Gleichstrommotoren haben ein breites Anwendungsspektrum und werden häufig in rauen Umgebungen wie Feuchtigkeit, hohen Temperaturen, Staub, Korrosion usw. eingesetzt. Daher ist neben der ordnungsgemäßen Verwendung auch die Schutzschaltung ein unverzichtbarer Bestandteil des elektrischen Steuerungssystems, und ein entsprechender Schutz kann die Lebensdauer verlängern. Der Schutz soll den normalen Betrieb des Motors gewährleisten, Schäden am Motor oder an mechanischen Geräten verhindern und die persönliche Sicherheit gewährleisten. Hier erklärt Leili Ihnen alles im Detail.
1. Vorsichtsmaßnahmen beim Betrieb von Gleichstrommotoren
(1) Prüfen Sie vor dem Betrieb, ob der Kommutator blank ist und keine mechanischen Beschädigungen oder Funkenbrandspuren aufweist.
(2) Prüfen Sie, ob die Bürsten zu kurz abgenutzt sind und ob der Bürstendruck ausreichend ist (üblicherweise 150–200 g/cm³). Prüfen Sie, ob die Ausrichtung des Bürstenhalters gemäß dem angegebenen Symbol erfolgt.
(3) Der Funken am Kommutator darf während des Betriebs nicht größer als 1/4–1/2 der Nennleistung sein.
2. Schutzintervalle für Gleichstrommotoren
(1) Monatliche Wartung: Überprüfen Sie die Kohlebürsten und Gleichrichter, reinigen Sie sie gründlich und ersetzen Sie gegebenenfalls das Lüftergitter. Überprüfen Sie, ob alle Schleifringe, Gleichstrommotoren und Kollektoren einwandfrei funktionieren und die Dicke der Drähte an den Klemmen und Teilen überprüft wird. Überprüfen Sie, ob sich Wasser im Hauptschaltschrank und im Gleichstrommotor befindet.
(2) Wartung jedes Quartals: Überprüfen Sie die Lager (Temperatur, Geräuschentwicklung und Geräuschentwicklung). Die Isolierung zur Erde mit einem Rütteltisch (mindestens 2 Megaohm) prüfen.
(3) Alle sechs Monate: Gleichrichter und Wicklungen mit trockenem Luftstrom reinigen. Elektrische Verbindungen und alle Schrauben prüfen. Im Winter kann zur Einhaltung der Motortemperatur die Erregung mit einer Spannung von 30–50 V versorgt werden.
3. Schutzmaßnahmen für Gleichstrommotoren
(1) Kurzschlussschutz
Wenn ein Kurzschluss durch eine Beschädigung der Isolierung der Motorwicklung und des Motorkabels, eine Beschädigung des Steuergeräts und der Leitung oder durch Fehlbedienung beim Berühren der Leitung verursacht wird, dient ein Kurzschlussschutz als Schutzmaßnahme zur schnellen Stromunterbrechung. Gängige Kurzschlussschutzeinrichtungen sind Sicherungen und automatische Leistungsschalter.
(2) Unterspannungsschutz
Bei sinkender Netzspannung läuft der Motor unter Unterspannung. Da die Motorlast unverändert bleibt, sinkt das Motordrehmoment und der Statorwicklungsstrom steigt an. Dies beeinträchtigt den normalen Motorbetrieb und kann sogar zu Motorschäden führen. Unterspannungsschutz wird durch Schütze und elektromagnetische Spannungsrelais gewährleistet. Sicherungen und Thermorelais bieten keinen Schutz vor Unterspannung, da sich die Statorwicklung bei laufendem Motor unter Unterspannung ausdehnt. Die Ausdehnung der Statorwicklung reicht nicht aus, um Sicherung und Thermorelais auszulösen. Daher können diese beiden Geräte keinen Unterspannungsschutz bieten.
(3) Spannungsverlustschutz
Wenn Produktionsmaschinen aus irgendeinem Grund plötzlich ausfallen, muss die Schutzvorrichtung nach Wiederherstellung der Stromversorgung sicherstellen, dass die Produktionsmaschinen nach dem Neustart weiterlaufen können, um Unfälle mit Personen und Geräten zu vermeiden. Dieser Schutz ist der Spannungsverlustschutz (Nullspannung). Die elektrischen Geräte, die den Spannungsverlustschutz (Nullspannung) gewährleisten, sind Leistungsschalter und Zwischenrelais.
