TP of PTC is een kleine niet-lineaire weerstandssensor, die kan worden geïntegreerd in de wikkeling van elektromotoren. Deze meter is gemaakt van metaaloxide of halfgeleidermateriaal.
De voordelen van de niet-lineaire PTC - PTC-thermistorsonde:
Door hun kleine formaat van de PTC-temperatuursensor kan deze in direct contact met de statorwikkeling worden geïnstalleerd.- Hun lage thermische inertie geeft een snelle en nauwkeurige reactie op temperatuurveranderingen van de wikkeling.
- Thermistors kunnen de temperatuur direct meten, ongeacht hoe die temperaturen worden geïnitieerd.
- Niet-lineaire PTC-thermistorsondes kunnen worden gebruikt om overbelastingscondities te detecteren in motoren die worden aangedreven door frequentieregelaars.
De weerstandsverandering is relatief klein en blijft nagenoeg constant tot de nominale aanspreektemperatuur. Wanneer de nominale responstemperatuur wordt benaderd en overschreden, neemt de weerstandsgradiënt sterk toe, waardoor de PTC-thermistor een hoge gevoeligheid heeft voor de geringste variatie in temperatuur.
Bij het Curiepunt veroorzaakt een temperatuurstijging van enkele graden een grote toename van de weerstand. De weerstand wordt bewaakt door een beveiligingsrelais en wanneer een grote verandering in weerstand wordt gedetecteerd door het beveiligingsrelais, activeert het een contact om een alarm te activeren of het beveiligde apparaat uit te schakelen.
Thermistorbeveiligingsrelais moeten betrouwbaar worden geactiveerd wanneer de weerstand van de temperatuursensor ongeveer 3 kΩ overschrijdt.
Deze PTC-meters reageren ook op een open circuit, in de kabel of in de thermistorsensor, en bieden zo bescherming tegen storingen. Moderne relais zijn ook ontworpen om een kortsluiting van een PTC-sensor te detecteren, wanneer de weerstand van de sensor onder ongeveer 50 Ω daalt.
Deze temperatuursensoren worden vaak gebruikt in AC-frequentieregelaars om de AC-motor te beschermen die wordt aangedreven door omvormers. Veel moderne frequentieregelaars hebben een ingebouwde thermistorbeveiligingseenheid, waardoor het gebruik van een afzonderlijk thermistorbeveiligingsrelais wordt vermeden.
Uitschakeltemperatuur volgens de isolatieklasse van de elektromotor
| Motorisolatieklasse | E | F | H |
| Lagere nominale temperatuur | 120 ° C | 140 ° C | 165 ° C |
| Alarmtemperatuur | 120 ° C | 140 ° C | 165 ° C |
| Trigger temperatuur | 120 ° C | 140 ° C | 175 ° C |
Algemene technische kenmerken
| Max. werkspanning | Vmax | 30V |
| Max. het meten van spanning | Vmeas, max | 2,5 V |
| Nominale weerstand (2,5 V max) | R25 | ≤100 ohm |
| Isolatiespanning | V | 2,5 kV |
| Ts reactietijd | t | ≤5 seconden |
| Detectie temperatuur tolerantie Ts | AT | ±5K |
| Max. Bedrijfstemperatuurbereik (V≤Vmeas, max) | ° C | 200C |
Het gebruik van niet-lineaire thermistor meetinstrumenten
Voorzorg voor gebruik:
Door de relatief langzame warmteoverdracht naar de sensoren via de isolatie, bieden PTC-thermistorsondes niet snel genoeg bescherming tegen kortsluiting in motoren of transformatoren.
Omdat ze zich meestal in de statorwikkelingen bevinden, bieden ze ook geen adequate bescherming voor kritieke motoren of starten met hoge traagheid of vergrendelde rotoromstandigheden.
