличие кнопки Тест на лицевой стороне корпуса, позволяющей имитировать срабатывание защиты автомата для проверки его работоспособности.

И в заключении хотел отметить, что эксплуатация двигателей без защитных устройств часто приводит к их выходу из строя, в следствии перегрузки, обрыва фазы, скачков напряжения и т.д. А это в свою очередь приводит к финансовым затратам, простою оборудования. Поэтому автоматы защиты двигателей являются необходимым элементом и не стоит на них экономить, тем более, что цены на них на данный момент вполне приемлемые.

Автомат для асинхронных электродвигателей 4квт. Как правильно подобрать автоматический включатель для электродвигателя и другого электротехнического оборудования

Автоматический выключатель для электродвигателя это механическое устройство, которое выполняет функцию включения, выключения и защиты напряжения тока в сети. Автомат не допускает перегревания обмоток и линий, впоследствии перебоя или большой нагрузки тока. Автоматические выключатели довольно успешно заменили привычные пробки, т.к. они гораздо удобнее и надёжнее, а также долговечнее. Дома чаще всего используются модульные автовыключатели. Они и аккуратны и преимущественно компактнее пробок, так же они очень легко и быстро устанавливаются.

Итак, первый способ это рассчитать общую мощность устройств, которые будут запитаны от этого выключателя. Рассчитываем, что за приборы (телевизор, холодильник, компьютер, стиральная машинка и т.д.) будут подключены в данную цепь электротока, складываем мощность всех этих приборов и на основе этого вычисляем ток розеточной группы. При таких расчетах следует учитывать, сколько фаз в вашем раставшем электродвигателе. Например, в трехфазном, с мощностью в 4 кВт, 4 ∙ 3 = 12А, значит 12А – это сила рабочего тока. Значит, к такому электродвигателю подойдет автомат на 16А.

Второй способ рассчитать максимальную мощность приборов подключенных к автомату, это подсчитать суммарную мощность через паспорта каждого прибора. На паспортах приборов указана мощность, вот суммируем ее и определяем общую мощность. Как пример, 2кВт + 600Вт + 2100Вт = 4700Вт. Теперь просто подставляем значение в общепринятую формулу: I=W/U, где I – это мощность, W – вольтаж и U – ток в сети; I= 4700 делим на 220, вот и получаем 21,36А. Но не забываем, что стиральные машины и некоторые другие приборы имеют свои моторы, и у них есть так называемый пусковой ток, который при запуске намного больше, чем указана мощность прибора. Но производители автоматов это прекрасно знают и поэтому на выключателях есть уставка по току.


Подобрать автомат не так уж и сложно, руководствуясь следующими правилами:

  • Главная характеристика для автоматов это номинальный ток, измеряющийся в Амперах. Диапазон от 6 до 100А.
  • Кратковременное значение тока, при котором автомат не будет срабатывать. Это, по-простому, скачки тока к которым чувствителен выключатель. Приборы выключения относят к трём номиналам: «В», «С», «D». Самый слабый к скачкам номинал «В».
  • Описания включателя должны быть отражены на шильдике автомата.
  • Выключатели делят по фазам.
  • Советуют подбирать для быта сразу несколько выключателей номинала «С». Один ставить на входящий ток, остальные отдельно друг от друга по ходу тока и присоединения приборов.

Существует множество разновидностей двигателей мощностью 15 кВт ток, но все они имеют различные характеристики. Рассмотрим примеры таких двигателей.

Самыми распространёнными являются вот такие образцы движков:

  • Электродвигатель асинхронный 4АМ160S4 15/1460 380-660В;
  • Электродвигатель 15 квт 1500 об мин;
  • Электродвигатель 15кВт на 3000 об мин АИР160S2 и 15 кВт на 1500 АИР160S4;
  • Электродвигатель АИР160S2 15,0 кВт 3000 об АИР 160 S2;
  • Электродвигатель 15кВт 1000 об мин АИР160M6.


Всех объединяет две характеристики, это мощность на 15 кВт и трёхфазность, и тип двигателя – асинхронный и конечно наличие контактора. Остальные характеристики, такие как частота вращения, тип ротора и марка все отличаются. Электродвигатели такого типа предназначены для выполнения работ от сети с переменным током частоты 50 Гц и производятся на такие номинальные напряжения:

  • 220 В;
  • 380 В/220 В;
  • 380 В;
  • 660 В;
  • 380 В/660 В.


Еще варианты подбора и информации об автоматах для электродвигателей смотрите в видео на соседней вкладке.

В электроустановках напряжением 0,4 кВ основными защитами оборудования и линий от всех видов повреждений являются токовая отсечка (ТО) и максимальная токовая защита (МТЗ) . ТО защищает сети от токов коротких замыканий (КЗ) , срабатывание такой защиты выполняется без выдержки времени, а пороговое значение тока срабатывания находится в пределах 10-12 Iн.

МТЗ иначе называется защитой от перегрузок и не допускает перегрева обмоток оборудования и линий, вследствие протекания недопустимого тока нагрузки. Выдержка времени задается в зависимости от величины перегруза.

Защиту электродвигателей (как и большинство других электроприемников) от коротких замыканий и токовых перегрузок выполняют с помощью автоматических выключателей. Наиболее распространенные отечественные серии автоматов: А3100, А3700, ВА, АЕ, “Электрон”, “АВМ”.

Защитные характеристики автоматов . При выборе выключателей очень важную роль играет его защитная характеристика, зависящая от типа расцепителя и определяющая время его срабатывания. Автоматы различаются по следующим защитным характеристикам:

· с независимой характеристикой отключения — имеют электродинамический или полупроводниковый расцепитель, работающий в зоне токов КЗ без выдержки времени;

· с зависимой защитной характеристикой. Выполняются только с тепловым расцепителем в виде биметаллических пластин. Чем больше ток, тем меньше времени затрачивается на нагрев биметалла, и соответственно, быстрей отключается расцепитель. Аппараты, имеющие такую характеристику, используются редко, из-за ограниченных возможностей защиты.

· ограниченно-зависимая защитная характеристика автоматов — подразумевает использование комбинированного типа расцепителя. При небольших уровнях токов КЗ работает тепловой расцепитель, при значительно больших токах — электродинамический. У выключателей серии АВМ электродинамический расцепитель имеет две ступени срабатывания, поэтому тепловой не применяется. Ограниченно-зависимой характеристики добиваются также применением полупроводниковых расцепителей.

· трехступенчатая защитная характеристика — выполняется на базе полупроводниковых расцепителей типа РМТ , БПР , РП . Такими расцепителями оборудуются выключатели серии А3700, ВА, “Электрон”.

Особенность выбора уставок токовой отсечки двигателей состоит в отстройке защиты от пусковых токов. Так, запуск или самозапуск асинхронных электродвигателей может сопровождаться возрастанием тока в 6-7 раз. Кроме того, пусковой ток содержит периодическую и апериодическую составляющие.

Следует учитывать, что выключатели серии А3100, А3700, ВА, АП-50 и АЕ-20 не имеющие полупроводниковых расцепителей, реагируют на апериодическую составляющую и могут производить ложные срабатывания. Массивный якорь АВМ также может срабатывать при кратковременном броске апериодического тока, что приводит к ложному отключению.

Отстройка автоматов от пусковых токов определяется выражением:

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspIо ≥ kн Iпуск;

— ток срабатывания отсечки;
Iпуск — пусковой ток, каталожное значение;
— коэффициент надежности отстройки отсеки от пусковых токов: для выключателей с полупроводниковым расцепителем равен 1,5-2,2, для электромагнитного расцепителя 1,8-2,1.

Коэффициент чувствительности для токовой отсечки, при однофазных и двухфазных КЗ должен находиться в пределах:

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspkч ≥ I(2)кR/ Iо ≥ 1,1kp;
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspkч ≥ I(1)кR/ Iо ≥ 1,1kp;

I(2)кR и I(1)кR — соответственно, минимальный ток двух- и однофазного замыкания на зажимах двигателя. Приближенно 1,1kp принимают равным 1,4-1,5.

Выбор уставки МТЗ определяется выражением:

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspIмтз ≥ kн Iн. дв./kв;

— коэффициент возврата, характеризующий значение тока, при котором защита переходит в несработанное состояние.

Защита считается выбранной верно если:

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbspIмтз = (1,2-1,4) Iн.дв;

Ограниченно зависимые защитные характеристики выключателей А3134, А3144, АВМ и “Электрон” не позволяют выбрать ток уставки МТЗ удовлетворяющий вышеприведенному выражению, поэтому их применяют как резервные защиты от перегруза, основную функцию защиты от перегруза в этом случае выполняют тепловые реле.

Наиболее подходящими автоматами для защит электродвигателей от перегруза являются автоматы серии А3700 и ВА, оснащенные полупроводниковыми расцепителями. Время срабатывания МТЗ подбирается таким образом, чтобы не произошло излишнего отключения цепи, при пуске или самозапуске двигателя:

&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp&nbsptмтз ≥ (1,5-2) tпуск;

Легким считается пуск двигателя длительностью 0,5-2 сек, тяжелым пуском называется процесс длительностью 5-10 сек. Автоматические выключателя типа А3700, ВА, “Электрон” с полупроводниковыми расцепителями позволяют регулировать время срабатывания МТЗ .

. Зарубежные производители для защиты электродвигателей от ненормальных режимов предлагают специальные мотор-автоматы, которые могут работать автономно и в блоке с магнитным пускателем. Выполняя функции защиты электрических машин, такие автоматы имеют ряд отличий от простых отечественных аппаратов:

· выпускаются только в трехфазном исполнении;
· имеют повышенную элктродинамическую стойкость, до 100 кА;
· тепловой расцепитель позволяет выполнить точную подстройку под каждый двигатель;
· номинальный ток электромагнитного расцепителя 12-14 Iн, что позволяет настроить защиту, с учетом пусковых токов двигателей;
— модульная конструкция автоматов позволяет расширять функции защиты, применяя дополнительные блоки.

Наиболее широкое применение, мотор-автоматы получили в приводах с двигателями мощностью до 12,5 кВт при напряжении 380В. Изделия концерна АВВ типа MS225 с номинальным током 25 А, регулируемым расцепителем от 0,1 до 25А имеют электродинамическую стойкость 50 кА.

MS116 — мотор-автоматы открытого типа не имеющие дополнительного оборудования, номинальный ток 16А, электродинамическая стойкость 10 кА. MS450 и MS495 аналогичны MS225 но рассчитаны на ток до 100 А.

Мотор-автоматы компании «SCHNEIDER ELECTRIC» марки GV оснащены термомагнитным расцепителем. Магнитный расцепитель имеет фиксированную уставку 13 Iн, служит для защиты от КЗ . Тепловой расцепитель может быть отрегулирован с помощью специальных дисков, расположенных на лицевой поверхности аппарата, также имеется устройство компенсации температуры окружающей среды.

