Защита насосов и двигателей без датчиков: реле контроля нагрузки

[samsony1]

Контроль коэффициента мощности (cos φ) и/или активной мощности в цепи питания электродвигателя или насоса позволяет без применения датчиков обнаруживать различные ситуации в работе оборудования, используя двигатель как датчик для получения обратной связи о процессе или состоянии установки.

Три способа контроля нагрузки при помощи реле контроля:

1. Контроль тока
Контроль тока в цепи питания двигателя не дает полной картины о нагрузке и может лишь ограниченно использоваться для данных целей, в связи со следующими факторами:

В сетях переменного тока измеряемый ток является суммой реактивной и активной составляющих. При генерации механической силы решающее значение имеет именно активная составляющая. Реактивная составляющая в основном идет на потери и не влияет на момент вращения.
В ситуации недогрузки ток уменьшается нелинейно по отношению к нагрузке, остается относительно высоким в связи с существенным влиянием токов намагничивания. Следовательно, не существует достаточной корреляции между протекающим током и нагрузкой.
Ток зависит от напряжения питания. В ситуации падения напряжения при постоянной нагрузке ток будет увеличиваться. Что затрудняет мониторинг активной составляющей.
Поэтому контроль тока позволяет определять только критические состояния в работе оборудования, такие как блокировка привода, т. к. в этом случае ток значительно возрастает.

источник - здесь

[samsony1]

2. Контроль коэффициента мощности

Коэффициент мощности (cos φ) — это косинус угла фазового сдвига между протекающим током и приложенным напряжением. В случаях с электродвигателем косинус фи зависит от нагрузки и теоретически равен 1 для идеальной ситуации. Однако в связи с индукцией в реальной ситуации рабочее значение находится между 0,85 … 0,95 при номинальной нагрузке.

В ситуации недогруза мониторинг cos φ позволяет своевременно обнаружить данное состояние, т. к. потери существенно возрастают при падении нагрузки и могут достигать <0.5 для ситуации работы двигателя без нагрузки.

Данный способ контроля не может применяться, если установка постоянно работает в режиме недогрузки или перегрузки (т. е. если насос или двигатель неправильно подобран для данной установки), т. к. в таком случае изменение нагрузки будет незначительно влиять на угол фазового сдвига φ.

источник - здесь

[samsony1]

3. Контроль активной мощности

Контроль значения активной мощности позволяет наиболее полно судить о состоянии электродвигателя, потому что эффективная мощность пропорциональна мощности на валу. Существует прямая корреляция между эффективной потребляемой мощностью и нагрузкой двигателя (момент с постоянной скоростью вращения) во всем рабочем диапазоне. За счет линейной характеристики данный способ контроля является наиболее точным и информативным.



источник - здесь

[samsony1]

Преимущества реле контроля нагрузки по сравнению с датчиками:

 - нет сложностей, связанных с загрязнением датчиков и их калибровкой;
 - не требуются обслуживание и чистка;
 - снижение затрат при монтаже, т. к. не требуется прокладка кабеля;
 - не нужно использовать взрывозащищенные барьеры;
 - меньше компонентов — выше надежность;
 - простота модернизации, т. к. можно использовать свободное место в существующем электрощите.



источник - здесь

[samsony1]

источник - здесь