Faseuitvalrelais: Complete handleiding voor motorbeveiliging bij faseuitval, sequentie- en spanningsfouten

Waarom een ​​standaard overbelastingsrelais motoren niet volledig kan beschermen tegen fase-uitval

Thermische overbelastingsrelais zijn essentiële onderdelen van motorbeveiligingssystemen. Ze zijn ontworpen om motoren te beschermen tegen overmatige stroom die wordt veroorzaakt door mechanische overbelasting, stilstand of langdurige overstroom. Fase-uitval is echter een specifieke elektrische storing die aanvullende beveiliging vereist.

Wanneer één fase van een driefasenvoeding uitvalt, kan de motor blijven werken op de resterende twee fasen. Afhankelijk van het motorontwerp en de mechanische belasting kan de stroom in de resterende wikkelingen aanzienlijk toenemen, soms tot ongeveer 1.7 tot 2.5 keer de normale bedrijfsstroom onder zware belasting. Een thermisch overbelastingsrelais kan uiteindelijk uitschakelen, maar de reactie hiervan hangt af van factoren zoals de motorbelasting, de eigenschappen van het relais en de thermische omstandigheden. Gedurende deze periode kan er overmatige hitte optreden in de motorwikkelingen, waardoor de isolatie sneller veroudert en de levensduur van de motor wordt verkort.

Een fasefoutrelais biedt snellere bescherming door de spanningsomstandigheden direct te bewaken. In plaats van te wachten op overmatige stroom en warmteontwikkeling, detecteert het abnormale voedingsomstandigheden en verandert het de status van het uitgangscontact. De uitgang is normaal gesproken verbonden met het aansturingscircuit van de motorcontactor , waardoor de contactor de motor kan uitschakelen voordat er langdurige thermische schade optreedt. Voor kritische industriële apparatuur biedt de combinatie van een thermisch overbelastingsrelais met een fasebewakingsrelais een completere motorbeveiligingsoplossing.

Vier beveiligingsfuncties van een faseuitvalrelais

Moderne faseuitvalrelais bieden meerdere bewakingsfuncties om driefasemotoren te beschermen tegen problemen met de stroomvoorziening.

Faseverliesbeveiliging

Faseuitval, ook wel enkelfasige werking genoemd, is een van de meest voorkomende oorzaken van storingen in driefasige motoren. Een fase kan uitvallen door problemen zoals beschadigde kabels, losse aansluitingen, doorgebrande zekeringen, defecte contactoren of storingen in de stroomvoorziening. Wanneer een fase ontbreekt, ontvangt de motor geen gebalanceerde driefasige spanning meer. De resterende fasen worden blootgesteld aan een verhoogde elektrische belasting, wat kan leiden tot een snelle temperatuurstijging in de wikkelingen.

Een faseuitvalrelais bewaakt continu de drie inkomende fasen. Wanneer het detecteert dat een fase uitvalt, verandert het onmiddellijk zijn uitgangstoestand en onderbreekt het het circuit van de motorcontactor. Deze beveiliging is met name belangrijk voor toepassingen waarbij onverwachte motoruitval aanzienlijke stilstand kan veroorzaken, zoals pompen, compressoren, transportbanden en industriële machines.

Fasevolgordebeveiliging

Driefasenmotoren draaien in de volgorde van de binnenkomende voedingsfasen. Een L1-L2-L3-sequentie produceert bijvoorbeeld een bepaalde draairichting. Als twee fasen per ongeluk worden verwisseld, draait de motor in de tegenovergestelde richting.

Na elektrisch onderhoud, wijzigingen aan de generatoraansluiting of kabelvervanging kan een onjuiste fasevolgorde optreden. Bij apparatuur zoals pompen, compressoren, liften en transportbanden kan omgekeerde draaiing leiden tot verminderde prestaties of mechanische schade.

Een fasevolgorderelais bewaakt de volgorde van de drie fasen en voorkomt dat de motor start wanneer de draairichting onjuist is.