Аппараты этой марки могут быть укомплектованы расцепителями минимального напряжения. Такое устройство позволяет предупредить несанкционированный самозапуск оборудования, после посадки напряжения. Мотор-автоматы марки GV рассчитаны на токи от 1,5 до 22,5 А.


Особенностью защиты электродвигателя от перегрузок и короткого замыкания является повышенный пусковой ток, который может в семь раз превышать номинальное значение. Самые сильные перегрузки на старте свойственны асинхронным двигателям с короткозамкнутым ротором, которые наиболее используемые в быту и на производстве, поэтому правильная их защита, а также предохранение электропроводки цепей питания электродвигателей являются особенно актуальными.

В бытовой электротехнике проблема с большими стартовыми токами электродвигателей решена при помощи автоматических выключателей, у которых отключение (отсечка) происходит не сразу после превышения номинального тока, а спустя некоторое время.

Данного отрезка времени, который зависит от время-токовой характеристики защитного автомата, должно хватить, чтобы вал двигателя раскрутился до рабочих оборотов, и потребление тока снизилось до номинального уровня. Но автоматические выключатели не обладают гибкостью точной настройки, поэтому для защиты электрических двигателей применяются специальные защитные устройства.


Обычный трехфазный автоматический выключатель часто используется для защиты электродвигателей

Функции защитных устройств электродвигателей

Современные защитные устройства, или другими словами, автоматы защиты электродвигателя, (мотор автоматы), часто совмещаются в одном корпусе с коммутационными аппаратами запуска (пускателями) и выполняют такие функции:


Мотор автомат с ручной настройкой и автоматическим управлением

Ранее и до недавнего времени наиболее используемой схемой защиты электродвигателей было подключение в корпусе пускателя теплового реле, последовательно с контактором. Биметаллическая пластина теплового реле при длительной перегрузке нагревается и прерывает цепь самоподхвата контактора. Кратковременное превышение номинальной нагрузки при запуске мотора является недостаточным для нагрева и срабатывания биметаллической пластины. Более подробно о и его подключении можно прочитать в соответствующем разделе данного ресурса.


Контактор электромотора с тепловым реле

Подбор автоматического выключателя

Поскольку первые две функции могут осуществляться обычными автоматическими выключателями, многие пользователи применяют их для защиты своих электродвигателей. Основным недостатком такого способа является отсутствие защиты от дисбаланса, обрыва фаз и скачков напряжения. Выбор защитного автомата осуществляется по его время токовой характеристике и по максимальному пусковому току электродвигателя.


Трехфазный автоматический выключатель

Чтобы правильно подобрать автоматический выключатель по категории и номинальному току, нужно изучить его , о которой подробно рассказывается на одной из страниц данного сайта. Категории автоматов (А, B, C, D) определяются соотношением тока отсечки электромагнитного расцепителя к номинальному значению. Нужно иметь в виду, что время токовая характеристика категории не зависит от номинала автоматического выключателя.

Времятоковая характеристика автоматических выключателей категории «C»

Для предотвращения ложного срабатывания автоматического выключателя при запуске электромотора необходимо, чтобы кратковременный пусковой ток (I пуск) не превышал значение отсечки (мгновенного срабатывания, I мгн.ср) автомата. Отношение пускового (I пуск) и номинального тока (I n) можно узнать из бирки или паспорта электродвигателя, максимальное значение I пуск / I n =7.

Если известна только мощность электродвигателя, то рассчитать номинальный ток можно по формуле I n = Р n /(U n *√3*η*cosφ), где Р n – мощность, U n – напряжение, η – КПД, cosφ – коэффициент реактивной мощности двигателя.


Бирка двигателя с указанием мощности

Практические расчеты

На практике применяют поправочный коэффициент надежности K н, который для автоматов с I n 100A принимают K н =1,25. Поэтому должно соблюдаться условие I мгн.ср ≥ K н * I пуск. Вначале автомат выбирают, исходя из наиболее близкого значения номинального тока автоматического выключателя I AB (указывается на корпусе) к рабочему току двигателя (I n). Необходимое условие: I AB > I n т, где К т = 0,85 – температурный коэффициент, если автомат устанавливается в шкафу или щитке, иначе К т =1.

Например, имеется двигатель мощностью 5,5 кВт, η = 85%=0,85; cosφ = 0,8; I пуск / I n = 7. Вначале нужно рассчитать I n ­ = Р n /(U n *√3*η*cosφ) = 5500/(380*√3*0,85*0,8) = 12,28 (А). Допустим, автомат устанавливается в шкаф, К т = 0,85, значит I n т = 12,28/0,85 = 14,44 (А). Наиболее близким является автоматический выключатель на 16А, категории С, (ток мгновенного срабатывания в десять раз превышает номинальное значение).


При расчетах понадобится калькулятор

Теперь нужно проверить условие I мгн.ср ≥ K н * I пуск. Мгновенное срабатывание защитного автомата наступает при I мгн. ср = 16*10 = 160 (A), пусковой ток I пуск = I n *7 = 12,28*7 = 85,96 (А). Умножаем на K н (1,4) — 85,96*1,4 = 120,3 (А). Проверяем условие 160 ≥ 120,3 — это значит, что автомат выбран верно. Для упрощенных расчетов, можно принимать номинальный ток двигателя, равным удвоению его мощности, выраженной в киловаттах.

Современная электрозащита двигателей

На рынке электротехнического оборудования все большую популярность набирает защита электродвигателя при помощи универсальных защитных устройств, так называемых мотор автоматов, которые выполняют все приведенные выше защитные функции. Данные устройства имеют модульную конструкцию и устанавливаются на DIN рейку и управляют работой силовых контакторов. Кроме приведенных функций, некоторые мотор автоматы позволяют точно регулировать различные параметры защитного отключения.


Мотор автомат с датчиками — катушками тока

Существует много разновидностей современных мотор автоматов, которые различаются коммутируемой мощностью, набором функций, способом управления, схемой подключения и внешним видом. Чтобы выбрать подходящий аппарат защиты для конкретного двигателя, необходимо знать его параметры номинального и пускового тока, а также нужно определиться с требуемым набором защитных функций и опций.

Стоимость мотор автоматов прямо пропорциональна мощности электродвигателя и функциональным защитным возможностям. Мировыми лидерами по производству защитных мотор автоматов являются такие известные бренды: Schneider Electric, ABB, IEK, Novatek electro, и другие.


Разнообразие представленных на рынке устройств защиты электродвигателей

Приведенный на рисунке ниже автомат защиты двигателя (универсальный блок) позволяет настраивать номинальный и пусковой ток электродвигателя, допустимые пороги напряжения, может отслеживать механическую нагрузку на валу электромотора. Также осуществляется контроль за качеством изоляции обмоток электродвигателя с возможностью установки запрета на включение.

Постоянный мониторинг множества параметров работы позволяет продлить срок эксплуатации двигателя и приводимого в действие оборудования. Специальный дополнительный блок обмена информацией позволяет подключить устройство к автоматическим системам контроля.


Универсальный блок защиты

Защита электромоторов на производстве

Очень часто, в момент включения мощных потребителей электроэнергии (P>100кВт) на мощных производствах во всей электросети, подключенной к трансформаторной подстанции, напряжение опускается ниже установленного минимума.

При данном кратковременном падении напряжения рабочие электромоторы не отключаются, но теряют обороты. При возобновлении нормального напряжения двигатель снова начинает набирать обороты, то есть работать в режиме запуска (перегрузки). Данное явление называют самозапуском .


Изменения скоростей двигателя в разных режимах самозапуска

Если биметаллическая пластина автоматического выключателя или термореле была достаточно прогрета из-за продолжительной нормальной работы электромотора, то в режиме самозапуска тепловой расцепитель может сработать, вызвав ложное срабатывание.

Для мощных электродвигателей на предприятиях для поддержания нормального режима работы, в том числе и после самозапуска, применяют релейную защиту с трансформаторами тока, включенными в цепь питания.

Схема релейной защиты электродвигателя

Отклонения от нормы в силовых проводах электродвигателя с подключенными последовательно первичными обмотками токовых трансформаторов используются для срабатывания защитных реле, которые подключатся к вторичным обмоткам токовых трансформаторов по специальным схемам. Сложные расчеты данных мощных систем защиты осуществляются штатными сотрудниками, заведующими энергоснабжением предприятия, поэтому теория производственной электротехники не входит в тему данной статьи.

Способ №1.
Для того что бы определить номинал автомата, необходимо знать суммарную мощность приборов, которые будут через него подключаться. Т.е. примерно прикидываем. что мы будем включать, например, в розетки (электрочайник, холодильник, телевизор и т. д.) складываем мощность этих приборов и исходя из этого вычисляем рабочий ток розеточной группы, используя следующую формулу: при однофазной нагрузке на 1 кВт мощности приходится ток, равный 5А. При трехфазной нагрузке на 1 кВт приходится ток, равный 3А. Допустим, у нас получилось 3,6 кВт, умножаем на 5. Получается 18А — это рабочий ток. Номинальный то автомата должен быть больше рабочего — выбираем автомат на 25А. Таким же образом рассчитываем номинал автомата для подключения, например, мощностью 4 кВт: 4 умножаем на 3 получаем 12А -рабочий ток, выбираем автомат на 16А. При выборе автоматов для защиты асинхронных трехфазных электродвигателей необходимо учитывать, что пусковой ток электродвигателя в 5-7 раз больше номинального. Поэтому выбирать автомат по номиналу нельзя, т.к. при запуске его будет постоянно выбивать. Для асинхронных электродвигателей с коротко-замкнутым ротором при небольшой частоте включения и легких условиях пуска (время пуска 5-10 секунд) номинальный ток автомата должен быть не менее 0,4 пускового тока электродвигателя. При тяжёлых условиях работы (частые запуски, продолжительность разбега до 40 секунд) соотношение рекомендуется увеличить с 0,4 до 0,6.

Способ №2.
Первое, что мы должны сделать, так это посмотреть паспорта электроприборов, включаемых в одну сеть и выяснить мощности каждого. К примеру, чайник 2 кВт, лампа 100 Вт, холодильник 600 Вт, стиральная машина 2,2 кВт. Подключать мы будем к одной фазе одним кабелем. То есть на конце 3 розетки и один выключатель. Значит, мощность на кабель ляжет суммарная 2 кВт + 100 Вт + 600 Вт + 2,2 кВт. Чтобы не путаться, давайте перейдем к ваттам. 2000 Вт + 100 Вт + 600 Вт + 2200 Вт (кВт — это киловатты, то есть тысячи ватт. Поэтому кВт умножаем на 1000). В итоге мы получаем 4900 Вт. Еще раз повторимся, это суммарная мощность всех приборов, приходящаяся на один кабель. Теперь нам надо просто узнать ток. Берем формулу и подставляем значения. W=U*I отсюда I=W/U I=4900/220 I=22,27A. А здесь вы меня остановите и скажите: «А ведь у стиральной машины и холодильника есть моторы. Как же с реактивным сопротивлением?» И будите правы, но при хорошем заземлении и хорошем нуле для однофазных моторов про реактивные сопротивления можно забыть. Вроде все хорошо, да не все. Опять моторы портят все. Если нагревательные приборы всегда потребляют ток один и тот же, то моторы имеют, так называемый пусковой ток. И он при старте очень большой. Для этих целей производители автоматов предусмотрели такую вещь, как уставка по току. Вот и все.

