Proteção termistor (positor) de motores elétricos

A proteção de motores elétricos assíncronos contra superaquecimento é tradicionalmente implementada com base na proteção de sobrecorrente térmica. Na maioria dos motores em operação, é utilizada proteção térmica contra sobrecorrente, que não leva em conta com precisão os regimes reais de temperatura de operação dos motores elétricos, bem como suas constantes de temperatura ao longo do tempo.

Na proteção térmica indireta de um motor de indução placas bimetálicas inclua no circuito de alimentação dos enrolamentos do estator de um motor elétrico assíncrono e, quando a corrente máxima permitida do estator for excedida, as placas bimetálicas, quando aquecidas, desligam a alimentação do estator da fonte de energia.

A desvantagem desse método é que a proteção não responde à temperatura de aquecimento dos enrolamentos do estator, mas sim à quantidade de calor liberada, sem levar em consideração o tempo de operação na zona de sobrecarga e as condições reais de resfriamento do motor de indução .Isso não permite o aproveitamento total da capacidade de sobrecarga do motor elétrico e reduz o desempenho de equipamentos operando em modo intermitente devido a falsos desligamentos.

Complexidade de construção relés térmicos, a confiabilidade insuficientemente alta dos sistemas de proteção baseados neles levou à criação de proteção térmica que responde diretamente à temperatura do objeto protegido. Neste caso, os sensores de temperatura são montados no enrolamento do motor.

Dispositivos de proteção sensíveis à temperatura: termistores, positores

Usando termistores e pósitrons de sensores de temperatura - resistores semicondutores que mudam sua resistência com a temperatura…. Os termistores são resistores semicondutores com um grande TSC negativo. À medida que a temperatura aumenta, a resistência do termistor diminui, que é usada para o circuito de desligamento do motor. Para aumentar a inclinação da resistência versus a dependência da temperatura, termistores colados a três fases são conectados em paralelo (Figura 1).

Figura 1 — Dependência da resistência dos posistores e termistores da temperatura: a — ligação em série dos posistores; b — conexão paralela de termistores

Posistores são resistores não lineares com um TCK positivo. Quando uma certa temperatura é atingida, a resistência do positor aumenta acentuadamente em várias ordens de grandeza.

Para aumentar este efeito, os positores de diferentes fases são conectados em série. As características dos positores são mostradas na figura.

A proteção através de depositantes é mais perfeita. Dependendo da classe de isolamento dos enrolamentos do motor, as posições de temperatura de reação = 105, 115, 130, 145 e 160 são tomadas.Essa temperatura é chamada de temperatura de classificação. O positor muda sua resistência bruscamente na temperatura em não mais que 12 s. Quando a resistência de três positores conectados em série não deve ser superior a 1650 ohms, à temperatura, sua resistência deve ser de pelo menos 4000 ohms.

A vida útil garantida do positor é de 20.000 horas. Estruturalmente, o posistor é um disco com diâmetro de 3,5 mm e espessura de 1 mm, coberto com esmalte de silício orgânico, que cria a necessária resistência à umidade e resistência elétrica do isolamento.

Considere o circuito de proteção PTC mostrado na Figura 2.

Figura 2 — Aparelho para proteção de depositantes com retorno manual: a — diagrama esquemático; b — esquema de ligação ao motor

Os contatos 1, 2 do circuito (Figura 2, a) são conectados aos positores montados nas três fases do motor (Figura 2, b). Os transistores VT1, VT2 são ativados de acordo com o circuito de disparo Schmid e operam no modo chave. O relé de saída K é conectado ao circuito coletor do transistor de estágio final VT3, que atua no enrolamento de partida.

À temperatura normal do enrolamento do motor e dos seus positores associados, a resistência deste último é pequena. A resistência entre os pontos 1-2 do circuito também é pequena, o transistor VT1 está fechado (com base em um pequeno potencial negativo), o transistor VT2 está aberto (alto potencial). O potencial negativo do coletor do transistor VT3 é pequeno e fechado. Neste caso, a corrente na bobina do relé K é insuficiente para o seu funcionamento.

Quando o enrolamento do motor é aquecido, a resistência dos positores aumenta e, a um determinado valor dessa resistência, o potencial negativo do ponto 3 atinge a tensão de disparo. O modo de operação do relé é fornecido pela realimentação do emissor (resistência no circuito emissor VT1) e realimentação do coletor entre o coletor VT2 e a base VT1. Quando o gatilho é acionado, VT2 fecha e VT3 abre. O relé K é ativado, fechando os circuitos de sinal e abrindo o circuito eletromagnético de partida, após o que o enrolamento do estator é desconectado da tensão de rede.

Depois que o motor esfriou, ele pode ser ligado pressionando o botão «retorno», que retorna o gatilho à sua posição inicial.

Nos motores elétricos modernos, os posicionadores de proteção são montados na frente dos enrolamentos do motor. Em motores mais antigos, os positores podem ser colados na cabeça da bobina.

Vantagens e desvantagens da proteção do termistor (positor)

A proteção termossensível de motores elétricos é preferível nos casos em que é impossível determinar a temperatura do motor elétrico com precisão suficiente a partir da corrente. Isso se aplica principalmente a motores elétricos com longos períodos de partida, operações frequentes de ligar e desligar (operação periódica) ou motores de velocidade variável (com conversores de frequência). A proteção do termistor também é eficaz em caso de contaminação pesada de motores elétricos ou falha do sistema de resfriamento forçado.

As desvantagens da proteção por termistor são que nem todos os tipos de motores elétricos são fabricados com termistores ou posistores.Isso é especialmente verdadeiro para motores elétricos produzidos internamente. Termistores e posistores podem ser instalados em motores elétricos somente em oficinas estacionárias. A característica de temperatura do termistor é bastante inercial e depende fortemente da temperatura ambiente e das condições de operação do próprio motor elétrico.

A proteção do termistor requer um bloco eletrônico especial: um dispositivo de proteção do termistor para motores elétricos, um relé de sobrecarga térmico ou eletrônico, que contém blocos de ajuste e ajuste, bem como relés eletromagnéticos de saída, que são usados ​​para desligar a bobina de partida ou liberação eletromagnética.