Токовая защита однофазных и трехфазных асинхронных электродвигателей

Устройство было разработано для защиты однофазных и трехфазных асинхронных электродвигателей. Но возможно использовать и для отслеживания любой нагрузки.

Токовая защита способна контролировать потребляющий ток по двум фазам с отображением текущего тока на индикаторе. Отображение осуществляется поочередно. Сначала индицируется первая фаза затем другая. Ток, при котором сработает защита, задается в меню настроек от 1А до 39A. С шагом в 1А.

Когда двигатель не запущен естественно тока он не потребляет. Вследствие чего токовая защита переходит в дежурный режим и ожидает появления начального тока. Дежурный режим осуществлен не просто так, а для фиксирования пускового тока (пусковой ток превышает рабочий ток в семь раз). И для того чтобы токовая защита не срабатывала на пусковые токи, в ней реализована возможность регулирования времени от 0 до 5.9сек, c шагом 0.1сек. (при установленном значении “0 “пусковой ток не отслеживается). При фиксации пускового тока на индикаторе отображается отсчет времени в обратной последовательности. И как только время выйдет, токовая защита будет отслеживать, и отображать текущий ток. Как только произойдет отключение электродвигателя, токовая защита автоматически  перейдет в дежурный режим.

Также в токовой защите предусмотрена возможность не сразу отключения электродвигателя при превышении заданного тока. К заданному току прибавляется 10% и если ток не превышает то электродвигатель может проработать, то время, которое задал пользователь в меню установок от 0 до 9.9сек. (при установленном значении “0 “защита сработает сразу, как только зафиксирует превышение заданного тока). При превышении тока и 10% токовая защита сработает моментально.

Зафиксировав превышение заданного тока, токовая защита отключит электродвигатель и перейдет в режим аварии. На индикаторе будут периодически мигать три прочерка. Вывести из аварийного состояния можно только одновременным нажатием двух кнопок. Отключением питания вывести из аварийного состояния не удастся, токовая защита запоминает свое состояние. Мне нужно было именно так, чтобы кто попало, не включал его обратно. А дожидался электрика, а он уже в свою очередь определял причину.

В процессе эксплуатации на производстве был замечен некоторый нюанс. После затяжного тяжелого пуска электродвигателя (рабочий ток 25А, пусковое время пришлось делать не менее 15 сек.) что-то происходило с токовым датчиком ACS756. Когда тока не было датчик фиксировал маленький ток. Я подозреваю это связано с самим токовым датчиком ACS756 он на 50А надо было ставить на 100А. При замере токовыми клещами  пусковой ток превышал 140А. Я не стал выяснять причину ,на других объектах  токовые защиты работали нормально. Там не было такого длительного пуска.

Немного о сборке

Токовые датчики размещены отдельно в своем корпусе (G1906 Корпус).  Разъем соединяется четырех жильным экранированным кабелем. В моем случае длина 40см, но можно и больше. К сожалению сами датчики не имеют подходящих выводов, а лишь загнутые медные шинки. Потому припаивал медные провода сечением шесть миллиметров квадратных, сто ватным паяльником. Особых осложнений это не вызвало хотя опасения перегреть датчики были. Для надежного крепления самих датчиков на печатную плату размещены четыре квадратных пятака. Непосредственно на них и припаивается с одной стороны сами датчики.

Корпус для основного устройства был выбран под дин рейку (D4MG Корпус). Габаритные размеры составляют: по длине 71мм, по ширине 90.2мм и по высоте 57.5мм. Можно применить и более дешевый корпус Z100K. Но D4MG имеет более качественный пластик и самое важное он состоит из четырех съемных частей, что очень удобно при сборке. Нижняя плата закрепляется впереди на двух металлических стойках TFF-10мм.M3, а сзади на двух болтах  с гайками. Верхняя плата фиксируется на термоклее.

Если понадобится вывести в ноль по току. Настройка осуществляется подбором  резисторами R12,R13 (резисторы должны быть как минимум 1%). Устройство содержит симисторный выход, который управляет пускателем (для электродвигателей). При печати платы ток(верх) выставляйте инвертировать.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Atmel Studio
• Sprint-Layout
• Микроконтроллер
• AVR