Что такое уставка по току? Спросите вы. А вот что. Все автоматы делятся на три группы. B C D. Эти группы делят так: B от 3 до 5, C от 5 до 10, D от 10 до 14. Что эти цифры означают. В автомате есть токовый расцепитель. Он срабатывает, когда ток превышает заданный предел. Так вот чтобы при старте мотора автомат не выбивал, существует уставка по току. Это то что держит автомат несколько секунд при старте мотора. А цифра означает всего-навсего коэффициент. То есть если ток при старте превысит номинальный в 4 раза, то автомат нам нужен группы В. А если в 10 раз, то D. Для стиральных машин и холодильников подойдет группа C. И для нашего примера нам нужен автомат на 25А и группа С. Маркировка будет такой С25

При подборе автоматической защиты для электродвигателя, необходимо так же учитывать сечение токопроводящего кабеля, чтобы избежать плавления или возгорания электрической проводки.
Здесь имеет значение материал провода, количество жил кабеля, и то, как он уложен, открыто, в стену и т.д.
Допустим, у нас двухжильный медный провод с сечением 4 мм.кв. уложенный в стену, смотрим по первой таблице максимально допустимую силу тока, она равна 32 А. Но при выборе автоматического выключателя эту силу тока нужно уменьшать до ближайшего нижнего значения, для того чтобы провод не работал на пределе. Получается, что нам нужен автомат на 25 А.

Так же нужно помнить, если нужен автомат на розеточную группу, то брать выше 16 А нет смысла, так как розетки больше 16 А выдержать не могут, они просто начинают гореть. На освещение самый оптимальный автомат на 10 А.

Допустимый длительный ток для проводов и кабелей с медными жилами

Сечение
тонкопроводящей жилы, мм2
открыто в одной трубе
двух
одножильных
трех
одножильных
четырех
одножильных
одного
двухжильного
одного
трехжильного

Допустимый длительный ток для проводов и кабелей с алюминиевыми жилами

Сечение
тонкопроводящей жилы, мм2
Ток, А, для проводов, проложенных
открыто в одной трубе
двух
одножильных
трех
одножильных
четырех
одножильных
одного
двухжильного
одного
трехжильного

Автоматы защиты электродвигателей | Насосы и принадлежности

Доброго дня, уважаемые читатели блога nasos-pump. ru

Автоматы защиты двигателя

В рубрике «Общее» рассмотрим автоматы защиты асинхронных электродвигателей переменного тока. Как следует из названия, автоматы защиты электродвигателей предназначены для защиты и запуска электрических двигателей. Отключение этого устройства происходит при превышении номинального тока или короткого замыкания в двигателе. В автомате защиты предусмотрена температурная компенсация, позволяющая исключить влияние внешней температуры на работу изделия. Второе назначение автоматов защиты – это использование их в качестве аварийного или главного выключателя. Номинальный ток двигателя при определенном напряжении указывается на фирменной табличке, прикрепленной к двигателю. Величина номинального тока также зависит от схемы включения двигателя в электрическую цепь, звезда или треугольник. Приводные устройства в автоматах защиты электродвигателей могут быть выполнено в виде кнопок (Пуск – Стоп), или поворотной ручки (Вкл. – Откл.). Автоматы защиты двигателей при комплексной защите оборудования могут монтироваться совместно с контакторами, пускателями, частотными преобразователями, устройствами плавного пуска и т. д. На рынке присутствует огромное количество разнообразных моделей от различных фирм производителей автоматов защиты двигателей.

Отличия автоматов защиты двигателя от обычных автоматов

  1. Токовая характеристика автомата защиты настроена с учетом пусковых токов, возникающих при запуске асинхронных электрических двигателей переменного тока.
  2. Предусмотрена температурная компенсации. Автоматы защиты двигателей комплектуются термомагнитынми расцепителями, которые включают в себя расцепитель тепловой – биметаллическую пластину и расцепитель электромагнитный. При изменении температуры внешней среды уставка теплового расцепителя, может значительно изменятся. Этого нельзя допускать, так как изменение температуры может привести к ложным срабатываниям автомата, или выходу двигателя из строя. Чтобы исключить влияние изменений температуры внешней среды на работу автомата защиты и предусмотрена температурная компенсация.
  3. В конструкцию автоматов защиты заложена увеличенная предельная коммутационная способность, в связи с повышенными токами, возникающими при запуске электрических двигателей.
  4. Автоматы защиты двигателя могут доукомплектовываться элементами, обеспечивающими дополнительную защиту двигателей или увеличивающие возможности построения гибкой автоматизированной системы.

Технические характеристики и принцип работы

Технические характеристики изделия рассмотрим на примере автоматов защиты электродвигателей серии MS производства концерна ETI Словения. Основные характеристики приведены в таблице.

Характеристики автоматов защиты серии MS

Для включения автомата защиты двигателя необходимо нажать вручную кнопку «START» или повернуть ручку в положение (Вкл.). Отключение автомата происходит вручную, при нажатия кнопки «STOP» или поворотом ручки в положение (Выкл.), а также автоматически в случае срабатывания термомагнитной или электромагнитной защиты. Электромагнитный расцепитель, имеющий фиксированную уставку 13 In осуществляет защиту от короткого замыкания, а защиту от перегрузки тепловой расцепитель. Электромагнитная защита состоит из катушки в которой находится подвижный сердечник и возвратной пружины. В случае протекания по катушке тока короткого замыкания происходит мгновенное втягивание сердечника, который воздействует на механизм свободного расцепления через отключающую рейку. Тепловая защита состоит из биметаллической пластины которая последовательно соединена с контактом. При протекании по пластине тока перегрузки происходит ее нагрев. Пластина начинает изгибаться воздействуя через отключающую рейку на механизма свободного расцепления. Чтобы компенсировать зависимость от температуры внешней среды, автоматы защиты электродвигателей снабжены биметаллическими температурными компенсаторами с прогибом в обратную сторону по отношению к биметаллическим пластинам. Коммутацию цепей в изделии выполняют не подвижные и подвижные контакты. Подвижные контакты подпирается пружиной, которая увеличивает усилие для скорейшего размыкания контактов. Необходимый ток защиты двигателя задается с помощью регулировочного диска. В пределах диапазона регулировки тока защиты и необходимо подбирать автомат для защиты электрического двигателя от перегрева. На автомате имеется кнопка «ТЕСТ» при помощи которой можно проверить работоспособности изделия. Автоматы защиты электродвигателей серии MS 25 рассчитаны на ток коммутации до 25 ампер, MS 32 до 32 ампер. В автоматах предусмотрена возможность тестирования, они реагируют на обрыв фазы. Автоматы защиты серии MS 25 имеют возможность регулировки тепловой защиты в 13 — диапазонах от 0,1А до 25А;

Монтаж и электрические схемы подключения автоматов

Автоматы защиты электрических асинхронных двигателей монтируются в электрическом шкафу находящимся в помещении защищенными от дождя, снега и других осадков. Монтаж и электрическое подключение автомата должен проводить квалифицированный электрик. Все работы по монтажу оборудования должны проводится согласно Правилам Устройства Электроустановок (ПУЭ) и в соответствии с требованиями местных норм и правил. Автоматические выключатели устанавливаются в электрический шкаф посредством крепления на DIN – рейку. Подсоединение автомата производится с помощью соединительных шин или кабелей. Напряжение питания подводится со стороны верхних контактов. На нижние клеммы подсоединяется нагрузка. Возможные схемы подключения изделия для трех фазной, двух фазной и однофазной нагрузки приведены на (Рис. 1).

Схемы включения автомата защиты двигателя

 Эксплуатация обслуживание и ремонт автоматов

Для долгой и надежной эксплуатации автоматов защиты двигателей необходимо регулярно проводить плановые проверки осмотры и техническое обслуживание. Стандартное обслуживание предполагает очистку устройства от грязи и пыли, а также визуальный контроль контактов на отсутствие подгорания и перегрева. Первую подтяжку винтов рекомендуется провести через месяц после ввода автомата в эксплуатацию. Затем периодически следует проверять и при необходимости подтягивать зажимные винты крепящие подводящие кабели. Все работы по техническому обслуживанию изделия необходимо проводить при полностью обесточенном автомате. Если соблюдаются условия эксплуатации автомата, то в ремонте изделие не нуждается.

И в заключении хочется сказать следующее. Эксплуатация электрических двигателей без автоматов защиты очень часто приводит к выходу их из строя. Скачки напряжения, пропадание фазы, перегрузка двигателя, все это, как правило, приводят к перегреву и выгоранию обмотки(ок). Ремонт (перемотка статора) будет стоить дороже, чем один раз приобрести и установить автомат защиты двигателя. Это поможет Вам в дальнейшем сэкономить деньги которые требуются для дорогостоящего ремонта статора двигателя.

 Спасибо за проявленный интерес.

P.S. Понравился пост? Порекомендуйте его в социальных сетях своим друзьям и знакомым.

Еще похожие посты по данной теме:

6 критериев выбора автоматических выключателей

Автоматический выключатель предназначен для защиты электропроводки от короткого замыкания и перегрузок электросети. Если аварийная ситуация произойдет, то изоляция кабеля мгновенно расплавится, а сама проводка вспыхнет. Чтобы такого не произошло, в квартирном щитке нужно обязательно установить автомат с подходящими характеристиками. О том, как выбрать автоматический выключатель по току, сечению кабеля и остальным характеристикам, компания TESLI расскажет в этой статье.

Итак, основные характеристики выбора автоматического выключателя:

1. Ток короткого замыкания. Правилами ПУЭ установлено, что автоматы с наибольшей отключающей способностью мене 6 кА запрещаются. Если дом расположен рядом с трансформаторной подстанцией, нужно выбрать автоматический выключатель, срабатывающий при предельном коротком замыкании в 10 кА. В остальных случаях вполне подойдет аппарат 6000 Ампер.

2. Номинальный ток. Данная характеристика отображает значение тока, свыше которого произойдет разъединение цепи и защиту электропроводки от перегрузок. Чтобы выбрать подходящее значение, нужно отталкиваться от сечения кабеля домашней проводки и мощности потребителей электроэнергии.

3. Ток срабатывания. Одновременно с рабочим током нужно подобрать его номинал по току срабатывания. Чтобы автоматический выключатель не сработал, восприняв включение двигателя, как короткое замыкание, нужно правильно выбрать класс коммутационного аппарата.

