28. augusta 2020

Motorové spúšťače ako forma účinnej ochrany

TME s.r.o.

Elektrické pohony potrebujú účinnú ochranu proti preťaženiu a skratu. Oba javy narušujú chod motorov a predstavujú riziko kvôli ich možnému poškodeniu. To by mohlo viesť k situácii potenciálne nebezpečnej pre osoby, ktoré s predmetnými zariadeniami prichádzajú do styku. Liekom na obe hrozby predstavujú moderné motorové spúšťače, ktoré popri ističoch, prúdových chráničoch, stýkačoch, detektoroch (snímačoch) výpadku a sledu fáz tvoria systémy viacúrovňovej ochrany pohonov.

Čo sú to motorové spúšťače a aká je ich úloha?

Najkratšia odpoveď na túto otázku znie: za motorové spúšťače považujeme spínacie prístroje na spínanie, ochranu a odpínanie prúdových obvodov s motorovou záťažou. Tieto prvky chránia pohony pred zničením pri spúšťaní, preťažení, skrate alebo výpadku fázy v trojfázových vedeniach. Ich charakteristickou vlastnosťou je prítomnosť tepelnej a elektromagnetickej spúšte a prípadne možnosť podpäťovej spúšte, vypínacej spúšte, pomocných kontaktov alebo pomocných kontaktov signalizujúcich vypnutie.

Uvedený opis je veľmi stručnou definíciou, ktorá si vyžaduje rozvinutie. Motorové spúšťače umožňujú ochranu pohonov bez dodatočných poistiek, čo znamená, že predstavujú kompaktné riešenie umožňujúce úsporu priestoru a nákladov. Úloha týchto modulov, ktoré reagujú v milisekundách, je významná – chránia najcennejší komponent elektrického zariadenia, ktorým je jeho motor. Navyše, zároveň zabezpečujú ochranu siete, ktorá ho napája, pred následkami skratu, preťaženia alebo fázovej asymetrie. No najdôležitejším zadaním motorových spúšťačov je rýchle odpojenie napájania v momente detegovania skratového alebo preťažovacieho prúdu, preto je ich použitie absolútne nevyhnutné všade tam, kde sa objavuje spúšťací prúd. Každý motorový spúšťač je vybavený elektromagnetickou spúšťou, ktorá zodpovedá za reakciu na skrat a tepelnou spúšťou zodpovednou za vypnutie obvodu v momente detegovania preťaženia (ochrana vinutia motora), ale reaguje aj v prípade výpadku fázy v 3 fázových vedeniach. Kontrola fáz a reagovanie na príliš vysokú teplotu obvodu má veľký význam, pretože sa stáva, že lokálny dodávateľ elektrickej energie spustí po zániku napájania najprv iba dve fázy, čo môže spôsobiť poruchu pohonu. Dve uvedené spúšte – tepelná a elektromagnetická – sú niečo ako srdce motorových spúšťačov, ktoré navyše okrem motora chráni aj stýkač. Musí však byť splnená jedna podmienka: spúšťač treba inštalovať pred stýkač.

Diferenciácia pohonov používaných v priemysle a vôbec pri výrobe je dnes obrovská a podobne vyzerá situácia aj medzi motorovými spúšťačmi. Pri výbere motorového spúšťača pre akýkoľvek pohon je potrebné riadiť sa jednoduchým pravidlom: nastavený menovitý prúd spúšťača nemôže byť menší ako menovitý prúd motora v normálnom režime v jeho optimálnych podmienkach. Pre správne nastavenie možno použiť jednoduchú rovnicu Im x 1,1 = Isp v ktorej Im je menovitý prúd motora a Isp je cieľový prúd v motorovom spúšťači.

Úlohou spúšťačov, o ktorej sa často nehovorí, je funkcia manuálneho zapínania a vypínania motorov. Realizuje sa pomocou rôznych druhov prepínačov, predovšetkým kolískových a otočných. Jednoducho povedané, umožňujú manuálne ovládať a kontrolovať motor.

Základné druhy motorových spúšťačov a ich doplnková výbava.

Najrozšírenejšie delenie motorových spúšťačov vyplýva z parametrov prúdu a siete, preto sa rozlišujú spúšťače: 1-fázové (kotva nakrátko, sériové atď.) a 3-fázové (kotva nakrátko, lineárne, krúžkové atď.). A tiež, analogicky, spúšťače napájané AC alebo DC prúdom. Bežne sa tiež delia na klasické spúšťače využívajúce bimetalické vlastnosti a elektronické s elektronickým preťažovacím modulom a ovládacou jednotkou. Deliť ich možno aj podľa polarizácie (2-pólové, 3-pólové). Ďalšie delenia na druhy, typy, podtypy už vychádzajú z konkrétnych parametrov spúšťačov. Každý výrobca si stanovuje vlastné kritériá, ktoré sú z jeho pohľadu dôležité.

