سنسور ترمیستور PTC موتور چیست؟

سنسور ترمیستور PTC موتور  یک قرص  ترمیستور PTC سرامیکی با کابل سیم عایق است که برای سنجش دمای موتور و محافظت در برابر دمای بیش از حد استفاده می شود. این سنسور از اکسید فلزی یا مواد نیمه هادی ساخته شده است.

سنسورهای دمای ترمیستور PTC موتور دارای منحنی با شیب زیاد هستند که برای نظارت بر محدودیت های دما و در نتیجه برای روشن کردن فن در هنگام رسیدن به دمای خاص، بسیار مناسب هستند.

سنسورهای دمای ترمیستور PTC موتور به گونه ای طراحی شده اند که حفاظت اقتصادی و قابل اعتمادی در برابر دمای بیش از حد در موتورهای سه فاز ارائه دهند. با استفاده از ویژگی های ترمیستور PTC، مقاومت در دمای کوری به شدت افزایش می یابد.

این مجموعه از یک دیسک PTC کوچک استفاده می کند که مقاومت پایه پایینی دارد. هنگامی که دمای سیم پیچ موتور به دمای عملکرد (قطع) ترمیستور PTC رسید، مقاومت آن با افزایش جزئی در دما به میزان چندین برابر افزایش پیدا می کند. این افزایش شدید مقاومت به راحتی توسط ماژول حفاظت موتور یا سایر وسایل الکترونیکی تشخیص داده می شود و می توان از آن برای خاموش کردن سیستم، قبل از هر گونه آسیب استفاده کرد.

مجموعه‌های PTC، بسیار کوچک و ستبر هستند. آنها می‌توانند در مکان‌های جمع و جورِ نیازمند به محافظت استفاده شوند، (مانند مستقیماً در داخل سیم‌پیچ‌های موتور) همچنین می‌توانند در مقابل عملیات غوطه‌ورسازی و پخت لاک و سایر اقدامات مقاومت کنند.

سنسورهای ترمیستور چندگانه را می توان به صورت سری به یک رله ورودی متصل کرد، مشروط بر اینکه مقاومت کل در دمای محیط از KΩ 1،5 تجاوز نکند. در عمل، حداکثر شش سنسور ترمیستور می تواند به صورت سری متصل شود.

برای عملکرد صحیح، پروب های اندازه گیری ترمیستور باید در نزدیکی نقاط بحرانی حرارتی یا هات اسپات(hot spots) در سیم پیچ قرار داشته باشند. این اجازه می دهد تا دمای سیم های مس از نزدیک پایش شود. با این حال ، بسته به اندازه پروب حرارتی و نصب آنها در سیم پیچ، یک افست باقی خواهد ماند.

ترمیستورهای غیرخطی برای قرار گرفتن در بخش های ثابت الکتروموتور، مانند سیم پیچ استاتور در یک موتور AC یا سیم پیچ های میدان در موتور DC استفاده می شوند.

کاربرد سنسور ترمیستور PTC موتور

• حفاظت حرارتی سیم پیچ ها در موتورهای الکتریکی.
• نظارت بر محدوده دمایی.
• واحدهای رله. PTC
• الکترونیک صنعتی.
• منابع تغذیه.
• پردازش الکترونیکی داده ها.
• ماشین آلات تجهیزات برقی.

ویژگی سنسورهای محدود کننده دمای ترمیستور PTC برای محافظت از موتور

• قرص ترمیستور PTC با محفظه عایق.
• نوع مقاومت کم، منحنی R/T شیب دار
• پاسخ سریع به دلیل ابعاد کوچک.
• ویژگی های سنجش دما مطابق با DIN 44081 برای 1 سنسور تکPTC ، DIN 44082 برای 3 PTC در سنسورهای سه گانه.
• عدم نیاز به ریست تغذیه پس از سوئیچ کردن بدلیل حرارت اضافی
• برای 1 سنسور PTC تک، کد رنگی سیم های لیتز (litz) مطابق استاندارد DIN 44081 می باشد و برای PTC سه تایی در سنسورهای سه گانه سری، کد رنگی سیم های لیتز (litz) مطابق استاندارد DIN 44082 می باشد، همچنین سیم های اتصال زرد رنگ می باشد.

مزایای PTC غیر خطی – پروب ترمیستور PTC

• اندازه کوچک سنسور دمای PTC آنها اجازه می دهد تا در تماس مستقیم با سیم پیچ استاتور نصب شود.
• اینرسی حرارتی کمِ آنها، پاسخ سریع و دقیقی به تغییرات دمای سیم پیچ می دهد.
• ترمیستورها می توانند بدون توجه به نحوه شروع این دما، دما را مستقیماً اندازه گیری کنند.
• از پروب های ترمیستور غیرخطی PTC می توان برای تشخیص شرایط اضافه بار در موتورهای کنترل شده توسط درایوهای فرکانس متغیر استفاده کرد.

استفاده از پروب اندازه گیری PTC و موتورهای سه فاز

برای یک موتور AC سه فاز، معمولاً دو سنسور ترمیستور در هر یک از سه سیم پیچ قرار می گیرد و در دو گروه سه تایی به هم متصل می شوند.

از یک گروه می توان برای زنگ هشدار و گروه دیگر برای قطع موتور استفاده کرد. گروه هشدار معمولاً با دمای عملکرد پایین تر ، به طور معمول 5 درجه سانتیگراد یا 10 درجه سانتیگراد پایین تر از گروه قطع کننده اصلی موتور انتخاب می شود.

