Niewłaściwie dobrany wyłącznik silnikowy potrafi skutecznie sparaliżować pracę linii produkcyjnej. Zamiast chronić napęd, co chwilę "wybija" przy każdym cięższym rozruchu, zatrzymaniu lub chwilowym wzroście obciążenia. Z drugiej strony zbyt "luźno" ustawione zabezpieczenie nie zdąży zareagować, gdy silnik zacznie się przegrzewać, co w skrajnym przypadku może skończyć się uszkodzeniem uzwojeń i kosztownym przestojem. Dlatego wyłącznik silnikowy należy dobrać odpowiednio do konkretnego silnika, konkretnego obciążenia i konkretnego sposobu pracy.
Czym jest i jak działa wyłącznik silnikowy?
Wyłącznik silnikowy to urządzenie łączące w jednej obudowie funkcję łącznika, wyzwalacza przeciążeniowego (termicznego) oraz zabezpieczenia zwarciowego (magnetycznego). W praktyce oznacza to, że jedno urządzenie pozwala zarówno załączać i wyłączać silnik, jak i chronić go przed przegrzaniem oraz skutkami zwarć w obwodzie.
Wyłącznik nadprądowy reaguje na przekroczenie prądu znamionowego silnika przez dłuższy czas. Wbudowany w wyłącznik bimetal nagrzewa się wówczas powoli i po określonym czasie rozłącza obwód. Z kolei wyzwalacz elektromagnetyczny uaktywnia się szybko w przypadku pojawienia się wysokiego prądu zwarciowego i odcina zasilanie, zanim dojdzie do poważnych uszkodzeń. Niektóre wyłączniki silnikowe reagują również na zanik jednej fazy, dzięki czemu chronią silnik trójfazowy przed niebezpieczną pracą dwufazową.
Najczęściej wyłącznik silnikowy montuje się przed stycznikiem, tak aby zabezpieczał zarówno sam silnik, jak i aparaturę łączeniową w torze zasilania. Może pracować w układach rozruchu bezpośredniego, z odwracaniem kierunku, a także współpracować z falownikami. W takim przypadku należy pamiętać, żeby podczas wyboru wyłącznika i ustawianie nastawy uwzględnić zalecenia producenta przemiennika.
Jak zabezpieczyć silnik elektryczny dobierając właściwy wyłącznik silnikowy?
Najważniejsza, jak zawsze, jest zawsze tabliczka znamionowa silnika, na której podane są jego prąd znamionowy, moc i napięcie zasilania.
Wyłącznik silnikowy dobór
Dobierając odpowiedni wyłącznik silnikowy należy wybrać urządzenie o zakresie termicznym, do którego należy prąd silnika. Dlatego np. dla silnika 6,5 A należy wybrać wyłącznik o zakresie 6–10 A, a nie 4–6,3 A. Z kolei napięcie znamionowe wyłącznika musi być co najmniej równe napięciu zasilania, a zdolność zwarciowa dopasowana do warunków zwarciowych w rozdzielnicy.
Kolejnym krokiem jest ustawienie prądu na pokrętle wyłącznika. Przy typowej pracy i lekkim rozruchu silnika nastawę ustawia się zwykle w zakresie 1,0–1,05 wartości prądu znamionowego silnika. Gdy rozruch jest ciężki, obciążenie ma dużą bezwładność lub występują krótkotrwałe przeciążenia, dopuszcza się wyłącznik silnikowy ustawiany na poziomie ok. 1,1 × wartość prądu znamionowego, ale zawsze w granicach dopuszczalnych przez producenta silnika.
Najlepszą praktyką jest pomiar prądu w każdej fazie przy rzeczywistej pracy znamionowej i ustawienie wyłącznika na wartość zbliżoną do tego prądu. Z niewielkim zapasem.
Przy doborze trzeba także uwzględnić sposób pracy napędu. Silniki załączane bardzo często, z krótkimi przerwami, nagrzewają się szybciej, więc ich wyłącznik termiczny zareaguje wcześniej.Z kolei, jeżeli napęd sterowany jest z falownika, zabezpieczenie przeciążeniowe zwykle realizuje już sam przemiennik, a wyłącznik silnikowy pełni głównie rolę zabezpieczenia zwarciowego i rozłącznika.
Warto też pamiętać, że dla kilku silników zasilanych z jednego falownika należy stosować osobnego wyłączniki dla każdego z nich, aby mogły niezależnie reagować na przeciążenie poszczególnych napędów.
Przed czym zabezpiecza wyłącznik silnikowy?
Zabezpieczenie termiczne
Wyłącznik silnikowy przede wszystkim chroni silnik przed przeciążeniem, czyli zbyt dużym prądem utrzymującym się przez dłuższy czas. Dzięki dopasowanej charakterystyce cieplnej odtwarza proces nagrzewania uzwojeń i wyłącza zasilanie, zanim temperatura przekroczy dopuszczalne granice. W ten sposób ogranicza ryzyko przegrzania izolacji, skrócenia żywotności silnika i usterki mechanicznej wynikających z długotrwałego przeciążenia silnika.
Zabezpieczenie przeciwzwarciowe
Drugą ważną funkcją jest ochrona uzwojenia silnika przed skutkami zwarć w obwodzie silnika. Wyzwalacz elektromagnetyczny reaguje bardzo szybko i zapewnia odpowiednią ochronę zarówno silnika, jak i przewodów oraz aparatury łączeniowej.
Zabezpieczenie przed brakiem fazy
W wielu wykonaniach wyłącznik silnikowy wykrywa także zanik lub znaczne obniżenie prądu jednej z faz, dzięki czemu może odłączyć silnik trójfazowy pracujący przy niesymetrycznym zasilaniu, które również sprzyja przegrzewaniu się uzwojeń.
Dodatkowe zabezpieczenia
Dodatkowo, jako element rozłączający, wyłącznik umożliwia bezpieczne odłączenie napędu chroniąc pracowników przed ponownym uruchomieniem podczas prac serwisowych oraz czynności eksploatacyjnych.
Żeby uniknąć niepotrzebnych wybić, trzeba rozróżnić sytuacje, w których wyłącznik reaguje na rzeczywiste sytuacje wymagające zadziałania od tych, które wynikają z błędnego doboru lub ustawienia.
Zbyt niska nastawa, niedoszacowanie ciężkiego rozruchu lub mylna ocena charakteru obciążenia powodują częste wyłączenia pomimo prawidłowo działającego napędu. Podnoszenie nastawy "do oporu", aby wyłącznik nie reagował, maskuje tylko problem i naraża silnik na realne uszkodzenia. Właściwym sposobem postępowania jest wtedy pomiar prądów, weryfikacja warunków normalnej pracy i, jeśli trzeba, korekta doboru samego wyłącznika lub parametrów rozruchu.
Najczęściej zadawane pytania
Czym jest i jak działa wyłącznik silnikowy?
Wyłącznik silnikowy to urządzenie łączeniowo–zabezpieczające, które łączy funkcje rozłącznika, zabezpieczenia przeciążeniowego i zwarciowego dla silnika.
Służy do ochrony silników pracujących w zakładach przemysłowych i działa wykorzystując dwa wyzwalacze: termiczny (który chroni silnik przed przeciążeniem) i elektromagnetyczny (szybko odłączający silnik w przypadku zwarcia).
Często mają też funkcję ochrony przed zanikiem fazy.
Jak dobrać wyłącznik silnikowy?
- Najpierw należy odczytać prąd znamionowy oraz napięcie silnika z tabliczki znamionowej i dobrać wyłącznik o odpowiednim zakresie prądowym i napięciowym,
- Następnie ustawić nastawę na poziomie ok. 1,0–1,1 wartości prądu znamionowego,
- Zweryfikować nastawę mierząc prądy podczas prawidłowej pracy silnika,
- Upewnić się, że zdolność zwarciowa wyłącznika odpowiada warunkom w sieci i że układ (np. z falownikiem) jest zgodny z zaleceniami producenta.
Przed czym zabezpiecza wyłącznik silnikowy?
Wyłącznik silnikowy zabezpiecza silnik przed przeciążeniem, nadmiernym wzrostem temperatury i przegrzaniem, skutkami zwarć oraz często przed niebezpieczną pracą przy zaniku jednej z faz.
Dodatkowo pełni rolę wygodnego i bezpiecznego rozłącznika, umożliwiając odłączenie napędu i zapewniając skuteczną ochronę podczas prac serwisowych lub awarii.
