6.1.9. Выбор, применение и эксплуатация предохранителя для защиты электродвигателя и полупроводниковых устройств

а) Защита двигателя. Выбор плавкой вставки предохранителя осуществляется по условиям длительной эксплуатации и пуска.

1. Если условия пуска лёгкие, то номинальный ток вставки выбирается по пусковому току нагрузки

Iв.ном = 0,4 Iп,

где Iп – пусковой ток асинхронного двигателя с КЗ ротором.

2. Для тяжёлых условий пуска, когда двигатель медленно разворачивается (привод центрифуги), или в повторно-кратковременном режиме, когда пуски происходят с большой частотой

Iв.ном = (0,5 – 0,6) Iп.

3. Если предохранитель стоит в линии, питающей несколько двигателей, плавкую вставку рекомендуется выбирать по формуле

Iв.ном = 0,4,

где Iр – расчётный номинальный ток линии, равный . РазностьIр – Iном. дв

берётся для двигателя, у которого она наибольшая.

4. Для двигателя с фазным ротором, если Iп 2 Iном. дв., плавкую вставку можно выбирать по условию

Iв.ном = (1 - 1,25) Iном.дв. .

5. Выбранные предохранители надо проверить на КЗ непосредственно у двигателя. Берётся двухфазное КЗ при изолированной нейтрали и однофазное КЗ на землю, если нейтраль заземлена. Для правильной работы необходимо

Iк/Iв.ном 3 – 4,

где Iк – ток КЗ у двигателя; Iв.ном – номинальный ток плавкой вставки у двигателя.

Зачение Iк зависит от активного и реактивного сопротивления источника питания (трансформатора) и питающих линий.

Для двухфазного КЗ:

Iк(2) = ;

для однофазного КЗ:

Iк(1) = ;

для трёхфазного КЗ:

Iк(3) = .

Сопротивления фаз Zф и Zфо определяются уравнениями

Zф = ;

Zфо = ,

где Rф и Хф – активное и индуктивное сопротивления проводников фазы; Rфо и Хфо –т о же нулевого провода; Rт и Хт –т о же фазы трансформатора; Zт1 – полное расчётное сопротивление трансформатора при замыкании на землю.

б) Выбор быстродействующих предохранителей для защиты полупроводниковых приборов. На рис. 6.9. представлена схема мощной выпрямительной установки. В каждом плече моста установлено по пять диодов, каждый из которых защищён предохранителем FU. При пробое диода VDk ток Iк,

обозначенный пунктиром, замыкается через VDk в обратном направлении и закорачивает две фазы. Предохранитель FU срабатывает, повреждённый диод отключается, и схема продолжает нормальную работу с некоторой перегрузкой диодов.

Рис. 6.9. Схема защиты полупроводниковых диодов в мощной выпрямительной установке

Рис. 6.10. Зависимость преддуговых интегралов от тока предварительной нагрузки

Полный джоулев интеграл при отключении предохранителя ()откл. пред. должен быть меньше допустимого джоулева интеграла полупроводникового прибора ()приб. .Для защиты диодов должно соблюдаться условие

()откл. пред. ()приб.

где n – число параллельных ветвей преобразователя; с – коэффициент неравномерности деления тока по ветвям. При равномерном распределении тока

с = 0 и ()откл. пред. ()приб. Значение ()приб. Для прибора берётся из каталога или (при синусоидальном токе) по уравнению

()приб. = Т/4,

где - допустимое значение ударного неповторяющегося тока в прямом направлении; Т – период переменного тока.