Toppvente
4 - Skruvad PTC-sond
Tillämpningar PTC-termistorer (Positive Temperature Coefficient) är motstånd tillverkade av ...
Termistor C
TP eller PTC (på engelska) är en liten icke-linjär motståndssensor som kan integreras i lindningen av elmotorer. Den är tillverkad av metalloxid eller halvledarmaterial.
Praktiska råd för installation och användning av PTC-termistorn:
- Förhållandet mellan motstånd och temperatur är icke-linjärt, det varierar kraftigt med små temperaturförändringar runt börvärdet.
- För korrekt placering måste termistorerna vara placerade nära värmekritiska områden eller varma fläckar. Detta gör att koppartrådarnas temperatur kan övervakas noggrant. En förskjutning förblir dock beroende på sondens storlek och deras installation i lindningen.
- Termistorer ska införas i icke-roterande delar av motorer, såsom statorlindningen i en växelströmsmotor eller fältlindningarna i en likströmsmotor.
- Deras lilla storlek gör att de kan installeras i direktkontakt med statorlindningen.
- Deras låga termiska tröghet ger ett snabbt och exakt svar på förändringar i lindningstemperaturen.
- De mäter temperatur direkt oavsett hur dessa temperaturer initieras.
- De kan användas för att upptäcka överbelastningsförhållanden i motorer som drivs av frekvensomvandlare.
Motståndsförändringen är relativt liten och förblir nästan konstant upp till den nominella svarstemperaturen. När den nominella svarstemperaturen närmar sig och överskrids ökar motståndsgradienten kraftigt, vilket ger PTC-termistorn hög känslighet för små temperaturförändringar.
Vid Curie-punkten resulterar en temperaturökning på några grader i en signifikant ökning av motståndet. Motståndet övervakas av ett skyddsrelä, och när den plötsliga motståndsförändringen detekteras av skyddsreläet aktiverar det en kontakt för att utlösa ett larm eller stänga av den skyddade enheten.
Termistorskyddsreläer bör trippa pålitligt när sensorns motstånd överstiger cirka 3 kΩ.
De svarar också på en öppen krets, antingen i kabeln eller i termistorsensorn, vilket ger skydd mot fel. Moderna reläer är också utformade för att detektera en kortslutning av PTC-sonden när sensorns motstånd sjunker under cirka 50 Ω.
Används ofta i frekvensomriktare med växelström för att skydda växelströmsmotorn som levereras av växelriktarna. Många moderna frekvensomriktare har en inbyggd termistorskyddsenhet, vilket eliminerar behovet av ett separat termistorskyddsrelä.
| Motorisoleringsklass | E | F | H |
| Lägre nominell temperatur | 120 ° C | 140 ° C | 165 ° C |
| Larmtemperatur | 120 ° C | 140 ° C | 165 ° C |
| Triptemperatur | 120 ° C | 140 ° C | 175 ° C |
| Max. arbetsspänning | Vmax | 30V |
| Max. mäta spänning | Vmeas, max | 2,5 V |
| Nominellt motstånd (max 2,5 V) | R25 | ≤100 ohm |
| Isolationsspänning | V | 2,5 kV |
| Ts svarstid | t | ≤5 sekunder |
| Tolerans för detekteringstemperatur Ts | AT | ± 5K |
| Max. Driftstemperaturområde (V≤Vmeas, max) | ° C | 200C |
På grund av den relativt långsamma värmeöverföringen till sensorerna genom isoleringen ger PTC-termistorer inte tillräckligt snabbt skydd mot kortslutning i motorer eller transformatorer. Eftersom de vanligtvis är placerade i statorlindningarna, ger de inte tillräckligt skydd för kritiska motorer eller höga tröghetsstart eller rotorstillstånd.

För att uppnå fullt skydd rekommenderas i dessa fall att använda PTC-termistorer i kombination med elektroniska motorskyddsreläer, som övervakar motorns primära ström. Tillämpningen av PTC-termistorer som temperatursensorer är endast effektiv när:
1. Termistorns nominella svarstemperatur har valts korrekt för den isoleringsklass som används på lindningen.
2. Termistorer är korrekt placerade nära värmekritiska områden.
3. Det finns lågt termiskt motstånd mellan lindningen och PTC-termistorn. Det beror på att flera termistorsensorer kan anslutas i serie i ett relä till en ingång, förutsatt att det totala motståndet vid omgivningstemperaturer inte överstiger 1,5 kΩ. I praktiken kan upp till sex termistorsensorer kopplas i serie.Den elektriska isoleringen mellan lindningen och termistorn. Eftersom termistorer måste isoleras från höga spänningar är det svårare att uppnå lågt motstånd mot värmeöverföring i HV-motorer, som har en större isoleringstjocklek.
För en trefas växelströmsmotor tillhandahålls vanligtvis två termistorsensorer i var och en av de tre lindningarna och är anslutna i två grupper om tre serier. En grupp kan användas för larm och den andra gruppen för motorutlösning. Larmgruppen väljs typiskt med en lägre responstemperatur, vanligtvis 5 ° C eller 10 ° C lägre än trippgruppen.
Om operatören inte vidtar några åtgärder används trippgruppen för att stoppa motorn för att förhindra skador på lindningsisoleringen. Den fysiska placeringen av termistorsensorer i en växelströmsmotor beror på motorns konstruktion, oavsett om det är en cylindrisk rotor eller en framträdande polrotor och flera andra konstruktions- och designvariabler. I vissa fall kan den optimala platsen behöva bestämmas utifrån verkliga tester.
Termistorskyddsreläet är konstruerat för att monteras inuti ett kontrollskåp eller motorstyrcentral, vanligtvis på en standard Din-skena. Figuren nedan visar en typisk anslutning av två termistorskyddsreläer och deras tillhörande grupper av termistorsensorer.
För larm- och trippkontroll av en trefas AC-induktionsmotor. Prestandan hos termistorskyddsreläer kan påverkas av extern elektrisk störning där spänningar kan induceras i sensorkabeln.
Därför bör kablarna mellan termistorskyddsreläet och PTC-termistorsensorerna väljas och installeras för att minimera effekterna av inducerat brus.
Kablar ska vara så korta som möjligt och bör undvika att köra nära bullriga eller högspänningskablar över långa sträckor!
Under testerna måste man vara försiktig så att termistorerna inte sprängs eftersom det kan skada dem !! Rätt procedur är att ansluta alla termistorkablar tillsammans och applicera testspänning mellan dem och jord eller faser.
Några praktiska rekommendationer för vilken typ av kablar som ska användas är följande: