Убз электродвигателя: функции, схемы, тонкости настройки

Устройство блокировки и защиты (УБЗ) контролирует сеть, фиксирует аварийные отклонения тока, напряжения, чередование фаз, ток холостого хода, скольжение. При превышении заданных границ реле снимает питание контактора, предотвращая перегрев обмоток, проворот ротора, обгорание контактов.

Table of Contents

Назначение УБЗ

Алгоритмы защитного модуля делят аварийные ситуации на мгновенные и накопительные. К первой группе относятся короткие замыкания, обрыв фазы, неправильное чередование, ко второй — превышение тока пусковой ступени, перегрузка по активной мощности, заниженное напряжение. Для каждой группы задаются свои выдержки времени, что исключает ложные срабатывания при пуске и кратковременных просадках.

Схема подключения

Токовые цепи строятся на трёх трансформаторах тока, установленных на силовых выводах электродвигателя. Сигнальные выходы УБЗ подключаются к катушке контактора, межкатушечному блоку пуска звезда-треугольник или входу частотного преобразователя. Питание логической части берётся из однофазной обмотки управления до главных контактов, что гарантирует активность при обрыве силовой шины. Нормально-замкнутый контакт реле блокирует кнопку «Пуск» до устранения причины отключения.

Порядок настройки

1. Паспортный ток двигателя умножают на поправочный коэффициент 1,05–1,1 и вводят как рабочий сигнальный уровень.

2. Максимальная задержка на отключение при перегрузке назначается 5–10 секунд для насосов, 3–5 секунд для вентиляторов, 1–2 секунды для механизмов с инерционным пуском.

3. Порог минимального напряжения выбирают 0,85 Uн, верхний — 1,1 Uн.

4. Контроль чередования фаз активенируют при использовании автоматических вводов резерва, дизельных станций, реверсивных приводов.

5. После первичного ввода фиксируют реальное время разгона, затем сокращают задержку срабатывания на 20 %.

Практические советы

Корпус ставится вне зоны вибрации, сердечники трансформаторов тока фиксируются хомутами, болтовые соединения затягиваются динамометрическим ключом. Производится проверка изоляции мегомметром 500 В, после чего запускается пусковой цикл без нагрузки. Запрограммированные параметры и статистика срабатываний сохраняются во встроенной памяти даже при обесточивании, что упрощает диагностику при выездном обслуживании.

Функции самодиагностики

Современные модели поддерживают тестирование цепей шунтирования, контроль питания логики, обнаружения залипания силовых контактов. При выявлении внутренних неисправностей индикатор «FAULT» мигает кодом, число вспышек соответствует ошибке. Пользователь заходит в меню, просматривает журнал, сравнивает показания токов по фазам, меняет уставки при смене нагрузки.

Эталонный протокол пусконаладочных работ

• Проверка кабельных линий: сопротивление жил, целостность экрана, отсутствие цепей на корпус.

• Сопряжение входных и выходных сигналов с ПЛК: выделенная земля, опторазвязка, маркировка.

• Фиксация событий в программе SCADA: код, дата, параметры тока, ток выключения.

• Финальная проверка под нагрузкой: три цикла «Пуск-Стоп», измерение температуры обмоток пирометром, снятие графика тока осциллографом.

Корректно настроенный АБС снижает время простоя, продлевает ресурс двигателя, исключает нештатные запуски после аварии. Регулярный аудит журналов и проверка уставок при смене технологического режима поддерживают высокий уровень надёжности.

УБЗ — электронный модуль, анализирующий ток каждой фазы, порядок чередования фаз и напряжение питающей сети. Устройство монтируется рядом с пусковым аппаратом и разрывает цепь катушки контактора при обнаружении аварийного режима. Работа строится на принципе постоянного сравнения измеренных параметров с уставками.

Принцип работы

Входные токовые цепи применяют шунты либо независимые трансформаторы. Сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь контроллера. Программный блок вычисляет действующее значение RMS, скользящее интегрирование формирует тепловую модель двигателя. При перегрузке управляемое реле размыкается. Микропроцессор следит за симметрией фаз: исчезновение или значительный перекос приводит к моментальному отключению. Отдельная функция реагирует на обрыв нулевой цепочки внутри схемы управления.

Граница срабатывания выставляется на передней панели потенциометрами или через меню дисплея. Завод задаёт шаг 0,1 А для линейки до 32 А, 1 А для крупной серии. Диапазон задержек широк: от десятых долей секунды до нескольких минут. Такая гибкость исключает ложные отключения при пуске с тяжёлым моментом. Функция автоспуска активирует реле после восстановления параметров, число рестартов ограничивается таймером.

Монтаж

Корпус модуля крепится на DIN-рейку 35 мм. Для питания служат клеммы L, N либо A1, A2, в зависимости от модели. Силовые выводы двигателя пропускают через встроенный токовый проходили внешние миниатюрные трансформаторы. Поперечное сечение первичных проводников выбирают по таблице из паспорта устройства. Коммутационный контакт реле включают последовательноо с катушкой магнитного пускателя, при сработке контакт разрывает цепь и двигатель останавливается.

Эксплуатирующая организация часто использует двухуровневую схему: блокировка катушки и сигнал на светозвуковую колонну. Клемма общая COM обычно замкнута с нормально-разомкнутой NO. При аварии после задержки алгоритм замыкает NC либо размыкает NO, в зависимости от заказанного варианта. Производитель указывает максимальную коммутационную нагрузку, превышать её недопустимо.

Настройка

Перед вводом модуля в эксплуатацию выставляется токовая уставка, совпадающая с номиналом двигателя на шильдике. Далее задаётся класс тепловой защиты: 5, 10 или 20, соответствующий продолжительности перегрузки в секундах. Отдельная ручка определяет порог потери фазы в процентах от линейного напряжения. Завершающий параметр — пауза до автопуска. Производители предлагают две стратегии: фиксированное число попыток или экспоненциальное увеличение интервала.

На этапе пуско-наладки инженер имитирует перегрузку искусственным сужением вентиляции либо торможением вала. Срабатывание реле в заданное время подтверждает корректность расчёта тепловой модели. Затем проверяется реакция на обрыв фазы: одна линейка коммутатора размыкается, и модуль через 0,2–0,5 с снимает питание с катушки. После восстановления напряжения наблюдается отсчёт задержки автоспуска и возврат к рабочему режиму.

Дежурный персонал фиксирует число срабатываний, температуру корпуса и сопротивление изоляции трансформаторов тока во время регламентных обходов. Грязь и конденсат снижают ресурс электронных компонентов, поэтому кубический шкаф вентипируют и оснащают нагревателями. Программная опция Modbus RTU передаёт журнал аварий на SCADA, что упрощает анализ надёжности привода.

При корректном выборе уставок УБЗ выключает двигатель до повреждения изоляции, повышает межремонтный интервал и сохраняет энергопотребление стабильно низким. Контур защиты занимает минимальное место в шкафу, упрощает сервис и интеграцию с цифровыми платформами предприятия.