In deze gevallen, om volledige bescherming te bereiken, wordt het aanbevolen om PTC-thermistors te gebruiken in combinatie met elektronische motorbeveiligingsrelais, die de primaire stroom die door de motor wordt opgenomen, bewaken. De toepassing van PTC-thermistors als temperatuursensoren is alleen effectief wanneer:
1. De nominale responstemperatuur van de thermistor is correct geselecteerd voor de isolatieklasse die op de wikkeling wordt gebruikt.
2. Thermistors zijn correct geplaatst in de buurt van thermisch kritische gebieden.
3. Er is een lage thermische weerstand tussen de wikkeling en de PTC-thermistor.
Meerdere thermistorsensoren kunnen in serie worden geschakeld in een enkel ingangsrelais, op voorwaarde dat de totale weerstand bij omgevingstemperaturen niet hoger is dan 1,5 kΩ. In de praktijk kunnen maximaal zes thermistorsensoren in serie worden geschakeld.
Aangezien thermistoren moeten worden geïsoleerd van hoge spanningen, is het moeilijker om een lage warmteoverdrachtsweerstand te bereiken in HV-motoren, die een grotere isolatiedikte hebben.
Het gebruik van de PTC-meetsonde en draaistroommotoren
Voor een driefasige wisselstroommotor zijn gewoonlijk twee thermistorsensoren aangebracht in elk van de drie wikkelingen en verbonden in twee groepen van drie series. De ene groep kan worden gebruikt voor alarm en de andere groep voor motoractivering. De alarmgroep wordt meestal geselecteerd met een lagere nominale reactietemperatuur, typisch 5 ° C of 10 ° C lager dan de uitschakelgroep.
Als de operator geen actie onderneemt, wordt de tripgroep gebruikt om de motor te stoppen om schade aan de wikkelingsisolatie te voorkomen. De fysieke locatie van thermistorsensoren in een AC-motor hangt af van de constructie van de motor, of het nu een cilindrische rotor of een uitspringende poolrotor is, en verschillende andere ontwerp- en constructievariabelen.
In sommige gevallen moet de optimale locatie mogelijk worden bepaald aan de hand van tests in de echte wereld.
Relais voor niet-lineaire PTC-thermistors
Het thermistorbeveiligingsrelais is ontworpen om te worden gemonteerd in een schakelkast of motorbesturingscentrum, meestal op een standaard DIN-rail.
De onderstaande afbeelding toont een typische aansluiting van twee thermistorbeveiligingsrelais en de bijbehorende groepen temperatuursensoren.
Voor alarm- en uitschakelcontrole van een driefasige AC-inductiemotor. De prestaties van thermistorbeveiligingsrelais kunnen worden beïnvloed door externe elektrische interferentie, waarbij spanningen in de sensorkabel kunnen worden geïnduceerd.
Daarom moeten de kabels tussen het thermistorbeveiligingsrelais en de niet-lineaire PTC-thermistorsensoren worden geselecteerd en geïnstalleerd om de effecten van geïnduceerde ruis te minimaliseren.
Kabels moeten zo kort mogelijk worden gehouden en mogen niet over lange afstanden in de buurt van lawaaierige of hoogspanningskabels worden gelegd!
Tijdens de tests moet erop worden gelet dat de thermistorsondes niet worden doorgeblazen, omdat deze hierdoor kunnen worden beschadigd!!
De juiste procedure is om alle thermistorkabels met elkaar te verbinden en de testspanning tussen hen en aarde of fasen aan te brengen.
Enkele praktische aanbevelingen voor het type te gebruiken kabels zijn als volgt:
- Afstanden ≤ 20 m - Standaard parallelle kabel is acceptabel
- Afstanden ≥ 20 m, ≤ 100 m - Twisted pair-kabel is vereist
- Afstanden ≥ 100 m - Afgeschermde kabel met getwist paar (STP) is vereist
- Hoog interferentieniveau - Shielded twisted pair (STP) -kabel is vereist