4. Селективность, то есть отключение в аварийной ситуации только определенного, проблемного участка, а не всей электроэнергии в доме. Здесь необходимо выбирать номиналы в соответствии с обслуживающей линией. Номинальный ток вводного коммутационного аппарата должен превышать значение рабочего тока всех стоящих автоматических выключателей в щитке.

5. Количество полюсов — еще один важный критерий выбора. Для однофазной сети 220 Вольт на ввод рекомендуется выбирать двухполюсный однофазный автомат. На освещение и отдельно подключаемую технику нужно подобрать подходящий однополюсный автоматический выключатель. Если в доме трехфазная электросеть, на ввод купите четырехполюсный коммутационный аппарат.


6. Завод изготовитель. При выборе автоматического выключателя важно обращать внимание на фирму автомата. Иначе при покупке подделки указанные выше параметры будут не соответствовать реальности. В результате, при токе короткого замыкания электромагнитный расцепитель может не сработать и как последствие — пожар. Поэтому мы рекомендуем подбирать автоматику от качественных производителей.



Поделиться записью

Выбор максимальной токовой защиты линий

Решение

Так как температура воздуха в помещении равна +25° С, то поправочный коэффициент Кп=1 и при выборе сечений проводов и кабелей по условию нагревания следует руководствоваться (4-17) и (4-18).

Линия к электродвигателю 1.
Выбираем комбинированный расцепитель автоматического выключателя А3124 по условию длительного тока линии, равного в данном случае номинальному току электродвигателя 1 ((см. табл. 4-51).
При выборе расцепителя, встроенного в закрытый шкаф автоматического выключателя, необходимо учесть поправочный коэффициент порядка 0,85. Учитывая сказанное, выбираем расцепитель автоматического выключателя по условию длительного тока линии из соотношения


По паспортным данным выбираем комбинированный расцепитель с номинальным током 100 а и током мгновенного срабатывания 800 а.
Проверяем невозможность ложного срабатывания автоматического выключателя при пуске двигателя 1 по (4-13):


 

Для линии к электродвигателю в невзрывоопасном помещении сечение выбирается по номинальному току двигателя из (4-17) с последующей проверкой по (4-18), исходя из условия защиты сети только от к. з.
Расчетное значение допустимого тока линии получается равным:


 

По таблице подбираем трехжильный провод с алюминиевыми жилами марки АПРТО сечением 35 мм2, для которого допустимая нагрузка равна 75 а.
Проверяем соответствие выбранного сечения провода аппарату токовой защиты. Так как автоматические выключатели серии А3100 не имеют регулирования тока уставки, кратность допустимого тока линии должна определяться по отношению к номинальному току расцепителя, равному в нашем случае Iз=100 а. По табл. 4-50 находим значение Кз для сетей, не требующих защиты от перегрузки для номинального тока расцепителя автоматического выключателя с нерегулируемой обратно зависимой от тока характеристикой

Подставив числовые значения в соотношение (4-18)

видим, что требуемое условие не выполняется.
Останавливаемся на сечении провода 50 мм2, для которого условие (4-18) выполняется:

105 а>100 а.

 

Для остальных линий результаты расчета сведены в табл. 4-52 и ниже даются пояснения, связанные с особенностями каждой из них.

Линии к электродвигателю 3.
Линия к электродвигателю 3 имеет следующие особенности. Двигатель 3 установлен во взрывоопасном помещении класса ВIа, в связи с чем:
1)за расчетный ток при выборе сечения линии принимается номинальный ток двигателя, увеличенный в 1,25 раза;
2)во взрывоопасном помещении класса ВIа не разрешается применение проводов и кабелей с алюминиевыми жилами, следовательно линия от магнитного пускателя до электродвигателя должна быть выполнена проводом с медными жилами (марки ПРТО).

Линия к электродвигателю 4.
Сечение провода ПРТО от магнитного пускателя до двигателя 4 принято равным 2,5 мм2, так как меньшее сечение для силовых сетей во взрывоопасных помещениях не допускается.

Линия к электродвигателям 5 и 6.
Расчетный ток линии определяется суммой токов двигателей 5 и 6.

Магистральная линия.
Длительная расчетная токовая нагрузка линии по условию примера определяется суммой токов всех электродвигателей, за исключением тока одного из электродвигателей 1 или 2:

Кратковременная токовая нагрузка определяется по (4-9) из условия пуска двигателя 3, у которого толчок пускового тока наибольший:

Выбираем электромагнитный расцепитель автоматического выключателя АВ-4С по условию длительного тока линии:


 

Выбираем максимальный расцепитель с номинальным током 200 а. Уставку тока срабатывания принимаем на шкале зависимой от тока характеристики 250 а и на шкале не зависимой от тока характеристики (отсечка с выдержкой времени) 1600 а.
Проверяем невозможность ложного срабатывания автоматического выключателя при пуске электродвигателя 3 по (4-13):

Определяем табличное значение допустимого длительного тока для кабеля:


 

Подбираем трехжильный кабель с алюминиевыми жилами до 3 кв сечением 95 мм2, для которого допустимая нагрузка равна 190 а.
Проверяем соответствие выбранного сечения кабеля аппарату токовой защиты. Так как автоматические выключатели серии АВ имеют регулирование тока уставки на шкале обратно зависимой от тока характеристики, кратность допустимого тока линии должна определяться по отношению к току срабатывания расцепителя в этой части характеристики, равному в нашем случае Iз=250 а. По табл. 4-50 находим значение Кз для сетей, не требующих защиты от перегрузки, для тока срабатывания расцепителя автоматического выключателя с регулируемой обратно зависимой от тока характеристикой:

Кз = 0,66

 

Подставив числовые значения в (4-18):


 

найдем, что требуемое условие выполняется.

(PDF) Практический подход к выбору мотор-редуктора в системах электропривода

304 GIBERTI ET AL.

представлен в Pasch and Seering (1984). В этой статье представлена ​​так называемая проблема согласования по инерции

, показывающая, как можно достичь наилучшей производительности, когда

инерция нагрузки, относящейся к валу двигателя, совпадает с инерцией самого двигателя

.

In Van De Straete et al. (1998) показана процедура выбора синхронного двигателя переменного тока

с постоянными магнитами и его редуктора для общей нагрузки

.Авторы используют нормализованные крутящие моменты, скорости и передаточные числа, чтобы

отделяли нагрузку от характеристик двигателя. Благодаря этой нормализации модели

для одного стандартного двигателя (JM = 1 [кг м2]) применимы к другим двигателям.

In Van De Straete et al. (1999a) та же процедура распространяется на все типы серводвигателей

. Эта методика создает диаграмму, представляющую все используемые двигатели

и соответствующий им диапазон нормализованных передаточных чисел, но не доступные

и реально используемые коммерческие трансмиссии.

В Cusimano (2003) выбор мотор-редуктора, необходимого для перемещения чисто инерционной нагрузки

, приводит к определению оптимального передаточного отношения, при котором

минимизирует среднеквадратичный крутящий момент двигателя. Однако в зависимости от момента инерции

выбранного двигателя оптимальное передаточное отношение меняется, как и среднеквадратичный крутящий момент двигателя

. Следовательно, процедура выбора редуктора мотор-

является итеративной и приводит к решению, которое приближает желаемое значение

передаточного числа.

В Cusimano (2005) выбор мотор-редуктора анализируется с помощью

с учетом зависимости от закона движения, используемого для работы с общей нагрузкой, в то время как

Van De Straete et al. (1999b) оценивает выигрыш в крутящем моменте двигателя как следствие оптимизации траекторий

и подчеркивает влияние переменного передаточного числа

на производительность машины.

Подробное обсуждение проблемы муфты мотор-редуктора можно найти в

, найденном в Cusimano (2007).Хотя эта работа очень точна, ее чрезвычайно сложно использовать в реальной производственной ситуации. С другой стороны, Roos et al. (2006) предлагает

более простой подход, который заключается в создании базы данных, включающей коммерческие двигатели и редукторы

, а затем опробовать все возможные комбинации.

Хороший компромисс между теорией и практикой можно найти в Legnani

et al. (2002), где выбор двигателя и редуктора производится путем сравнения двух параметров

, соответственно, связанных с характеристиками двигателя и требованиями к нагрузке.

Развивая эти концепции, данная статья определяет процедуру, которая является строгой

с теоретической точки зрения и в то же время практической. Его основные преимущества

заключаются в следующем:

1. простота использования, так как шаги, которым необходимо следовать, определены ясно и просто, не требуя

обширных математических навыков или использования сложных инструментов;

2. Разработка проблемы на основе информации, полученной из каталогов

двигателей и трансмиссий, что позволяет немедленно сравнить все

возможных пар.

МОДЕЛЬ СЕРВО-СИСТЕМЫ

Простая, но общая модель сервосистемы может быть охарактеризована тремя ключевыми элементами

: серводвигателем, трансмиссией и нагрузкой (рис. 1). Нагрузочные характеристики:

Загрузил: [Giberti, Hermes] At: 06:45 20 May 2011

Двигатели переменного и постоянного тока: различия и преимущества

Электродвигатели играют важную роль почти во всех отраслях промышленности. Использование двигателя правильного типа с высококачественными деталями и регулярным обслуживанием обеспечивает бесперебойную работу вашего предприятия и предотвращает повреждение оконечного оборудования из-за износа или скачков напряжения.

Gainesville Industrial Electric может помочь вашей компании выбрать правильные промышленные электродвигатели и детали для ваших приложений.

Праймер по электродвигателям

Электродвигатели — это машины, которые преобразуют электрическую энергию — из накопленной мощности или прямого электрического соединения — в механическую энергию за счет создания вращательной силы. Двумя основными типами электродвигателей являются:

  • Двигатели переменного тока , которые питаются от переменного тока
  • Двигатели постоянного тока , которые питаются от постоянного тока

Как работают электродвигатели

И переменного тока, и Электродвигатели постоянного тока используют электрический ток для создания вращающихся магнитных полей, которые, в свою очередь, создают вращательную механическую силу в якоре, расположенном на роторе или статоре, вокруг вала.В различных конструкциях двигателей используется одна и та же базовая концепция для преобразования электрической энергии в мощные всплески силы и обеспечения динамических уровней скорости или мощности.

Компоненты главного двигателя

Хотя электродвигатели могут отличаться от одной конструкции или типа к другой, многие из них содержат следующие детали и узлы (расположены от центра, направленного наружу):

  • Центральный вал двигателя
  • Обмотки
  • Подшипники (для уменьшения трения и износа)
  • Якорь (расположен на роторе, вращающейся части или статоре, неподвижной части)
  • Щетки (в двигателях постоянного тока)
  • Клеммы
  • Рама и концевые щитки

Типы электродвигателей: AC vs.

