Реле перевантаження двигуна — клас спрацювання 10A/10/20/30 і чому неправильний клас призводить до хибних відключень або пошкодження двигуна

Посібник «Порівняння методів пуску двигуна» розглядає, як пусковий струм трифазного двигуна відрізняється залежно від методу пуску (прямий пуск, зірка-трикутник, пристрій плавного пуску, частотний перетворювач). Ця стаття розглядає додатковий, незалежний аспект: як довго реле перевантаження двигуна може допускати підвищений струм до відключення — це визначається класом спрацювання згідно з IEC 60947-4-1.

Що саме перевіряє клас спрацювання

IEC 60947-4-1 визначає клас спрацювання через одне стандартизоване випробування: холодне реле (нещодавно не навантажене, за температури навколишнього середовища) навантажується струмом 7,2× від встановленого струму (Ie), і вимірюється час до відключення. Стандартні класи:

• Клас 10A: відключення за 2-10 с.
• Клас 10: відключення за 4-10 с.
• Клас 20: відключення за 6-20 с.
• Клас 30: відключення за 9-30 с.

Чим вищий номер класу, тим довше реле може допускати підвищений струм до відключення — це зроблено для того, щоб двигун із тривалим, законним часом пуску не відключався марно при кожному пуску.

Увага: клас 10A — це не просто «коротша версія класу 10» за назвою — його нижня межа швидша (2с замість 4с), спеціально призначена для випадків, коли гарячий повторний пуск (двигун, що запускається невдовзі після зупинки, тобто вже частково прогрітий) вимагає швидшого захисту, ніж забезпечують стандартні реле класів 10/20.

Чому вибір класу залежить від застосування

• Малі, швидкозапускні навантаження (невеликі вентилятори, насоси без значної інерції) зазвичай мають час пуску лише кілька секунд і зазвичай захищаються реле класу 10 або 10A — тривалий час спрацювання тут лише без потреби продовжував би реальне перевантаження.
• Навантаження з великою інерцією (великі вентилятори, центрифуги, конвеєри, дробарки) мають час пуску, що може перевищувати 10-секундну межу класу 10 — з таким двигуном реле класу 10 відключається при кожному нормальному пуску, що на практиці «вирішується» підвищенням класу до 20 або 30, щоб законний пусковий струм перестав сприйматися як перевантаження.

Два ризики неправильного вибору класу

1. Клас надто низький для реального часу пуску: реле повторно відключається під час нормального, законного пуску — хибні відключення, часто «вирішувані» підвищенням класу без оцінки справжньої причини (час пуску перевищує допустимий для даного класу).
2. Клас надто високий для двигуна з коротким, нормальним часом пуску: реле допускає реальне перевантаження (наприклад, заклинений ротор чи механічну проблему в навантаженні, що приводиться в дію) значно довше за необхідне, підвищуючи ризик термічного пошкодження обмотки двигуна — клас спрацювання в цьому випадку захищає двигун менш швидко, ніж дозволив би правильний, нижчий клас.

Відмінність від налаштувань вимикача (LSI)

Посібник «Налаштування вимикача — LSI(G)» розглядає налаштування Ir/Isd/Ii/Ig силового вимикача, які захищають кабель і коло від перевантаження та короткого замикання за загальною кривою. Реле перевантаження двигуна з класом спрацювання спеціально захищає обмотку двигуна згідно з її власною тепловою характеристикою і є додатковим, окремим захистом понад (а не замість) захисту кола.

Практичне значення

При виборі чи перевірці реле перевантаження двигуна клас спрацювання повинен відповідати реальному часу пуску навантаження, що приводиться в дію (вказаному на шильдику двигуна, у даних виробника машини або виміряному через пусковий струм) — а не заводському налаштуванню за замовчуванням чи «тому, що досі не відключалося».

Часті помилки

1. Підвищення класу спрацювання одразу після відключення реле під час пуску, без перевірки, чи справді реальний час пуску навантаження є причиною — це може маскувати симптом замість його усунення (наприклад, механічна проблема, що без потреби продовжує час пуску).
2. Застосування класу 20 або 30 за замовчуванням «для надійності», навіть для двигунів із коротким, нормальним часом пуску — це без потреби уповільнює захист при реальному перевантаженні.
3. Плутанина класу спрацювання з налаштуванням Ir/tr силового вимикача — обидва захищають від перевантаження, але клас спрацювання спеціально узгоджений із тепловою характеристикою обмотки двигуна, а не із загальною кривою кола.

Пов'язані матеріали

• Порівняння методів пуску двигуна
• Заміна двигуна
• Налаштування вимикача — LSI(G)