הגנת תרמיסטור (פוזיטור) של מנועים חשמליים
ההגנה של מנועים חשמליים אסינכרוניים מפני התחממות יתר מיושמת באופן מסורתי על בסיס הגנת זרם יתר תרמית. ברוב המנועים הפועלים, נעשה שימוש בהגנה תרמית מפני זרם יתר, שאינה לוקחת בחשבון במדויק את משטרי טמפרטורת הפעולה בפועל של מנועים חשמליים, כמו גם את קבועי הטמפרטורה שלהם לאורך זמן.
בהגנה תרמית עקיפה של מנוע אינדוקציה לוחות דו מתכתיים כוללים במעגל האספקה של פיתולי הסטטור של מנוע חשמלי אסינכרוני, וכאשר חריגה מזרם הסטטור המרבי המותר, הלוחות הדו-מתכתיים, כאשר הם מחוממים, מכבים את אספקת הסטטור ממקור הכוח.
החיסרון בשיטה זו הוא שההגנה אינה מגיבה לטמפרטורת החימום של פיתולי הסטטור, אלא לכמות החום המשתחררת, מבלי לקחת בחשבון את זמן הפעולה באזור עומס יתר ותנאי הקירור בפועל של מנוע האינדוקציה. .זה אינו מאפשר שימוש מלא בקיבולת עומס היתר של המנוע החשמלי ומפחית את הביצועים של ציוד הפועל במצב לסירוגין עקב כיבוי שווא.
מורכבות הבנייה ממסרים תרמיים, אמינות לא מספיק גבוהה של מערכות הגנה המבוססות עליהם הובילה ליצירת הגנה תרמית המגיבה ישירות לטמפרטורה של האובייקט המוגן. במקרה זה, חיישני טמפרטורה מותקנים על סליל המנוע.
התקני הגנה רגישים לטמפרטורה: תרמיסטורים, פוזיסטורים
באמצעות חיישני טמפרטורה תרמיסטורים ופוזיטרונים - נגדים מוליכים למחצה המשנים את ההתנגדות שלהם עם הטמפרטורה... תרמיסטורים הם נגדים מוליכים למחצה עם TSC שלילי גדול. ככל שהטמפרטורה עולה, ההתנגדות של התרמיסטור פוחתת, המשמשת למעגל כיבוי המנוע. כדי להגדיל את שיפוע ההתנגדות לעומת תלות הטמפרטורה, תרמיסטורים המודבקים לשלושה שלבים מחוברים במקביל (איור 1).
איור 1 - תלות ההתנגדות של פוסיסטורים ותרמיסטורים בטמפרטורה: א - חיבור סדרתי של פוזיסטורים; ב - חיבור מקביל של תרמיסטורים
פוזיסטורים הם נגדים לא ליניאריים עם TCK חיובי. כאשר מגיעים לטמפרטורה מסוימת, ההתנגדות של הפוסיסטור עולה בחדות במספר סדרי גודל.
כדי לשפר את האפקט הזה, פוזיסטורים של שלבים שונים מחוברים בסדרה. המאפיינים של הפוזיסטורים מוצגים באיור.
ההגנה באמצעות פוזיטורים מושלמת יותר. בהתאם לדרגת הבידוד של פיתולי המנוע, נלקחים עמדות טמפרטורת תגובה = 105, 115, 130, 145 ו- 160.טמפרטורה זו נקראת טמפרטורת הסיווג. הפוסיסט משנה את ההתנגדות שלו בחדות בטמפרטורה תוך לא יותר מ-12 שניות. כאשר ההתנגדות של שלושה פוזיסטרים המחוברים בסדרה צריכה להיות לא יותר מ-1650 אוהם, בטמפרטורה ההתנגדות שלהם צריכה להיות לפחות 4000 אוהם.
חיי השירות המובטחים של הפוזיסטור הם 20,000 שעות. מבחינה מבנית, הפוזיסטור הוא דיסק בקוטר 3.5 מ"מ ובעובי של 1 מ"מ, מכוסה באמייל סיליקון אורגני, היוצר את עמידות הלחות הדרושה וחוזק חשמלי של הבידוד.