Двигатели постоянного тока

Двигатели переменного и постоянного тока — это широкие категории двигателей, которые включают меньшие подтипы. Например, асинхронные двигатели, линейные двигатели и синхронные двигатели — это все типы двигателей переменного тока. Двигатели переменного тока также могут включать в себя частотно-регулируемые приводы для управления скоростью и крутящим моментом двигателя, в то время как двигатели постоянного тока доступны в моделях с самовозбуждением и с раздельным возбуждением.

Привод с регулируемой скоростью переменного тока

Преимущества электродвигателя переменного тока перед электродвигателем постоянного тока

Каждый тип электродвигателя имеет различные преимущества, которые делают их наиболее подходящими для различных коммерческих и промышленных применений. Электродвигатели переменного тока , например, гибки и просты в управлении. Некоторые из их других преимуществ включают:

  • Низкие требования к пусковой мощности, которые также защищают компоненты на принимающей стороне
  • Контролируемые уровни пускового тока и ускорение
  • Надстройки VFD или VSD, которые могут управлять скоростью и крутящим моментом на разных этапах используйте
  • Высокая прочность и более длительный срок службы
  • Возможности для многофазных конфигураций

Двигатели постоянного тока также обладают собственными преимуществами , такими как:

  • Более простая установка и обслуживание
  • Высокая пусковая мощность и крутящий момент
  • Быстрое время отклика на запуск, остановку и ускорение
  • Наличие нескольких стандартных напряжений

Какой двигатель более мощный: переменного или постоянного тока?

Двигатели переменного тока обычно считаются более мощными, чем двигатели постоянного тока, поскольку они могут создавать более высокий крутящий момент за счет использования более мощного тока. Однако двигатели постоянного тока обычно более эффективны и лучше используют входную энергию. Двигатели переменного и постоянного тока бывают разных размеров и мощностей, которые могут удовлетворить любые отраслевые требования к питанию.

Применение двигателей переменного и постоянного тока

Двигатели переменного и постоянного тока находят применение в технологических процессах и объектах практически во всех отраслях промышленности. Некоторые из наиболее распространенных промышленных приложений для двигателей переменного тока включают:

  • Приборы
  • Приводы и системы компрессоров
  • Компьютеры
  • Конвейерные системы
  • Вентиляторы и кондиционеры
  • Гидравлические и ирригационные насосы

    02

  • Транспортное оборудование 9
  • Стандартные промышленные применения для двигателей постоянного тока включают:

    • Производство и производственные единицы
    • Оборудование, требующее постоянной мощности, такое как пылесосы, лифты и швейные машины
    • Оборудование для сортировки на складе


    Выбор подходящего электрического Электродвигатель для вашего промышленного применения

    Установка и обслуживание правильных электродвигателей на предприятиях и оборудовании вашей компании является важным шагом к обеспечению бесперебойной работы и производства.

    Gainesville Industrial Electric продает и обслуживает двигатели переменного и постоянного тока, запчасти и многое другое. Мы также являемся авторизованным заводским гарантийным центром. Чтобы получить помощь в выборе подходящего электродвигателя или промышленной сборки для вашего применения, свяжитесь с нами или запросите дополнительную информацию сегодня, чтобы получить ценовое предложение.


    Связанное содержание:

    Машины | Бесплатный полнотекстовый | Обзор тенденций развития электрических машин в современных электромобилях

    Большинство машин, используемых в настоящее время в транспортных средствах, являются машинами с постоянными магнитами.Растущие требования к высокой эффективности, высокой удельной мощности и высокой плотности мощности вызвали переход к машинам с постоянными магнитами, например, отход от традиционных индукционных машин, ранее использовавшихся в Tesla Model S, к технологиям на основе постоянных магнитов в Tesla Model 3. , как показано на рисунке 5c.

    Существуют различные топологии и классификации машин с постоянными магнитами, но конструкция ротора служит основной характеристикой классификации машин с постоянными магнитами на две широкие категории: машины с постоянными магнитами на поверхности (SPM) и машины с внутренними постоянными магнитами (IPM).Конструкция ротора влияет на несколько важных характеристик машины, в том числе на диапазон скорости с постоянной мощностью. Машины SPM имеют относительно простую конструкцию / конструкцию, но магнит, расположенный на поверхности ротора, приводит к большему воздушному зазору, что влияет на производительность машины, особенно ее CPSR. Несмотря на то, что машины SPM могут быть сконструированы с концентрированными обмотками для достижения значительно улучшенного CPSR, их применение в автомобилестроении сейчас весьма ограничено, особенно в свете перехода к машинам с высоким крутящим моментом и высокой удельной мощностью с уменьшенным содержанием магнитов.

    Уравнение электромагнитного момента синхронной машины с постоянными магнитами в системе отсчета d-q может быть выражено как:

    T = 32p × [λpmiq− (Lq − Ld) × idiq]

    (3)

    где p — количество пар полюсов, λ pm — поток постоянного магнита, i d и i q — токи по оси d и q, а L d и L q — индуктивности. Тенденция была сосредоточена на мерах по увеличению магнитной связи за счет магнитов и, следовательно, составляющей крутящего момента магнита (первый член в скобках), а также на увеличении значимости между осями d и q для увеличения составляющей магнитного сопротивления крутящий момент, который является вторым членом кронштейна.Увеличение крутящего момента магнита приводит к увеличению потерь в стали в условиях холостого хода и имеет последствия для операции ослабления магнитного потока. При разработке машины со значительным реактивным крутящим моментом вместо крутящего момента магнита объем постоянного магнита в машине может быть уменьшен, в то время как машина по-прежнему способна достигать высокого диапазона скорости с постоянной мощностью. Из уравнения (3), реактивный момент можно математически максимизировать, увеличивая L q (за счет увеличения проницаемости по оси q) и уменьшая L d (проницаемость по оси d) до уровня, который согласуется с желаемым магнитным потоком. ослабляющая способность, так как L d напрямую влияет на характеристический ток машины.Чтобы увеличить потокосцепление, важно уменьшить утечку потока, и в этом отношении также должны быть приняты меры с инновационной конструкцией барьеров для потока. Однако увеличение количества магнитных барьеров ухудшает механическую целостность ротора. Из уравнения (3) очевидно, что машины с поверхностными постоянными магнитами (SPM) не имеют составляющей реактивного момента, поскольку индуктивности обмотки статора L d и L q одинаковы. Что касается автомобильной тяги, похоже, что в обозримом будущем машина IPM и ее разновидности будут иметь преимущество перед машиной SPM из-за важных преимуществ, обеспечиваемых реактивным крутящим моментом.Реактивный крутящий момент, обеспечиваемый конструкцией IPM, также означает, что конструкция ротора имеет решающее значение для производительности машины. Конструкция ротора этих машин развивалась от простых плоских магнитов до различных конфигураций U-, V-, W-образных магнитов, двойных V-образных и некоторых других, включая изменения размеров магнитов от полюса к полюсу. На рисунке 5 показана конструкция ротора машин IPM последних серийных автомобилей, где можно отметить, например, прогресс Toyota Prius с одинарной V в 2010 году до двойной V в 2017 году.Соответственно, при двойном V и множественном V объем магнита на Нм крутящего момента также постепенно увеличивается. Для сравнения, по оценкам [25], одинарные V-двигатели потребляют менее 4 г / Нм по сравнению с 4-7 г / Нм для двойных Vs. Поскольку почти во всех тяговых машинах, рассматриваемых в этой статье, используются высокопрочные редкоземельные магниты, эта тенденция к увеличению потребления магнитов весьма сбивает с толку. С точки зрения конструкции обмотки, статоры IPM для тяговых машин имеют концентрированные или распределенные обмотки [18]. , 19,20,21,22,23,24,25].Типичные примеры современных автомобильных статоров показаны на Рисунке 6. Концентрированные обмотки имеют более короткие концевые обмотки, что приводит к меньшим потерям в меди, чем распределенные обмотки, причем последние обычно имеют более длинные концевые витки и, как следствие, более высокие потери в Джоулях. Распределенные обмотки могут быть намотаны в произвольном порядке с прядями или стержнями, намотанными шпилькой. В последних серийных автомобилях, таких как Chevy Spark, Chevy Bolt и Toyota Prius 2017, использовалась конструкция шпильки для волос, и это становится популярной тенденцией.Сообщается, что эта конструкция обмотки демонстрирует более высокое заполнение пазов, меньшую длину концевого витка, улучшенные тепловые характеристики и возможность использования высокоавтоматизированного производственного процесса по сравнению с произвольной намоткой [40].

    Тип станков с постоянными магнитами, который все чаще критикуется, — это машины с осевым потоком (AxFM). AxFM имеют желаемые характеристики для тяговых приложений, такие как высокая удельная мощность, высокая эффективность, компактная и модульная структура, малый вес и высокая отказоустойчивость.Эти характеристики возможны, потому что их структура меняет длину на диаметр и позволяет использовать преимущества создания крутящего момента на нескольких поверхностях с более короткими путями тока в машине. Имеются сообщения о коммерческих AxFM мощностью ~ 100–260 кВт с удельной мощностью ~ 5 кВт / кг, и большинство трансмиссий, в которых двигатель расположен внутри колеса, основаны на AxFM, поэтому эта топология хорошо подходит для ин- колеса приложений.

    Органы управления электродвигателями — Ликвидаторы D&F

    Органы управления двигателем в идеале можно идентифицировать как группу устройств, которые заранее определенным образом регулируют производительность электродвигателя.Органы управления двигателем также известны как контроллеры двигателя. У них есть несколько основных функций, которые включают: автоматический или ручной запуск, а также остановку работы электродвигателя, переключение вперед или реверсирование хода вращения, выбор и регулирование скорости вращения, управление или регулирование крутящего момента, а также защиту двигатель от нескольких степеней электрических перегрузок и неисправностей.

    Приложения для управления двигателем

    Источник изображения: autosystempro. com

    Электродвигатели, независимо от их типа, имеют контроллер того или иного типа. Эти контроллеры двигателей могут различаться по своим характеристикам и сложности, что в основном определяется функцией конкретного двигателя. Самый простой пример механизма управления двигателем — это обычный выключатель, который подключает двигатель к источнику питания. Этот переключатель может быть ручным контроллером или реле, подключенным к автоматическому датчику для запуска и остановки двигателя.

    В зависимости от области применения двигателя контроллеры могут предлагать различные функции.Они помогают двигателю запускаться в условиях низкого напряжения, допускают многоскоростные или обратные операции управления, защищают от перегрузки по току и перегрузок, а также выполняют широкий спектр других функций. Некоторые сложные устройства управления двигателем также помогают эффективно управлять скоростью, а также крутящим моментом двигателя (ов), а также могут быть частью системы управления с обратной связью, отвечающей за точное позиционирование машины с приводом от двигателя.

    Различные типы контроллеров двигателя

    Устройства управления двигателями предназначены для ручного, автоматического или дистанционного управления.Их можно использовать для запуска или остановки двигателя, прикрепленного к машине, а также для нескольких других целей. Эти элементы управления классифицируются в зависимости от типа двигателя, для работы с которым они предназначены.