Spanningsbeveiliging en fase-onbalansbewaking

Veel geavanceerde fasebewakingsrelais bieden bescherming tegen abnormale spanningsomstandigheden, waaronder onderspanning, overspanning en fasespanningsonbalans. Onderspanning dwingt motoren om een ​​hogere stroom te trekken om het mechanische vermogen te behouden, wat leidt tot meer warmteontwikkeling en een lager rendement. Overspanning kan de magnetische verliezen verhogen en extra belasting op de motorisolatie veroorzaken.

Spanningsonbalans is een ander ernstig probleem. Zelfs een klein verschil tussen fasespanningen kan een veel grotere stroomonbalans in de motor veroorzaken. Dit leidt tot negatieve fasevolgordestromen, die extra warmte genereren en de betrouwbaarheid van de motor verminderen. Een fasefoutrelais met spanningsbewaking detecteert deze abnormale omstandigheden en schakelt de motor uit voordat er blijvende schade optreedt.

Fasefoutrelais versus thermisch overbelastingsrelais

Een fasefoutrelais en een thermisch overbelastingsrelais beschermen motoren tegen verschillende soorten storingen.

Een thermisch overbelastingsrelais blijft noodzakelijk omdat het bescherming biedt tegen overbelasting.

Het kan echter geen fasefoutrelais vervangen, omdat het niet rechtstreeks bewaakt:

• Ontbrekende fasespanning
• Fase-rotatievolgorde
• Spanningsonbalans
• Afwijking in de voedingsspanning

Voor een complete beveiliging van een driefasenmotor worden deze apparaten doorgaans samen geïnstalleerd:

Voeding → Stroomonderbreker → Schakelaar → Thermisch overbelastingsrelais → Motor

Het faseuitvalrelais is aangesloten op het stuurcircuit om de voedingsomstandigheden te bewaken en de werking van de contactor te regelen.

Installatie en bedrading van een faseuitvalrelais

Een fasefoutrelais wordt doorgaans in een motorbesturingspaneel geïnstalleerd en aangesloten op de driefasige voeding en het contactorstuurcircuit. De detectieaansluitingen van het relais, meestal aangeduid met L1, L2 en L3, zijn verbonden met de driefasige voeding. Het relais bewaakt continu de spanningsomstandigheden, maar voert geen motorstroom.

De uitgangscontacten van het relais zijn in serie geschakeld met het circuit van de motorcontactorspoel.

Deze bedradingsmethode zorgt ervoor dat het relais bescherming biedt zonder het hoofdvoedingscircuit van de motor te onderbreken.

Hoe u het juiste faseuitvalrelais selecteert

Bij de selectie van een fasefoutrelais moeten technici rekening houden met vier hoofdfactoren: nominale spanning, beveiligingsfuncties, contactconfiguratie en installatievereisten. De nominale spanning van het relais moet overeenkomen met die van het te bewaken elektrische systeem, zoals 220V, 380V, 400V of 480V wisselstroom.

Verschillende toepassingen vereisen verschillende beveiligingsniveaus. Basismodellen bieden mogelijk bescherming tegen faseverlies en fasevolgorde, terwijl geavanceerde modellen functies kunnen omvatten zoals bescherming tegen spanningsonbalans, overspanning, onderspanning en instelbare vertraging.

De configuratie van de uitgangscontacten moet overeenkomen met de eisen van het motorbesturingscircuit. Gangbare opties zijn normaal open (NO), normaal gesloten (NC) en wisselcontacten.

Voor industriële toepassingen worden DIN-rail gemonteerde fasefoutrelais vaak verkozen vanwege hun eenvoudige installatie in schakelkasten en automatiseringspanelen.

Toepassingen en voordelen van fasebewakingsrelais

Fasebewakingsrelais worden veelvuldig gebruikt in industriële en commerciële systemen waar een betrouwbare werking van motoren essentieel is.

Ze worden veelvuldig toegepast in pompen, HVAC-compressoren, liften, transportbanden, productieapparatuur en automatiseringssystemen.

Door problemen met de stroomvoorziening te detecteren voordat ze ernstige motorschade veroorzaken, helpen fasefoutrelais onverwachte uitvaltijd te verminderen, onderhoudskosten te verlagen en de levensduur van apparatuur te verlengen.

Veelgestelde Vragen / FAQ