Автоматические выключатели для электродвигателя CHINT

Автоматические выключатели для электродвигателя CHINT: технические аспекты, выбор и применение

Автоматические выключатели для электродвигателей (Motor Protection Circuit Breakers, MPCB) от компании CHINT представляют собой специализированные коммутационно-защитные аппараты, объединяющие функции силового выключателя, защиты от перегрузки и короткого замыкания, а также, в ряде случаев, управления. В отличие от стандартных автоматических выключателей, они спроектированы с учетом специфических характеристик пусковых токов и рабочих режимов асинхронных электродвигателей.

Конструкция и принцип действия

MPCB CHINT конструктивно состоят из нескольких ключевых модулей:

• Силовой контактный узел: Обеспечивает коммутацию цепи и отключение при срабатывании защиты. Контакты рассчитаны на частые коммутации и высокие пусковые токи.
• Электромагнитный расцепитель (отсечка): Защита от коротких замыканий. Представляет собой соленоид, мгновенно срабатывающий при токе, превышающем заданный порог (уставку Ii). Имеет фиксированную или регулируемую характеристику.
• Тепловой биметаллический расцепитель: Защита от перегрузки. Биметаллическая пластина нагревается протекающим током, и при длительном превышении уставки (Ir) деформируется, вызывая срабатывание механизма расцепления. Имитирует тепловую модель двигателя, учитывая его тепловую инерцию.
• Механизм ручного (а иногда и дистанционного) управления: Рычаг или кнопки для оперативных включений/отключений.
• Дополнительные аксессуары: Контакты состояния (вспомогательные, сигнальные), контакты неисправности (срабатывания по перегрузке), дистанционный привод, рукоятки.

Принцип действия основан на комбинированном анализе протекающего тока. Кратковременный высокий пусковой ток (в 5-12 раз выше номинального) не вызывает срабатывания теплового расцепителя благодаря его выдержке времени. Длительная перегрузка приводит к нагреву биметалла и отключению. Короткое замыкание мгновенно активирует электромагнитный расцепитель.

Классификация и основные серии MPCB CHINT

Компания CHINT предлагает несколько линеек автоматических выключателей для защиты двигателей, различающихся по номинальным токам, отключающей способности и функционалу.

Серия GV2 (аналоги серий MS, TESYS от других производителей)

Компактные устройства для широкого спектра применений. Характеризуются наличием регулировок тока теплового расцепителя и уставки электромагнитного расцепителя.

• Номинальный ток (Ie): от 0.1А до 63А.
• Отключающая способность (Icu): до 100 кА при 415В AC.
• Регулировка теплового тока (Ir): в диапазоне 0.7-1 x Ie.
• Регулировка магнитного расцепителя (Ii): фиксированная (например, 12xIr) или регулируемая (5-12xIr).

Серия GV3

Более мощные аппараты с расширенным набором аксессуаров и возможностью установки на DIN-рейку или на монтажную плату.

• Номинальный ток (Ie): до 100А.
• Высокая отключающая способность.
• Наличие версий с ручным или моторным приводом.

Серия NZM

Модульные автоматические выключатели в пластиковом корпусе, некоторые из которых имеют характеристики, подходящие для защиты двигателей (кривая D/K). Часто используются для защиты цепей управления или маломощных двигателей.

• Номинальный ток: до 125А.
• Характеристики отключения: B, C, D, K.
• Для защиты двигателей преимущественно применяются характеристики D (10-20 In) и K (10-14 In).

Ключевые технические характеристики и их интерпретация

Номинальный рабочий ток аппарата (Ie)

Максимальный ток, который выключатель может проводить в продолжительном режиме без отключения. Это характеристика самого аппарата.

Уставка тока теплового расцепителя (Ir)

Регулируемый ток срабатывания защиты от перегрузки. Должен быть равен или немного превышать номинальный ток двигателя (In), указанный на его шильдике. Регулировка позволяет точно адаптировать защиту под конкретный двигатель.

Уставка тока электромагнитного расцепителя (Ii)

Порог мгновенного срабатывания при КЗ. Выражается в кратности к Ir (например, 12xIr). Критически важный параметр для исключения ложных отключений во время пуска. Должен превышать пиковый пусковой ток двигателя (обычно 7-12 In).

Время-токовая характеристика (ВТХ)

График, показывающий зависимость времени срабатывания от силы тока. Для MPCB CHINT характерна специальная форма, учитывающая зону пуска двигателя.

Номинальная отключающая способность (Icu)

Максимальный ток короткого замыкания, который выключатель способен отключить без потери работоспособности. Выбирается исходя из расчетного тока КЗ в точке установки.

Класс срабатывания

Определяет время отключения при перегрузке. Для двигателей обычно применяется класс 10А (срабатывание за 2-10 секунд при 7.2Ir), что обеспечивает защиту от перегрузок при сохранении стойкости к пусковым токам.