    Маленькие двигатели можно запустить, просто вставив электрический выключатель в розетку и нажав кнопку питания. Однако для более крупных двигателей требуются пускатели двигателей или подрядчики, которые представляют собой специализированные коммутационные блоки, используемые для питания электродвигателя. При подаче питания пускатели прямого включения немедленно подключают клеммы двигателя к источнику питания.Реверсивный пускатель, который содержит две цепи прямого включения, также может использоваться для вращения двигателя в любом направлении. В очень больших двигателях, работающих от источников питания среднего напряжения, в качестве пусковых элементов используются силовые выключатели.

    Два или более пускателя используются для пуска двигателя в условиях пониженного напряжения. Через серию индуктивностей или автотрансформатор на клеммах двигателя подается более низкое напряжение, что, в свою очередь, помогает снизить пусковой крутящий момент и пусковой электрический ток.Как только двигатель достигает определенной доли скорости максимальной нагрузки, стартер автоматически передает полный ток напряжения на клеммы двигателя.

    Также известный как привод с регулируемой скоростью, привод с регулируемой скоростью представляет собой унифицированную комбинацию устройств, которые позволяют операторам управлять автомобилем, а также регулировать рабочую скорость механической нагрузки. Такие приводы состоят из регулятора скорости или преобразователя мощности, ряда вспомогательного оборудования и устройств и электродвигателя.

    В интеллектуальных устройствах управления двигателем используются современные микропроцессоры для управления мощностью электронных устройств, используемых в электродвигателе. Эти контроллеры контролируют нагрузку на двигатель и соответственно согласовывают крутящий момент с зарегистрированной нагрузкой. Это достигается за счет снижения напряжения на клеммах переменного тока и одновременного снижения тока и квар, что приводит к энергоэффективности и меньшему шуму, вибрации и тепловыделению двигателя.

    Сервоконтроллеры

    можно рассматривать как широкую категорию устройств управления двигателями, в первую очередь известных своими функциями выделения, такими как:

    • Точное позиционное управление с обратной связью.
    • Быстрое ускорение.
    • Серводвигатели с точным регулированием скорости, изготовленные на основе различных типов двигателей, включая серводвигатели переменного тока, щеточные двигатели постоянного тока и бесщеточные двигатели постоянного тока.

    Эти элементы управления используют обратную связь по положению для замыкания контура управления и обычно используются в сочетании с резольверами, энкодерами и датчиками Холла для прямого измерения положения роторов.

    Свяжитесь с нами

    Если у вас есть какие-либо вопросы, свяжитесь с нами по телефону, факсу, электронной почте или заполнив нашу онлайн-форму.

    Свяжитесь с нами

    различных типов двигателей, используемых в электромобилях

    Электромобили не являются чем-то новым для этого мира, но с технологическим прогрессом и повышенным вниманием к контролю за загрязнением окружающей среды он стал залогом мобильности будущего. Основным элементом электромобиля, помимо аккумуляторов электромобиля, который заменяет двигатели внутреннего сгорания, является электродвигатель , электродвигатель . Быстрое развитие в области силовой электроники и методов управления создало пространство для различных типов электродвигателей, которые будут использоваться в электромобилях.Электродвигатели, используемые в автомобилях, должны обладать такими характеристиками, как высокий пусковой момент, высокая удельная мощность, хороший КПД и т. Д.

    Различные типы электродвигателей, используемых в электромобилях
    1. Двигатель серии постоянного тока
    2. Бесщеточный двигатель постоянного тока
    3. Синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM)
    4. Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока
    5. Электродвигатели с регулируемым сопротивлением (SRM)

    1. Двигатель серии постоянного тока

    Высокий пусковой момент двигателя серии постоянного тока делает его подходящим вариантом для тягового применения. Это был наиболее широко используемый двигатель для тяги в начале 1900-х годов. Преимущества этого двигателя — легкое регулирование скорости, а также способность выдерживать резкое увеличение нагрузки. Все эти характеристики делают его идеальным тяговым двигателем. Главный недостаток двигателей постоянного тока — это высокие эксплуатационные расходы из-за щеток и коммутаторов. Эти двигатели используются на индийских железных дорогах.Этот двигатель относится к категории щеточных двигателей постоянного тока.

    2. Бесщеточные двигатели постоянного тока

    Аналогичен двигателям постоянного тока с постоянными магнитами. Он называется бесщеточным, потому что в нем нет коммутатора и щеточного устройства. Коммутация в этом двигателе осуществляется электронным способом, поскольку двигатели с BLDC не требуют обслуживания. Двигатели BLDC обладают такими тяговыми характеристиками, как высокий пусковой момент, высокий КПД около 95-98% и т. Д. Двигатели BLDC подходят для проектирования с высокой удельной мощностью.Двигатели BLDC являются наиболее предпочтительными двигателями для применения в электромобилях из-за их тяговых характеристик. Вы можете узнать больше о двигателях BLDC, сравнив их с обычным щеточным двигателем.

    Двигатели BLDC также имеют два типа:

    и. Двигатель BLDC внешнего бегунка:

    В этом типе ротор двигателя находится снаружи, а статор находится внутри. Его также называют , как ступичные двигатели , потому что колесо напрямую связано с внешним ротором.Для двигателей этого типа не требуется внешняя зубчатая передача. В некоторых случаях сам двигатель имеет встроенные планетарные передачи. Этот двигатель делает автомобиль менее громоздким, поскольку не требует какой-либо системы передач. Это также устраняет необходимость в пространстве для установки двигателя. Существует ограничение на размеры двигателя, которое ограничивает выходную мощность во встроенной конфигурации. Этот двигатель широко используется производителями электрических велосипедов, такими как Hullikal, Tronx, Spero, легкие велосипеды и т. Д. Он также используется производителями двухколесных транспортных средств, такими как 22 Motors, NDS Eco Motors и т. Д.

    ii. Внутренний двигатель BLDC:

    В этом типе ротор двигателя находится внутри, а статор — снаружи, как у обычных двигателей. Этим моторам требуется внешняя система трансмиссии для передачи мощности на колеса, из-за этого конфигурация внешнего колеса немного громоздка по сравнению с конфигурацией внутреннего колеса. Многие производители трехколесных транспортных средств, такие как Goenka Electric Motors, Speego Vehicles, Kinetic Green, Volta Automotive, используют двигатели BLDC.Производители скутеров с низкими и средними характеристиками также используют двигатели BLDC для приведения в движение.

    Именно по этим причинам он широко используется в электромобилях. Главный недостаток — высокая стоимость за счет постоянных магнитов. Перегрузка двигателя сверх определенного предела сокращает срок службы постоянных магнитов из-за тепловых условий.

    3. Синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM)

    Этот двигатель также похож на двигатель BLDC, который имеет постоянные магниты на роторе .Подобно двигателям BLDC, эти двигатели также обладают такими тяговыми характеристиками, как высокая удельная мощность и высокий КПД. Разница в том, что PMSM имеет синусоидальную обратную ЭДС, тогда как BLDC имеет трапециевидную обратную ЭДС. Синхронные двигатели с постоянным магнитом доступны для более высоких мощностей. PMSM — лучший выбор для высокопроизводительных приложений, таких как автомобили, автобусы. Несмотря на высокую стоимость, PMSM составляет жесткую конкуренцию асинхронным двигателям из-за большей эффективности, чем у последних. PMSM также дороже, чем двигатели BLDC. Большинство производителей автомобилей используют двигатели PMSM для своих гибридных и электромобилей . Например, Toyota Prius, Chevrolet Bolt EV, Ford Focus Electric, нулевые мотоциклы S / SR, Nissan Leaf, Hinda Accord, BMW i3 и т. Д. Используют двигатель PMSM для приведения в движение.

    4. Трехфазные асинхронные двигатели переменного тока

    Асинхронные двигатели не имеют высокого пускового момента, как двигатели серии постоянного тока при фиксированном напряжении и работе с фиксированной частотой.Но эту характеристику можно изменить, используя различные методы контроля, такие как методы FOC или v / f. При использовании этих методов управления максимальный крутящий момент становится доступным при запуске двигателя, который подходит для тягового приложения. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором имеют долгий срок службы из-за меньшего количества обслуживания. Асинхронные двигатели могут иметь КПД 92-95%. Недостатком асинхронного двигателя является то, что он требует сложной схемы инвертора и затрудняет управление двигателем .

    В двигателях с постоянными магнитами магниты вносят вклад в плотность магнитного потока B. Следовательно, регулировать значение B в асинхронных двигателях проще по сравнению с двигателями с постоянными магнитами. Это связано с тем, что в асинхронных двигателях значение B можно регулировать путем изменения напряжения и частоты (V / f) в зависимости от требований к крутящему моменту. Это помогает снизить потери, что, в свою очередь, повышает эффективность.

    Tesla Model S — лучший пример, подтверждающий высокую производительность асинхронных двигателей по сравнению с их аналогами.Выбирая асинхронные двигатели, Тесла, возможно, хотел избавиться от зависимости от постоянных магнитов. Даже Mahindra Reva e2o использует трехфазный асинхронный двигатель в качестве двигателя. Крупные производители автомобилей, такие как TATA motors, планируют использовать асинхронные двигатели в своих автомобилях и автобусах. Производитель двухколесных мотоциклов TVS motors представит электрический скутер, в котором в качестве силовой установки используется асинхронный двигатель. Асинхронные двигатели являются предпочтительным выбором для электромобилей, ориентированных на производительность, из-за их низкой стоимости.Другое преимущество состоит в том, что он может выдерживать суровые условия окружающей среды. Благодаря этим преимуществам индийские железные дороги начали заменять свои двигатели постоянного тока асинхронными двигателями переменного тока.

    5. Электродвигатели с регулируемым сопротивлением (SRM)

    Электродвигатели с регулируемым сопротивлением — это категория электродвигателей с переменным сопротивлением и двойным сопротивлением. Электродвигатели с регулируемым сопротивлением имеют простую конструкцию и надежны. Ротор SRM представляет собой кусок многослойной стали без обмоток или постоянных магнитов на нем .Это снижает инерцию ротора, что способствует большему ускорению. Надежный характер SRM делает его подходящим для высокоскоростных приложений. SRM также предлагает высокую удельную мощность, которая является некоторыми необходимыми характеристиками электромобилей. Поскольку выделяемое тепло в основном ограничивается статором, двигатель легче охладить. Самым большим недостатком модуля SRM является сложность управления и увеличение схемы переключения . Он также имеет некоторые проблемы с шумом. Как только SRM выйдет на коммерческий рынок, в будущем он сможет заменить PMSM и асинхронные двигатели.

