Tipos de proteção elétrica de motores elétricos assíncronos

Proteção de motores elétricos assíncronos

Motores assíncronos trifásicos CA com tensão de até 500 V em potências de 0,05 a 350 - 400 kW são o tipo mais comum de motores elétricos.

O funcionamento confiável e ininterrupto dos motores elétricos é assegurado sobretudo pela sua correta seleção em termos de potência nominal, modo de operação e forma de execução. Não menos importante é a observância dos requisitos e regras necessários na composição de um circuito elétrico, escolha de equipamentos de controle, fios e cabos, instalação e operação do acionamento elétrico.

Modos de operação de emergência de motores elétricos

Mesmo para acionamentos elétricos projetados e operados corretamente, durante sua operação, sempre existe a possibilidade de ocorrência de modos de emergência ou anormais do motor e de outros equipamentos elétricos.

Os modos de emergência incluem:

1) curto-circuitos multifásicos (trifásicos e bifásicos) e monofásicos nos enrolamentos de um motor elétrico; curtos-circuitos multifásicos na caixa de terminais do motor elétrico e no circuito externo de alimentação (em fios e cabos, nos contatos dos dispositivos de comutação, nas caixas de resistência); curtos-circuitos de fase na carcaça ou fio neutro dentro do motor ou em um circuito externo - em redes com neutro aterrado; curtos-circuitos no circuito de controle; curtos-circuitos entre voltas do enrolamento do motor (circuitos de volta).

Os curtos-circuitos são as condições de emergência mais perigosas em instalações elétricas. Na maioria dos casos, ocorrem devido a danos no isolamento ou sobreposição. As correntes de curto-circuito às vezes atingem valores dezenas e centenas de vezes maiores que os valores das correntes no modo normal, e seu efeito térmico e as forças dinâmicas às quais as partes vivas são submetidas podem levar à falha do toda a instalação elétrica;

2) sobrecarga térmica do motor elétrico devido à passagem de correntes aumentadas por seus enrolamentos: quando o mecanismo de trabalho é sobrecarregado por motivos tecnológicos, especialmente condições severas de partida, motor sob carga ou parado, redução prolongada da tensão da rede, perda de uma das fases do circuito de alimentação externa ou quebra de fios no enrolamento do motor, danos mecânicos no motor ou no mecanismo de operação e sobrecargas térmicas com deterioração das condições de resfriamento do motor.

Sobrecargas térmicas causam principalmente envelhecimento acelerado e destruição do isolamento do motor, o que leva a um curto-circuito, ou seja, a um acidente grave e falha prematura do motor.

Tipos de proteção para motores elétricos assíncronos

São fornecidas medidas de proteção para proteger o motor contra danos em caso de violação das condições normais de operação, bem como a desconexão oportuna do motor defeituoso da rede, evitando ou limitando o desenvolvimento de um acidente.

O meio principal e mais eficaz é a proteção elétrica dos motores, realizada de acordo com «Normas de construção de instalações elétricas» (PUE).

Dependendo da natureza das possíveis falhas e modos anormais de operação, existem vários tipos básicos mais comuns de proteção elétrica de motores assíncronos.

Proteção de motores assíncronos contra curto-circuito

A proteção contra curto-circuito desliga o motor quando ocorrem correntes de curto-circuito em seu circuito de alimentação (principal) ou no circuito de controle.

Os dispositivos que fornecem proteção contra curtos-circuitos (fusíveis, relés eletromagnéticos, disjuntores com liberação eletromagnética) atuam quase imediatamente, ou seja, sem atraso de tempo.

Proteção contra sobrecarga de motores assíncronos

A proteção contra sobrecarga protege o motor contra superaquecimento inaceitável, especialmente mesmo com sobrecargas térmicas relativamente pequenas, mas de longo prazo. A proteção contra sobrecarga só deve ser usada para motores elétricos desses mecanismos de operação, onde aumentos anormais de carga são possíveis no caso de distúrbios do processo operacional.