(4) Schwachmagnetschutz
Die Schutzvorrichtung stellt sicher, dass der Gleichstrommotor unter einer bestimmten Magnetfeldstärke läuft. Dadurch wird verhindert, dass das Magnetfeld geschwächt wird oder verschwindet. Die Motordrehzahl wird nicht schnell erhöht, und es kommt nicht zum Flugphänomen. Im Erregerkreis des Gleichstrommotors ist ein schwachmagnetisches Relais (Untermagnetisierungsrelais) angeschlossen. Der schwachmagnetische Schutz kann durch die Reihenschaltung eines schwachmagnetischen Relais (Unterstromrelais) erreicht werden.
Funktionsprinzip des Unterstromrelais: Beim Starten und Laufen eines Gleichstrommotors, wenn der Erregerstrom den Auslösewert des Unterstromrelais erreicht, zieht das Relais an und schließt die Schließerkontakte im Steuerkreis, wodurch der Motor gestartet oder normal betrieben werden kann. Fällt der Erregerstrom jedoch stark ab oder verschwindet, löst das Unterstromrelais aus und die Schließerkontakte öffnen, wodurch der Steuerkreis unterbrochen wird. Die Schützspule wird stromlos und der Motor stoppt. Fällt der Erregerstrom stark ab oder verschwindet, löst das Unterstromrelais aus und sein Schließerkontakt öffnet, wodurch der Steuerkreis unterbrochen wird.
(5) Überlastschutz
Bei zu hoher Motorlast, häufigem Anlauf oder Phasenausfall überschreitet der Motorstrom dauerhaft seinen Nennstrom. Dies verkürzt die Lebensdauer des Motors und kann zu dessen Beschädigung führen. Bei Überlastung wird die Stromzufuhr durch eine Schutzeinrichtung unterbrochen.
(6) Überstromschutz
Die Schutzeinrichtung begrenzt den Anlauf- bzw. Bremsstrom des Motors, sodass dieser unter dem sicheren Stromwert läuft und weder Motor noch mechanische Bauteile beschädigt werden.
In der Regel wird ein elektromagnetisches Überstromrelais zum Schutz vor Überstrom eingesetzt. Überstromsituationen können leicht entstehen: Zusätzliche Widerstände werden in die Ankerwicklung eines Gleichstrommotors und in die Rotorwicklung eines Drehstrom-Asynchronmotors mit Drahtwicklung geschaltet, um den Anlauf- bzw. Bremsstrom des Motors zu begrenzen. Werden die zusätzlichen Widerstände beim Anlaufen oder Bremsen kurzgeschlossen, führt dies zu einem hohen Anlauf- bzw. Bremsstrom. In diesem Fall kann es leicht zu Überstrom kommen.
Der Überstromschutz wird wie folgt implementiert: Die Spule des elektromagnetischen Überstromrelais ist in Reihe mit dem Hauptstromkreis und sein Öffnerkontakt in Reihe mit dem Steuerstromkreis geschaltet. Erreicht der Überstrom des Motors den zulässigen Wert des Überstromrelais, trennt dessen Öffnerkontakt den Steuerstromkreis und stoppt den Motor von der Stromversorgung. Dadurch wird der Überstromschutz aktiviert.
Unterschied zwischen Überlastschutz und Überstromschutz: Der Überlastschutz wird durch ein thermisches Relais gewährleistet, das thermisch träge ist und erst nach einer bestimmten Überlastung des Motors eingreift. Es wird hauptsächlich zum Schutz von Drehstrom-Asynchronmotoren eingesetzt. Der Überstromschutz wird durch ein elektromagnetisches Überstromrelais gewährleistet, das bei Überstrom sofort die Stromzufuhr unterbricht. Es wird hauptsächlich zum Schutz von Gleichstrommotoren und Drehstrom-Asynchronmotoren mit Drahtwicklung eingesetzt.
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