    Рекомендации по выбору правильного двигателя для вашего EV

    Для выбора подходящих двигателей электромобилей необходимо сначала перечислить требования к характеристикам, которым должно соответствовать транспортное средство, условиям эксплуатации и связанным с ними затратам. Например, для картинга и двухколесных транспортных средств, требующих меньшей мощности (в основном менее 3 кВт) при невысокой стоимости, хорошо использовать моторы-концентраторы BLDC. Для трехколесных и двухколесных транспортных средств также хорошо выбрать двигатели BLDC с внешней зубчатой ​​передачей или без нее.Для мощных двигателей, таких как высокопроизводительные двухколесные автомобили, автомобили, автобусы, грузовики, идеальным выбором будут двигатели PMSM или асинхронные двигатели. После того, как синхронный реактивный двигатель и реактивный реактивный двигатель станут экономически эффективными как PMSM или асинхронные двигатели, можно будет иметь больше вариантов типов двигателей для применения в электромобилях.

    Преимущества двигателей постоянного тока | Processing Magazine

    Хотя некоторые могут утверждать, что двигатели постоянного тока (DC) больше не актуальны, это определенно не так.Двигатели постоянного тока и преобразователи / приводы постоянного тока живы и здоровы в промышленности, поскольку используются во многих областях, в которых они являются лучшим вариантом (см. Рисунок 1). Двигатели переменного тока (AC), безусловно, снизили продажи двигателей постоянного тока, и они действительно дают преимущества в некоторых приложениях. Понимание различий между двигателями переменного и постоянного тока показывает, где каждый из них работает лучше всего, и помогает выбрать и определить характеристики.

    Конструкции двигателей постоянного тока

    Популярные конструкции двигателей постоянного тока включают:

    • Постоянный магнит
    • Бесщеточный
    • Шунт
    • серии
    • Составная рана или стабилизированный шунт

    Принцип работы всех этих конструкций аналогичен.Проводник с током помещается в магнитное поле, и подача энергии через эти проводники вызывает вращение двигателя. Разница между конструкциями заключается в том, как и где генерируются электромагнитные поля — в роторе или статоре.

    В двигателе с постоянными магнитами статор неподвижен и установлен на корпусе двигателя (см. Изображение 2). Он удерживает постоянные магниты, установленные рядом с вращающимися токонесущими проводниками в роторе. Подача напряжения через щетки, контактирующие с якорем на роторе, индуцирует ток, необходимый для создания механической силы, то есть вращения.Подключение двух проводов к двигателю и подача надлежащего напряжения постоянного тока приведет к запуску двигателя.

    Шунтирующие, последовательные двигатели, двигатели с составной обмоткой или стабилизированно-шунтирующие двигатели имеют ротор с электрическими соединениями через щетку и коммутатор. Щетка / коммутатор действует как переключатель для подачи напряжения на различные сегменты катушки ротора во время его вращения.

    Эта конфигурация отличается в асинхронных двигателях переменного тока и бесщеточных двигателях постоянного тока. В этих типах двигателей магнитное поле создается в неподвижном статоре.Вместо токонесущих катушек, встроенных в вращающийся ротор, катушки расположены в неподвижном статоре. Вместо постоянных магнитов, установленных на неподвижном статоре, как в двигателе постоянного тока, в роторе установлены магниты.

    Эта конструкция устраняет необходимость в электрических соединениях через щетки как в асинхронных двигателях переменного тока, так и в бесщеточных двигателях постоянного тока, поскольку вместо токоведущих проводников вращается магнитное поле. Ротор с постоянными магнитами приводится в движение током и связанным с ним магнитным полем, создаваемым напряжением переменного тока, подаваемым на обмотки статора.

    Чистка двигателей постоянного тока

    Двигатели

    переменного тока и бесщеточные двигатели постоянного тока популярны и доминируют во многих сферах применения, ранее использовавшихся стандартными двигателями постоянного тока. Хотя это изменение объясняется многими причинами, одна из самых примечательных заключается в том, что двигатели переменного тока требуют меньшего обслуживания.

    Все двигатели требуют хотя бы минимального обслуживания, такого как поддержание чистоты вентилятора и двигателя или смазка негерметичных подшипников. Однако двигатели постоянного тока также требуют контролируемой и плановой замены внутренних щеток.Это просто сделать с небольшими двигателями. Однако для двигателей постоянного тока большей мощности (л.с.) процедуры установки щеток более сложны и требуют тщательного соблюдения.

    В небольших двигателях постоянного тока с постоянными магнитами щетки можно легко и быстро заменить. Они недорогие, и их замена занимает всего несколько минут. Хорошее практическое правило — заменять щетки, когда они достигают одной трети своей первоначальной длины или каждые 2500 часов использования, в зависимости от того, что наступит раньше. Это гарантирует, что кисти всегда будут соответствовать спецификации.

    Хотя техническое обслуживание щеток часто рассматривается как недостаток по сравнению с двигателями переменного тока, щетки в двигателях постоянного тока продолжают совершенствоваться. Конструкции, снижающие износ щеток, такие как коммутаторы меньшего диаметра, увеличивают время работы двигателя между заменами щеток. Конструкция щетки, включая площадь поверхности, форму и контактное давление, также позволяет увеличить интервалы замены щетки.

    Почему DC?

    Двигатели

    постоянного тока часто выбираются вместо двигателей переменного тока по многим причинам (см. Таблицу 1).Двигатели и контроллеры постоянного тока часто являются более дешевым вариантом по сравнению с двигателями и приводами переменного тока, работающими в инверторном режиме. Это особенно верно для приложений с дробным HP.

    Двигатели постоянного тока

    существуют уже более 140 лет, поэтому они имеют большую установленную базу и, соответственно, широко знакомы с их эксплуатацией и техническим обслуживанием. Для существующих установок замена двигателя постоянного тока на новый — в отличие от перепроектирования схемы двигателя для использования двигателя переменного тока и привода — почти всегда дешевле, быстрее и проще.

    Наряду с этим, простая конструкция двигателей постоянного тока делает обслуживание, техническое обслуживание и контроль понятными и легко обслуживаемыми. Возбуждение поля не требуется, а замена щеток и обслуживание двигателя хорошо знакомы обычному промышленному электрику. Даже регулировка скорости проста: просто отрегулируйте напряжение на клеммах, часто используя местный потенциометр.

    Кроме того, до конца 1980-х годов, когда был полностью разработан частотно-регулируемый привод (VFD), двигатели постоянного тока были лучшим выбором для управления переменной скоростью, и этот вариант остается хорошо поддерживаемым.

    Крутящий момент на малой скорости

    В то время как простота управления скоростью двигателя была большой частью его раннего успеха, некоторые другие характеристики двигателей постоянного тока делают их лучшим выбором в определенных приложениях. Двигатели постоянного тока развивают полный крутящий момент на низкой скорости и во всем рабочем диапазоне от нуля до базовой скорости (см. Рисунок 1).

    Это делает двигатели постоянного тока хорошим выбором для привода нагрузок с постоянным крутящим моментом, таких как конвейерные ленты, лифты, краны, лыжные подъемники, экструдеры и миксеры. Эти приложения часто останавливаются при полной нагрузке, и полный крутящий момент двигателя постоянного тока при нулевой скорости заставляет их снова двигаться без необходимости увеличения размера.

    Двигатели постоянного тока

    имеют более высокую удельную мощность и, следовательно, меньше, чем эквивалентные двигатели переменного тока. У них нет катушки возбуждения в статоре, поэтому пространство катушки возбуждения экономится, уменьшая общий размер двигателя. Это становится существенным преимуществом в некоторых приложениях с ограниченным пространством.

    Меньшие форм-факторы также означают, что двигатели постоянного тока имеют меньшую инерцию, чем двигатели переменного тока, что обеспечивает более быстрое время разгона и замедления. Это может привести к сокращению времени цикла на производственных машинах, которые часто запускаются и останавливаются.

    Двигатели постоянного тока могут быть изготовлены для диапазонов мощности более 4000 л.с., хотя и не часто, в то время как стандартные низковольтные асинхронные двигатели не превышают 800–1200 л. с. Кроме того, необходимы более высокие напряжения, что может значительно усложнить установку и обслуживание.

    Современные двигатели и приводы переменного тока сократили разрыв в производительности с их аналогами постоянного тока, но двигатели постоянного тока общего назначения по-прежнему превосходят двигатели переменного тока общего назначения по многим параметрам. Чтобы получить сопоставимые низкоскоростные характеристики двигателя переменного тока, необходимо использовать гораздо более дорогие двигатели переменного тока с инвертором и частотно-регулируемые приводы.

    Управление двигателем

    Для создания привода с преобразователем постоянного тока требуется меньше электроники и выпрямителей, чем для создания привода с преобразователем переменного тока. При использовании привода переменного тока поступающая мощность переменного тока должна быть выпрямлена для создания постоянного тока, который затем преобразуется обратно в переменный ток для питания двигателя. Приводам постоянного тока необходимо только выпрямлять мощность переменного тока, прежде чем передавать ее на двигатель постоянного тока. Двигатели постоянного тока могут питаться напрямую от разных источников питания, даже от батарей.

    В зависимости от типа привода постоянного тока качество выходной мощности сильно различается и обычно измеряется по величине тока пульсаций, производимой приводом.Ток пульсаций определяется форм-фактором привода, который представляет собой отношение тока пульсаций, вызванного выпрямлением, к чистому постоянному току. Высокие пульсации тока приводят к повышенному нагреву двигателя и, возможно, преждевременному выходу из строя щеток. Ограничение форм-фактора 1,40 или менее в приложениях, работающих в непрерывном режиме, является хорошей практикой.

    Батарея является идеальным источником тока, поскольку ее форм-фактор равен 1,0 (см. Таблицу 2), что обеспечивает постоянное напряжение и ток для питания двигателя постоянного тока.Привод постоянного тока с широтно-импульсной модуляцией точно имитирует чистый постоянный ток с форм-фактором 1,05, что означает лишь 5-процентную пульсацию.

    Однофазный двухполупериодный выпрямленный привод постоянного тока является наиболее распространенной формой привода постоянного тока, используемой в диапазоне от 0,33 до 2 л.с. Этот привод принимает напряжение переменного тока, пропускает положительную половину формы волны и выпрямляет отрицательную часть формы волны для создания формы волны с форм-фактором 1,4 или 40-процентной пульсации тока. Эти приводы обычно называют приводами с кремниевым выпрямителем (SCR).Многие двигатели имеют «рейтинг SCR», что означает, что их крутящий момент и мощность при полной нагрузке вырабатываются даже при использовании привода SCR, в отличие от более чистого источника энергии.

    Простой однофазный привод постоянного тока с однополупериодным выпрямлением имеет гораздо худший форм-фактор. Эти диски пропускают только положительную половину синусоидального сигнала переменного тока и имеют форм-фактор 1,9. Эти полуволновые приводы постоянного тока не рекомендуются для использования с большинством двигателей постоянного тока.

    Приложения

    Двигатели постоянного тока

    подходят для многих применений, включая конвейеры, поворотные столы и другие, для которых требуются регулируемая скорость и постоянный или низкоскоростной крутящий момент.Они также хорошо работают в системах динамического торможения и реверсирования, которые распространены во многих промышленных машинах.