Dispositivos de proteção contra sobrecarga (temperatura e relés térmicos, relés eletromagnéticos, interruptores automáticos com liberação térmica ou com mecanismo de relógio) quando ocorre uma sobrecarga, eles desligam o motor com um certo atraso, quanto maior, menor a sobrecarga e, em alguns casos, com sobrecargas significativas e imediatamente.

Proteção de motores elétricos assíncronos contra falta ou desaparecimento de tensões

A proteção contra baixa ou baixa tensão (proteção zero) é realizada com a ajuda de um ou mais dispositivos eletromagnéticos, atua ao desligar o motor em caso de falha de energia ou quando a tensão da rede cai abaixo do valor definido e protege o motor de ligar espontaneamente após a eliminação da interrupção do fornecimento de energia ou restauração da tensão de rede normal.

A proteção especial de motores elétricos assíncronos contra operação bifásica protege o motor de superaquecimento, bem como de "rollover", ou seja, parada sob corrente devido à diminuição do torque desenvolvido pelo motor quando uma das fases do circuito principal circuito é interrompido. A proteção atua quando o motor é ligado.

Relés térmicos e eletromagnéticos são usados ​​como dispositivos de proteção. No segundo caso, a proteção pode não ter temporização.

Outros tipos de proteção elétrica de motores assíncronos

Existem alguns outros tipos de proteção menos comuns (contra sobretensão, faltas à terra monofásicas em redes com neutro isolado, aumento da velocidade de rotação do inversor, etc.).

Dispositivos elétricos usados ​​para proteger motores elétricos

Os dispositivos de proteção elétrica podem aplicar um ou mais tipos de proteção simultaneamente. Por exemplo, alguns disjuntores fornecem proteção contra curto-circuito e sobrecarga. Alguns dos dispositivos de segurança, por exemplo fusíveis, são dispositivos de ação simples e requerem substituição ou recarga após cada atuação, outros, como relés eletromagnéticos e térmicos, são dispositivos de ação múltipla. Estes últimos diferem na forma como retornam ao modo de espera para dispositivos de autoajuste e reinicialização manual.

Seleção do tipo de proteção elétrica de motores elétricos assíncronos

A escolha de um ou outro tipo de proteção ou várias ao mesmo tempo é feita em cada caso específico, levando em consideração o grau de responsabilidade do inversor, sua potência, condições de operação e procedimento de manutenção (presença ou ausência de pessoal de manutenção permanente) .

A análise dos dados sobre a taxa de acidentes de equipamentos elétricos na oficina, no canteiro de obras, na oficina, etc., revelando as violações mais repetidas do funcionamento normal dos motores e equipamentos tecnológicos, pode ser de grande benefício. Você deve sempre se esforçar para garantir que a proteção seja o mais simples e confiável possível na operação.

Qualquer motor, independentemente de sua potência e tensão, deve ser protegido contra curtos-circuitos. As seguintes circunstâncias devem ser consideradas aqui. Por um lado, a proteção deve ser desabilitada pelas correntes de partida e frenagem do motor, que podem ser de 5 a 10 vezes maiores que sua corrente nominal.Por outro lado, em vários casos de curto-circuito, por exemplo, em circuitos de enrolamento, curto-circuito entre fases próximo ao ponto neutro do enrolamento do estator, curto-circuito na caixa interna do motor, etc., a proteção deve opere em correntes de -baixo desde a corrente inicial.

É difícil atender a esses requisitos conflitantes simultaneamente com soluções simples e baratas. Portanto, o sistema de proteção de motores assíncronos de baixa tensão é construído com base na suposição deliberada de que, com algumas das falhas mencionadas acima no motor, este não é desconectado da proteção imediatamente, mas apenas durante o desenvolvimento dessas falhas, após a corrente consumida pelo motor da rede aumentou significativamente.

Um dos requisitos mais importantes para os dispositivos de proteção do motor é sua ação clara em modos de operação de emergência e anormal do motor e, ao mesmo tempo, a inadmissibilidade de alarmes falsos. Portanto, os dispositivos de proteção devem ser adequadamente selecionados e cuidadosamente ajustados.