שקול את מעגל הגנת PTC המוצג באיור 2.
איור 2 - מכשיר להגנה על פוזשנים עם החזרה ידנית: א - תרשים סכמטי; ב - דיאגרמת חיבור למנוע
מגעים 1, 2 של המעגל (איור 2, א) מחוברים לפוזיסטורים המותקנים על שלושת השלבים של המנוע (איור 2, ב). טרנזיסטורים VT1, VT2 מופעלים בהתאם למעגל ההדק של שמיד ופועלים במצב מפתח. ממסר המוצא K מחובר למעגל האספן של טרנזיסטור השלב הסופי VT3, הפועל על פיתול המתנע.
בטמפרטורה רגילה של סלילה של המנוע והמנחים הקשורים אליו, ההתנגדות של האחרון קטנה. גם ההתנגדות בין נקודות 1-2 של המעגל קטנה, הטרנזיסטור VT1 סגור (מבוסס על פוטנציאל שלילי קטן), הטרנזיסטור VT2 פתוח (פוטנציאל גבוה). הפוטנציאל השלילי של האספן של הטרנזיסטור VT3 קטן וסגור. במקרה זה, הזרם בסליל של הממסר K אינו מספיק לפעולתו.
כאשר סליל המנוע מחומם, ההתנגדות של המציבים עולה, ובערך מסוים של התנגדות זו, הפוטנציאל השלילי של נקודה 3 מגיע למתח ההדק. מצב פעולת הממסר מסופק על ידי משוב פולט (התנגדות במעגל הפולט VT1) ומשוב אספן בין האספן VT2 לבסיס VT1. כאשר ההדק מופעל, VT2 נסגר ו-VT3 נפתח. ממסר K מופעל, סוגר את מעגלי האותות ופותח את המעגל האלקטרומגנטי המתנע, ולאחר מכן מתנתק סלילה הסטטור ממתח החשמל.
לאחר שהמנוע התקרר, ניתן להפעילו לאחר לחיצה על כפתור ה"חזרה", אשר מחזיר את ההדק למצבו ההתחלתי.
במנועים חשמליים מודרניים, יציבות המגן מותקנים מול פיתולי המנוע. במנועים ישנים יותר, הפוזיסטורים עשויים להיות מודבקים לראש הסליל.
יתרונות וחסרונות של הגנת תרמיסטור (פוזיטור).
הגנה תרמית של מנועים חשמליים עדיפה במקרים בהם אי אפשר לקבוע את הטמפרטורה של המנוע החשמלי בדיוק מספיק מהזרם. זה חל במיוחד על מנועים חשמליים עם תקופות התנעה ארוכות, פעולות הפעלה וכיבוי תכופות (פעולה תקופתית) או מנועים בעלי מהירות משתנה (עם ממירי תדר). הגנת התרמיסטור יעילה גם במקרה של זיהום כבד של מנועים חשמליים או כשל במערכת הקירור הכפוי.
החסרונות של הגנת תרמיסטור הם שלא כל סוגי המנועים החשמליים מיוצרים עם תרמיסטורים או פוסיסטורים.זה נכון במיוחד עבור מנועים חשמליים מתוצרת מקומית. ניתן להתקין תרמיסטורים ופוזיסטורים במנועים חשמליים רק בבתי מלאכה נייחים. הטמפרטורה האופיינית לתרמיסטור היא אינרציאלית למדי ותלויה מאוד בטמפרטורת הסביבה ובתנאי הפעולה של המנוע החשמלי עצמו.
הגנת תרמיסטור דורשת בלוק אלקטרוני מיוחד: התקן הגנה תרמיסטור למנועים חשמליים, ממסר עומס תרמי או אלקטרוני, המכיל בלוקי התאמה והתאמה, וכן ממסרים אלקטרומגנטיים פלט, המשמשים לכיבוי סליל המתנע או שחרור אלקטרומגנטי.