Алгоритм выбора автоматического выключателя для двигателя

1. Определение номинального тока двигателя (In): Берется из паспортной таблички двигателя или рассчитывается по формуле: In = P / (√3 U cosφ
2. η), где P — мощность (кВт), U — напряжение (В), cosφ — коэффициент мощности, η — КПД.
3. Выбор номинального тока аппарата (Ie): Ie выключателя должен быть ≥ In двигателя.
4. Настройка теплового расцепителя (Ir): Устанавливается значение Ir равным или на 5-10% выше In двигателя.
5. Проверка по пусковому току: Уставка электромагнитного расцепителя (Ii) должна быть выше пускового тока Iпуск (обычно 5-12 In). Например, если Iпуск = 8 In, то уставка Ii должна быть не менее 9-10 In. Для MPCB CHINT проверяется условие: Ii > Iпуск.
6. Проверка отключающей способности (Icu): Icu выключателя должен быть выше расчетного тока КЗ в точке установки.
7. Учет условий эксплуатации: При высокой температуре окружающей среды необходима коррекция тока или выбор аппарата с большим запасом.

Сравнительная таблица характеристик серий GV2 и GV3

Параметр	Серия GV2	Серия GV3
Диапазон номинальных токов (Ie)	0.1 — 63 А	до 100 А
Отключающая способность (Icu) при 400В AC	До 100 кА	Высокая, до 100 кА и более
Регулировка Ir	0.7 — 1 x Ie	0.7 — 1 x Ie
Регулировка Ii	Фиксированная или 5-12 x Ir	Регулируемая, широкий диапазон
Класс срабатывания	10A	10A
Основное применение	Двигатели малой и средней мощности, насосы, вентиляторы, компрессоры	Более мощные двигатели, главные вводы групповых двигательных нагрузок

Схемы управления и подключения

MPCB CHINT могут использоваться в различных схемах:

• Прямой пуск: Выключатель выполняет функции и защиты, и устройства включения/отключения. Схема наиболее проста: питание подается через силовые контакты MPCB на двигатель.
• Управление через контактор: MPCB устанавливается как аппарат защиты на вводе силовой цепи. Функции пуска/останова осуществляются контактором, управляемым кнопками или ПЛК. Вспомогательные контакты MPCB (сигнализация срабатывания) интегрируются в цепь управления.
• Комбинированные решения: Использование MPCB в паре с тепловым реле (хотя это избыточно, так как MPCB уже имеет тепловую защиту) или предохранителями для увеличения отключающей способности.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем MPCB CHINT отличается от обычного автоматического выключателя + тепловое реле?

MPCB CHINT является интегрированным устройством, что повышает надежность, экономит место в щите и упрощает монтаж. Он имеет более точную и специализированную время-токовую характеристику, адаптированную именно под двигатель. Комбинация «автомат + тепловое реле» может быть более гибкой в некоторых сложных случаях, но требует большего количества соединений.

Как правильно настроить уставки на MPCB CHINT для двигателя с тяжелым пуском?

Для двигателей с длительным или тяжелым пуском (например, дробилки, мельницы) необходимо:
Убедиться, что время пуска не превышает время срабатывания тепловой защиты при пусковом токе (по ВТХ).
Установить уставку электромагнитного расцепителя (Ii) на максимальное значение (например, 12xIr) для предотвращения ложных отключений.
В крайних случаях может потребоваться использование устройств плавного пуска или частотных преобразователей.

Можно ли использовать MPCB для защиты группы двигателей?

Нет, MPCB CHINT предназначен для защиты одного конкретного двигателя. Для защиты групповой линии, питающей несколько двигателей, используется обычный автоматический выключатель с характеристикой C или D, рассчитанный на сумму номинальных токов двигателей с учетом коэффициента спроса и пусковых токов самого мощного из них.

Что делать, если выключатель CHINT срабатывает при пуске двигателя, хотя настройки, казалось бы, верны?

Необходимо провести последовательную проверку:
Измерить фактический пусковой ток клещами для сравнения с уставкой Ii.
Проверить время пуска – возможно, оно аномально велико.
Убедиться в отсутствии механических проблем у двигателя или приводимого механизма, увеличивающих пусковой момент.
Проверить, не происходит ли срабатывание теплового расцепителя из-за частых пусков (режим S3-S6) – в этом случае требуется выбор аппарата с запасом или учет коэффициента эквивалентного тока.

Как осуществляется селективность с MPCB CHINT?

Селективность с вышестоящим аппаратом (например, вводным автоматом) обеспечивается за счет время-токовых характеристик. ВТХ MPCB должна лежать ниже и левее ВТХ выключателя питания. Для гарантированной селективности при КЗ необходимо использовать MPCB с более низкой уставкой Ii и/ли применять выключатели с электронными расцепителями, где можно настроить временные задержки.

Заключение

Автоматические выключатели для электродвигателей CHINT серий GV2, GV3 и других являются надежным и технически обоснованным решением для защиты асинхронных двигателей. Их правильный выбор, основанный на точном знании параметров защищаемого двигателя и условий его эксплуатации, а также корректная настройка регулируемых уставок являются залогом бесперебойной работы, предотвращения аварийных ситуаций и увеличения срока службы электрооборудования. Интегрированный подход, предлагаемый MPCB, оптимизирует конструкцию распределительных щитов и снижает общие затраты на монтаж и обслуживание.