Motorové spúšťače je možné tvoriť mnohým príslušenstvom s podpäťovou a vypínacou spúšťou na čele. V prípade tých prvých dochádza k spusteniu spúšťača pri poklese (zániku) napätia v pripojenom obvode. V druhom prípade (vypínacia cievka) ide o spustenie spúšťača po dodaní impulzného signálu alebo konštantného napätia na cievku.

Druhou dôležitou skupinou príslušenstva spolupracujúceho s motorovými spúšťačmi sú pomocné kontakty. Slúžia na odovzdávanie informácií o činnosti spúšťača a (okrem iného) na realizáciu ovládacích obvodov. Dôležitou skupinou sú kontakty indikujúce spustenie, aj keď poprední výrobcovia motorových spúšťačov čoraz častejšie vybavujú svoje výrobky integrovaným vylepšením, ktorým je signalizácie spustenia každej z ochrán. Často už samotná poloha otočného alebo kolískového prepínača signalizuje napríklad spustenie skratovej spúšte. Zjednodušujúcim prvkom môžu byť farebné a mechanicky presúvané indikátory objavujúce sa v špeciálne vyčlenených okienkach a signalizujúce svojou farbou (napr. červenou) spustenie skratovej spúšte. Toto riešenie sa objavilo ako dôsledok toho, že operátori dozerajúci na pohony vybavené motorovými spúšťačmi mali často problém odlíšiť, ktorý typ ochrany sa spustil v danom momente – či ochrana pred skratom alebo preťažením.

Motorové spúšťače v ponuke TME.

Ponuka Transfer Multisort Elektronik v oblasti motorových spúšťačov, to sú stovky produktov pochádzajúcich od renomovaných svetových výrobcov. Nasledujúca časť prezentuje paletu rôznych druhov, modelových radov a sérií motorových spúšťačov dodávaných štyrmi gigantmi, ktorými sú nepochybne SIEMENS, ABB, EATON a SCHNEIDER ELECTRIC. Katalóg produktov tvorí aj bohatý výber kompatibilného príslušenstva a produkty mnohých iných producentov.

Motorové spúšťače SIEMENS a ochranné príslušenstvo.

Motorové spúšťače a príslušenstvo značky Siemens je koncentrované v produktovej skupine Sirius 3RV, ktorá tvorí komponent modulového systému Sirius a je určená pre aplikácie do 100A. Podobne ako v prípade konkurencie je aj tento systém tvorený spúšťačmi s rôznymi parametrami, dostupnými v siedmich kompaktných rodinách, a tiež štandardizované doplnkové vybavenie. Ergonomické skrutkové alebo pružinové svorky zjednodušujú a urýchľujú údržbu. Tieto spúšťače sú okrem toho určené aj pre bežný prepínací cyklus, aj pre bezpečné izolovanie systému proti napájaniu počas údržby alebo modifikácie systému. Skupinu spúšťačov Sirius 3RV producent rozdelil na dve podskupiny s kódmi 3RV1011 a 3RV2, upevnené na DIN lištách. Tá prvá, vybavená kolískovými prepínačmi, pozostáva iba z jednej rodiny modelov vo veľkosti S00, pre ktoré sa pracovné napätie pohybuje v intervale 220-690V, skratová spúšť je nastavená pre prúdy od 0,11A do 12A. Druhá podskupina 3RV2 je vybavená otočnými prepínačmi, pozostáva zo šiestich modelových rodín (3RV20/ – 21/ -23/ -24/ -27 a -28) vo veľkostiach S00, S0, S2 a S3, pre ktoré je pracovné napätie limitované do 690V, skratová spúšť je nastavená pre prúdy od 0,11A do 100A. Čo sa týka doplnkového príslušenstva pre spúšťače Sirius 3RV1 a 3RV2, majú zákazníci na výber čelné alebo bočné pomocné kontakty (2- a 4-pólové), signalizačné kontakty pri zániku fázy a podpäťové spúšte.

Motorové spúšťače ABB a ochranné príslušenstvo.

Spúšťače značky ABB sú združené v dvoch produktových skupinách označených kódmi MS116 a MS132. Predstavujú riešenie zhodné so všetkými prijatými štandardmi, cez blokádu rukoväte (MS132), funkciu testu a ponuku regulácie tolerovanej intenzity prúdu. Vyznačujú sa širokým rozsahom povolenej pracovnej teploty a kompaktnými rozmermi (šírka 45 mm). Obe skupiny produktov zabezpečujú aj veľký rozsah ochrany motorov s výkonmi do 15 kW (400V) / 32A vďaka možnostiam skratovej spúšte pri 50kA (MS116) i 100kA (MS132). Ďalšími funkciami motorových spúšťačov ABB MS 116/132 sú okrem iného funkcia kompenzácie teploty (bez vypínania do 60º C), otočný prepínač s výrazným označením polohy a kompatibilita manuálneho spúšťača motora s 1 a 3-fázovými aplikáciami. Ďalším príslušenstvom sú pomocné kontakty, signalizačné kontakty, podpäťové spúšte, vypínacie cievky a spínače, bloky napájania a blokovacie mechanizmy na ochranu proti neautorizovaným zmenám (pre sériu MS116).