    Их быстрое ускорение, остановка и реверс — наряду с линейной кривой крутящего момента — делают двигатели постоянного тока популярным выбором во многих новых конструкциях, особенно для приложений с малой мощностью.

    Джо Кимбрелл (Joe Kimbrell) был менеджером по продукции в компании «Приводы, двигатели и управление движением» в AutomationDirect с 2004 года. В 1993 году он получил степень бакалавра электротехники (BSEE) в Технологическом институте Джорджии.Он начал свою карьеру в компании Rovema Packaging Machines в качестве менеджера по электротехнике и проработал там семь лет. Затем он перешел в Automation Intelligence, разработчика / производителя многоосных контроллеров движения и системного интегратора в течение следующих пяти лет, где до прихода в AutomationDirect работал менеджером по проектированию системной интеграции. С ним можно связаться по адресу jkimbr[email protected]

    В чем разница между двигателями переменного, постоянного тока и ЕС?

    Кратко:

    • По мере того, как конечные пользователи пользуются преимуществами более мощных ПЛК, они также должны учитывать безопасность.
    • Увеличивая общую вычислительную мощность ПЛК, поставщики контроллеров предоставили место для дополнительных возможностей.
    • Повышение вычислительной мощности позволило создать сложный ПЛК, который может синхронизировать сервоприводы или управлять сложными контурами процессов при передаче данных и поддержке HMI.

    Любой, кто служил в армии или даже в большой компании, понимает концепцию иерархии — она ​​определяет, кто главный, порядок подчинения и то, как каждый человек вписывается в эту структуру.Некоторые люди находят безопасность в структуре, в то время как другие с амбициями могут чувствовать себя подавленными. Подобные ситуации применяются в промышленной автоматизации. Иерархическая структура определяет, какой тип оборудования куда направляется и какие действия должны выполняться на каждом уровне. Этот подход подробно объясняется в эталонной архитектуре Purdue Enterprise (рис. 1) .

    1. Архитектура Purdue разграничивает четко определенные слои, отражая устаревшее мышление, основанное на доступных технологиях.AutomationDirect

    Он размещает технологические и полевые устройства внизу, управляющее оборудование — на среднем уровне, а корпоративные информационные системы (ИТ) — наверху. Операционная технология (OT) с ее ПЛК обычно существует на базовом уровне управления, где они взаимодействуют с полевыми устройствами, выполняют контуры управления и управляют движением. Когда есть необходимость отправить данные в системы более высокого уровня, они должны быть переданы вверх по цепочке команд, переходя от уровня к уровню.

    В этой ситуации есть две основные ошибки:

    1. Она требует больших усилий разработчика и дополнительных затрат вычислительных ресурсов при использовании нескольких протоколов связи.
    2. Он не распознает и не использует растущие возможности ПЛК сегодняшнего поколения.

    Классические архитектуры промышленной автоматизации отражают концепции и ограничения оборудования 1990-х годов. ПЛК той эпохи были менее мощными и поэтому должны были быть специализированными и ориентированными на выполнение определенных функций высокоскоростного управления. Системы более высокого уровня требовались для обеспечения более совершенных возможностей обработки данных. Но перемещение данных между нижним и верхним уровнями потребовало значительных усилий.

    Пользователи генерировали пользовательские конфигурации кода для выбора, упорядочивания и управления данными. Часто было задействовано множество деталей и программ: ПЛК, шлюзы, ПК, пакеты программного обеспечения, конфигурация сети и вспомогательный код. Даже когда возможность подключения данных могла быть исправлена, это часто происходило в ущерб безопасности. Традиционно в ПЛК было мало (если вообще было) положений о кибербезопасности, особенно для систем, подключенных к Интернету.

    Изменения и улучшения

    За последние несколько десятилетий в промышленном пространстве многое изменилось.Одна проблема заключается в том, что накладные расходы остаются проблемой. Заводы хотят более плоские и менее сложные системы управления процессами и машинами. Концепция наличия такого количества уровней специализированного оборудования расточительна, но ее можно оптимизировать с помощью более универсальных контроллеров, способных выполнять несколько дублирующих ролей. Старые ПЛК не могли справиться со своими требованиями к высокой скорости, будучи отвлеченными другими функциями управления данными.

    Повышение вычислительной мощности (Рис. 2) означает, что современные ПЛК теперь могут синхронизировать сервоприводы или управлять сложными контурами процессов при передаче данных и поддержке человеко-машинного интерфейса (HMI).Сложный ПЛК может охватывать более одного уровня.

    2. Некоторые современные ПЛК также включают расширенные функции обработки данных и протоколы связи, поэтому они могут легко связывать полевые данные OT с ИТ-системами предприятия. AutomationDirect

    Во-вторых, как только что было отмечено, ПЛК прошли долгий путь, но внедрение всех улучшения не являются единообразными для разных поставщиков. Некоторые компании решили, что традиционные структуры безопасны, и предпочли не выходить за рамки этих ограничений, даже несмотря на то, что ограниченные возможности связи затрудняют интеграцию с вышестоящим и последующим оборудованием.Синхронизация по-прежнему возможна, но она сложна в реализации и требует дополнительных накладных расходов.

    Реализовав технологические усовершенствования и увеличив общую вычислительную мощность своих ПЛК для выполнения основных функций с гораздо меньшими затратами, некоторые поставщики предоставили место для дополнительных возможностей. Например, за счет включения более длинного списка вариантов протокола связи, ПЛК может соединять промежуточные сетевые уровни и уменьшать сложность взаимодействия с предприятием.Даже относительно простой ПЛК может работать в среде, где преобладает оборудование от другого производителя. Кроме того, он может взаимодействовать с ИТ-ориентированными активами с помощью прикладного программного интерфейса репрезентативной передачи состояния (REST API) или безопасного транспорта телеметрии с очередью сообщений (MQTT / S) по проводным или беспроводным сетям. Это далеко от старых ПЛК, которые говорят только на MODBUS.

    Эта возможность может быть расширена еще больше с возможностью подключения к Интернету вещей непосредственно в облако. Даже небольшой или средний ПЛК может быть сертифицирован для подключения к платформе Microsoft Azure.Сертификация гарантирует пользователям, что устройство протестировано для работы с инфраструктурой Azure, и предоставляет четкую документацию о том, как подключиться. Azure предлагает множество возможностей промышленного Интернета вещей, чтобы помочь пользователям визуализировать и оптимизировать свои операции, в том числе:

    • Cosmos DB для хранения данных
    • Power Apps для простого создания решений с низким уровнем кода
    • Веб-визуализация и мобильная визуализация
    • Машинное обучение и аналитика для создания Расширенные модели прогнозирования

    Рассмотрим такую ​​ситуацию: ПЛК должен передавать данные восходящему потоку в корпоративную сеть для расширенной обработки. Используя традиционный подход, он перемещается по цепочке через все уровни, возможно, конвертируется в другой протокол раз или два, и в конечном итоге достигает места назначения. Альтернативой является сертифицированный для Azure ПЛК, способный взаимодействовать с центром Интернета вещей Azure без использования шлюза: прямое соединение, менее сложное и с гораздо меньшими накладными расходами.

    Применение стандартов

    Некоторые из наиболее популярных последовательных протоколов и протоколов Ethernet для целей OT включают ASCII, Modbus RTU, K-Seq, Modbus TCP и EtherNet / IP.С другой стороны, ИТ-системы используют такие протоколы, как SNTP DNS, MQTT, SMTP, SSL и веб-службы. ПЛК, объединяющий эти возможности вместе, становится мостом от ОТ к ИТ, создавая множество способов подключения нового и устаревшего заводского оборудования к сегодняшним корпоративным системам.

    Когда все элементы интеграции данных встроены и изначально находятся в ПЛК, настройка выполняется намного быстрее. ИТ-пользователи обычно предпочитают решения с открытым исходным кодом, поскольку они уже знакомы с этим подходом, а не специализированные среды, характерные для промышленных продуктов.

    3. ПЛК серии AutomationDirect BRX включают несколько вариантов подключения к данным, каждое из которых является сертифицированным устройством Microsoft Azure.AutomationDirect

    Когда эти технологии доступны, пользователи могут выбирать из ряда вариантов в зависимости от требований процесса (рис. 3 ) . Они могут:

    • Хранить данные в ПЛК и пересылать их в другие системы с помощью FTP
    • Представлять информацию в виде веб-страниц, размещенных на внутреннем веб-сервере
    • Предоставлять данные внешним клиентам с помощью REST API
    • Обмениваться данными с другими системами использование MQTT поверх TLS

    Последний из этих вариантов, MQTT, стал популярным стандартом для обмена данными между ПЛК и облаком.ПЛК в полевых условиях инициирует разговоры как исходящие сообщения с централизованным брокером, который может находиться локально, но чаще всего находится в облаке. Это обеспечивает двустороннюю связь, избегая проблем с брандмауэром и ИТ-управлением, которые могут возникнуть при многих типах входящей связи.

    Связь MQTT быстро реагирует, но в то же время может выдерживать сбои сети и связи, обычно встречающиеся на периферии. ПЛК, использующий MQTT, идеально подходит для передачи данных на платформу IIoT, расположенную в службе облачных вычислений, такой как Microsoft Azure.Пользователи могут получать доступ к данным с помощью корпоративных или мобильных клиентов, или они могут создавать другие приложения для использования этих данных MQTT, полученных из ПЛК.

    Безопасность и гибкость

    Улучшение подключения к ПЛК, к сожалению, ведет к большим рискам кибербезопасности. Следовательно, новые ПЛК должны включать встроенные функции безопасности, такие как:

    • По умолчанию закрыто для запросов из внешнего мира
    • Встроенное хранилище учетных данных имени пользователя и пароля, управляемое персоналом ОТ
    • Белый список IP-адресов для контроля внешних клиентам разрешено обмениваться данными с ПЛК.
    • Безопасная связь через TLS, когда это возможно

    По мере того, как конечные пользователи пользуются преимуществами более мощных ПЛК, они должны гарантировать, что эти возможности безопасности доступны и настроены должным образом.

    Вчерашние ПЛК и другие продукты для промышленной автоматизации были в значительной степени неспособны решать сложные вычислительные задачи, которые нужны пользователям сегодня, потому что они были специализированными и ограниченными с точки зрения обработки данных. Вычислительная мощность, заложенная в сегодняшние цифровые устройства OT, обеспечивает более широкие возможности для поддержки IoT и аналитических усилий на уровне предприятия и в облаке. Объединение проверенных технологий на основе OT с тщательно скоординированными коммуникациями, удобными для ИТ, и безопасностью приводит к мощной комбинации ПЛК.Современные ПЛК могут подключаться напрямую к облаку, что упрощает преодоление традиционных ограничений.

    Дэймон Первис (Damon Purvis) — менеджер по продукции ПЛК в AutomationDirect.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *