Undvik motorskador: 4 anledningar att välja rätt skydd

Applikationer (maskiner och utrustningar) som är beroende av motorer har förändrat och påverkat våra liv sedan slutet på 1800-talet. De finns överallt i vår vardag: allt från caféers kaffekvarnar till de som får Japans snabbtåg Shinkansen att rusa fram i 400 km/h på rälsen. Gemene man tar ofta för givet att dessa utrustningar ska fungera, medan tekniker inom industri och maskintillverkare behandlar dem med största respekt. De är nämligen medvetna om den stora kostnad som kan uppstå om en motor plötsligt slutar fungera. [KA1] 

En av de vanligaste frågorna kring motorskydd är: Varför behöver vi en särskild motorskyddsbrytare (MPCB)? Räcker det inte med en vanlig dvärgbrytare (MCB) eller effektbrytare (ACB, MCCB)? 

I denna artikel jämför vi de produkter som används för motorskydd. Eftersom ungefär 80 % av världens alla motorer har en effekt på mindre än 15kW kommer vi fokusera på de skydd som passar till just dem och jämföra dvärgbrytare med motorskyddsbrytare som har både magnetiskt och termiskt skydd. 

Låt oss först och främst reda ut en vanlig missuppfattning. Alla motorskyddsbrytare är inte tillverkade på samma sätt. Allt beror på belastningstyp, skydd vid kortslutning (magnetiskt skydd) och skyddet vid överbelastning (termiskt skydd). Samt typ av start (starttid, klass). Det finns flera trippkurvor för motorskyddsbrytare. Den här artikeln kommer bara behandla två av dessa: 

  • Dvärgbrytare med C-kurva: Designade för att skydda allmänna elektriska anläggningar vid kortslutning och överbelastning.
  • Dvärgbrytare med D-kurva: Framtagna för att skydda induktiva kretsar, inklusive motorer[KA2]  vid kortslutning och överbelastning.

Låt oss kika på 4 avgörande anledningar till varför man ska välja motorskyddsbrytare som främsta motorskydd: 

  1.   Standarder är viktigt när det kommer till effektbrytare

Jämför man standarden mellan dvärgbrytare (MCB) och motorskyddsbrytare (MPCP) kan man se några avgörande skillnader: 

  •       Motorskyddsbrytare är certifierade under IEC 60947-4, som utgör normstandarden för motorskydd. Eftersom de i grund och botten är effektbrytare, hamnar de också under certifikationen IEC 60947-2.
  •       Dvärgbrytare är vanligtvis klassificerade under IEC 60898-1 (anpassat för bostäder), men många klassificeras också under IEC 60947-2. Det här gäller att ha kontroll på: IEC 60898 är inte avsett för industrianläggningar. Standard omgivningstemperaturen är 30⁰C för dvärgbrytare enligt IEC 60898, detta är en lägre temperatur än vad ett apparatskåp byggas efter för industri 40⁰C. Även om man väljer ett motorskydd som hamnar under den korrekta standarden, har dessa ingen kompensation för lufttemperaturen, någon korrigering mot omgivningstemperatur måste oftast ske, för Schneiders motorskyddsbrytare behövs inte detta, de kompenserar själva för omgivningstemperatur. Att ej ha kontroll på omgivningstemperatur kan alltså orsaka störningar och driftfel.[KA3] 
  1.   Hög kortslutningsprestanda

Hur reagerar dessa motorskydd vid en kortslutning? En dvärgbrytare med C-kurva är framtagen för att lösa ut vid 5-10 gånger sin märkström medan motorskyddsbrytare löses ut vid 12 gånger sin märkström. Ofta tror man då att dvärgbrytaren är mer känslig och därför ännu bättre. Det stämmer inte. Låt oss förklara varför: 

En induktionsmotor vars startström uppgår till 8-10 gånger av motorns märkström. Därför är motorskyddsbrytaren, som är speciellt designad för motorer, utformad att lösa ut vid högre strömmar för att undvika störningar vid start. Tillkomsten av högeffektiva IE3 och IE4 motorer på marknaden gör att det här problemet förvärras eftersom dessa motorer har högre startströmmar. 

Somliga försöker undvika det här genom att välja det motorskydd som inte baseras på märkströmmen utan på utlösningsströmmen. Det här kan alltså skydda motorn mot kortslutningar men problem kommer uppstå vid överbelastning, något vi återkommer till senare i artikeln. 

En dvärgbrytare med D-kurva kommer fungera som kortslutningsskydd. Man kan dock inte få en koordinerad motorstartare med dvärgbrytaren så i slutändan är det ändå inte en fullkomligt säker lösning. [KA4] Att notera också är att D kortslutningskurvan kan avvika mellan olika tillverkare. Standarden säger 10 – 20xIn.

Brytförmågan av en dvärgbrytare är ofta 10kA eller 15kA enligt IEC 60947-2, vilket ofta är för lågt för industrianläggningar. Motorskyddsbrytare har en betydligt större brytförmåga, uppemot 100 kA, vilket säkerställer motorstartaren och motorn förblir säker och fungerar även i de mest krävande förhållanden. 

  1.   Överlastförmåga 

Majoriteten av felen på elmotorer är på grund av överlast. Här blir motorskyddsbrytaren vinnaren. Nedanstående figur visar utlösningsbeteende hos en motorskyddsbrytare vid överlast:

Här kommer en liknande figur för dvärgbrytare: 

Skillnaden är, som man kan se, påtaglig. Återkommande överbelastningar på motorn kan göra stor skada. En dvärgbrytare kommer inte lösa ut tillräckligt snabbt för att skydda motorns lindningar. Dessutom, om man kikar på den sista kolumnen i figuren, blir problemet ännu tydligare. Dvärgbrytare med C-kurva behandlar det här som en kortslutning och D-curvan löser ut inom en minut, medan motorskyddsbrytaren är känsligare och löses ut inom tio sekunder. Här hamnar vi i den problematik jag nämnt tidigare: Om du överdimensionerar dvärgbrytaren för att kompensera för dess lägre utlösningsström finns risken att motorn inte skyddas alls vid överlast/överström. 

  1.   Känslig mot fasfel

Det finns ytterligare ett problem med användning av dvärgbrytare för motorskydd – den är inte känslig för fasfel. Ett fasfel i en motor är ett allvarligt fel som kan orsaka en strömökning i de andra faserna, vilket kan leda till överhettning och skada i motorns lindningar. Motorskyddsbrytare kan, till skillnad från dvärgbrytare, känna av dessa typer av fel och kan lösa ut i enlighet med ovanstående tabell. 

Sammanfattningsvis: En dvärgbrytare är inte tillräckligt för att skydda din motor, så att bara använda en sådan innefattar därmed en rad risker. Motorskyddsbrytare är lättare att välja eftersom inställnings området står tydligt på själva brytaren. Det går att justera värdet för just din motordrift. Det går ej på en dvärgbrytare som har fasta värden, exempelvis 3-fas motor 1,5kW 3,2A, valet av dvärgbrytaren blir då 4A vilket inte skyddar motorn mot överlast. Livslängden på en motorskyddsbrytare är vanligtvis betydligt högre än hos dvärgbrytaren.

Schneider Electric har sedan länge varit banbrytande när det kommer till produkter för motorhantering. Vi har investerat i att ta fram troligtvis det allra största utbudet för motorskyddsbrytare på marknaden: TeSys-familjen. Dessutom hjälper vi dig att välja bästa tänkbara skydd för dina motorer genom en komplett uppsättning urvalstabeller, koordinatonstabeller och specifika urvalsguider.

Möt experten

Ronny Josgård är produktchef på Schneider Electric med över 20 års erfarenhet inom industriell automation.


Nej Svar

Lämna ett svar

  • (kommer inte att bli publicerad)