اگر اپراتور هیچ اقدامی انجام ندهد، از گروه ترمیستور قطع برای متوقف کردن موتور جهت جلوگیری از آسیب به عایق سیم پیچ استفاده می شود.

مکان فیزیکی قرار گرفتن سنسورهای ترمیستور در یک موتور AC به ساختار موتور، اعم از روتور استوانه ای یا روتور قطب برجسته و چندین متغیر طراحی و ساخت دیگر بستگی دارد.

در برخی موارد، ممکن است لازم باشد مکان بهینه از طریق آزمون و بررسی در دنیای واقعی تعیین شود.

رله ترمیستور PTC الکتروموتور

رله حفاظت از ترمیستور به گونه ای طراحی شده است که در داخل یک تابلو برق یا مرکز کنترل موتور، معمولاً روی یک ریل استاندارد دین ریل(Din rail) نصب می شود

عملکرد رله های حفاظت از ترمیستور می تواند تحت تأثیر تداخل الکتریکی خارجی باشد، جایی که در کابل سنسور می تواند ولتاژ اضافی ایجاد شود.

بنابراین، بین رله حفاظت از ترمیستور و سنسورهای ترمیستور غیرخطی PTC باید کابل هایی انتخاب و نصب شوند که اثرات نویز ناشی از آن به حداقل برسد.

کابل ها باید تا حد امکان کوتاه نگه داشته شوند و باید از قرارگیری در نزدیکی کابل های پر نویز یا ولتاژ بالا برای مسافت های طولانی جلوگیری شود.

در حین آزمایش ها باید مراقب بود که پروب های ترمیستور منفجر نشوند زیرا ممکن است به آنها آسیب وارد شود!!

روش صحیح این است که تمام ترمیستور را به هم متصل کنید و ولتاژ آزمایشی را بین آن‌ها و زمین یا فازها اعمال کنید.

برخی از توصیه های عملی برای نوع کابل های مورد استفاده به شرح زیر است:

• مسافت 20 متر – کابل موازی استاندارد قابل قبول است
• مسافت 20 متر تا 100 متر – کابل زوجی به هم تابیده لازم است
• مسافت 100 متر – یک کابل زوجی به هم تابیده شیلددار (STP) لازم است.
• سطح تداخل بالا – کابل زوجی به هم تابیده شیلددار (STP) لازم است

اصول عملکرد سنسورهای ترمیستور PTC موتور

• سنسور ترمیستور PTC در تماس حرارتی با تجهیزاتی که قرار است محافظت شود، نصب می‌شود و به بازوی پل یک مدار مقایسه‌کننده متصل می‌شود (مانند شکل 1)

ترمیستور PTC در دیاگرام مدار مقایسه کننده

• در دمای معمولی، مقاومت ترمیستور PTC (Rp) کمتر از Rs است (شکل 2 را ببینید)، بنابراین ولتاژ خروجی VO مقایسه کننده، کم خواهد بود.

منحنی مشخصه یک سوئیچ نوعی

• اگر در تجهیز دمای بیش از حد رخ دهد، سنسور ترمیستور PTC به سرعت تا دمای راه اندازی یا نامی مرجع Tn گرم می شود، در نتیجه مقاومت آن به مقدار بسیار بالاتر از Rs افزایش می یابد و باعث می شود VO به سطح بالایی سوئیچ کند که برای فعال کردن هشدار رله یا مدار قطع برق کافی است.

محافظ دمای ترمیستور موتور الکتریکی 3 فاز

ابعاد سنسورهای ترمیستور PTC موتور

ابعاد سنسور حفاظت ترمیستور PTC موتور یک عددی (واحد: میلی متر)

ابعاد سنسور حفاظت ترمیستور PTC موتور سه تایی (واحد: میلی متر)

محافظ سیم پیچ موتور ترمیستور PTC

اقدامات احتیاطی برای استفاده

با توجه به انتقال نسبتاً آهسته گرما به سنسورها از طریق عایق، پروب های ترمیستور PTC در برابر اتصال کوتاه مدار در موتورها یا ترانسفورماتورها، محافظت سریعی را ارائه نمی دهند.

همچنین، از آنجایی که معمولاً در سیم‌پیچ‌های استاتور قرار می‌گیرند، حفاظت کافی برای موتورهای بحرانی یا شرایط راه‌اندازی یا قفل روتور با اینرسی بالا ارائه نمی‌کنند.

در این موارد، برای دستیابی به حفاظت کامل، توصیه می شود از ترمیستورهای PTC در ترکیب با رله های حفاظت موتور الکترونیکی(که جریان اصلی که توسط موتور کشیده می شود را کنترل می کنند) استفاده کنید.

استفاده از ترمیستورهای PTC به عنوان سنسورهای دما فقط در شرایط زیر مؤثر است؛

1. دمای عملکرد نامی ترمیستور به درستی برای کلاس عایق مورد استفاده در سیم پیچ انتخاب شود.
2. ترمیستورها به درستی در نزدیکی مناطق بحرانی حرارتی قرار گیرند.
3. مقاومت حرارتی کم بین سیم پیچ و ترمیستور PTC وجود داشته باشد.

مرجع؛  guilcor.com

amwei.com