Motorové EATON a ochranné príslušenstvo.

Motorové spúšťače značky Eaton, to sú série PKZM0, PKZM4 a elektronické ističe PKE, ktoré poskytujú možnosť regulácie prúdu preťaženia v širokom rozsahu.

Motorové spúšťače PKZM01 s tlačidlovým ovládaním sú dostupné do 16 A a používajú sa najčastejšie v malých strojoch a zariadeniach, v ktorých je preferované tlačidlové ovládanie. Celý rad príslušenstva zdieľaného s aparátmi PKZM0 ako napríklad kryty s krytím IP65 s hríbovým tlačidlom uľahčuje ich používanie v závislosti od požiadaviek užívateľa.

Séria PKZM4 predstavuje samočinné motorové spúšťače určené na ochranu motorových záťaží s menovitým prúdom do 65A. Majú veľmi účinnú vypínaciu schopnosť , zvýšenú na 150kA pre modely s menovitým prúdom do 25A. Integrovaná skratová spúšť s továrensky prednastaveným spúšťacím prúdom a tepelná spúšť s regulovateľným nastavením, to je v prípade tejto série účinná ochrana rovnako motora aj samotnej inštalácie.

Motorové spúšťače PKE s elektronickým tepelným článkom predstavujú zaujímavú alternatívu pre riešenia používané v sérii PKZ, ktoré využívajú bimetalické vlastnosti. Tieto špecifické spúšťače s elektronickou spúšťou a jej širokými možnosťami nastavení majú mnoho výhod v porovnaní s klasickou tepelnou ochranou. Vyznačujú sa naozaj širokými možnosťami regulácie, malými tepelnými stratami, triedou vypínania väčšou ako 10 a veľmi presnou a časovo stabilnou vypínacou charakteristikou. Široký rozsah nastavení týchto spúšťačov umožňuje zredukovať počet zariadení v rade, na druhej strane ich široká funkcionalita poskytuje vysokú úroveň flexibility pri ochrane motorov s menovitým prúdom do 65A.

V prípade všetkých troch uvedených sérií motorových spúšťačov značky Eaton ponúka spoločnosť TME také príslušenstvo ako pomocné kontakty (bočné, čelné), podpäťové spúšte a vypínacie spúšte atď.

Motorové spúšťače SCHNEIDER ELECTRIC a ochranné príslušenstvo.

Motorové spúšťače značky Schneider sú označené GZ1, GV2 (šírka modulu 45mm) a GV3 (55mm). Vyznačujú sa jednoduchou, odolnou konštrukciou a spoľahlivosťou. GV2 sú 3-fázové motorové spúšťače určené na kontrolu a ochranu motorov v súlade so štandardmi IFC 947-2 a IFC 947-4-1. Pripojenie je realizované skrutkovými svorkami, na ovládanie slúži kolískové tlačidlo (poloha I a O).
Tieto spúšťače chránia motory s výkonom do 15 kW/400V v 15 prúdových rozsahoch (od 0,10A do 32A). Ponúkajú nastaviteľnú tepelnú ochranu a prispôsobenie menovitej hodnote prúdu motora pomocou otočného gombíka. Magnetická ochrana v spúšťačoch GV2 má pevný vypínací prah, ktorý sa rovná 13-násobku maximálnej hodnoty prúdu tepelnej ochrany.

GZ1 je séria 3-fázových motorových spúšťačov zhodných s normami IEC 947-1, IEC 947-2 a IEN 60204. Pripojenie a ovládanie motora sa v nich realizuje rovnako ako pri modeloch GV2. Tieto spúšťače sú určené na ochranu 3-fázových motorov s takými výkonmi, ako v prípade série GV2, teda do 15 kW/400V.

Na rozdiel od predošlej série ponúka séria GV3 pripojenie skrutkami BTR (šesťhrany) doťahovanými imbusovým kľúčom, čím sa dá vyhnúť „tečeniu” vodičov. Motorové spúšťače GV3-P sú dostupné aj s očkovými koncovkami. Tento typ pripojenia spĺňa požiadavky niektorých ázijských trhov a je vhodný všade tam, kde nie sú zaznamenané silné vibrácie. V ponuke Schneider Electric sú dostupné aj kryty a bezpečnostné prepínače s krytím IP55, vďaka čomu je možné namontovať tieto zariadenia v náročných podmienkach so zvýšenou vlhkosťou a prašnosťou, ako aj celá paleta iného príslušenstva kompatibilného s tromi uvedenými produktovými sériami.