熔斷器是電氣電路常用短路保護元器件之一,熔體具有快速熔斷功能,以保證電氣線絡、用電負載在發生短路時,能夠快速熔斷,從而切斷電源,使線路、用電負載不致於發生損壞、火災、爆炸。
熔斷器有低壓與高壓等級之分;有螺旋式與嵌入式。以及其它形態及按裝方式之分。本文僅討論低壓級且用於機床電氣控制電路的。
當然熔體的額定電流在選擇不恰當時,會發生兩種結果。
一,熔體額定電流選大了時
在線路、負載發生短路時,出現了燃燒、爆炸等事故現象,熔體還未熔斷,電源還沒有切斷,使事故進一步擴大,造成重大事故和經濟損失。
二,熔體額定電流選小了
在負載、線路工作都正常時,因電網浪湧電壓形成的衝擊電流或感性、容性負載起動時的衝擊電流,導致熔體熔斷,切斷了電源,影響線路、負載正常運轉,從而影響了生產任務。也會帶來一定的經濟損失。
以下通過一個例子,說明如何正確選擇熔體的額定電流。
如一臺設備有5臺電機,兩臺3KW;叄臺1.5KW,其中一臺3KW和一臺1.5KW是同時啟動並長期工作,另三臺是獨立且任何時間內,只能有一臺工作。在計算時熔體額定電流增加值,按最大的一臺計算
單臺計算公式:
Ie≥Iq/2.5
Ie:額體額定電流
Iq:電機起動電流,有多臺同時啟動時為合計起動電流
或Ie=(1.5~2.5)Ide
多臺電機情況下
Ie+其餘電機的額定電流(同一時間內運行的)
Ide:電機額定電流,有多臺同時啟動時合計額定電流
3KW電動機額定電流為6A左右,1.5KW電動機額定電流為3A左右
考慮到感性負載衝擊電流的影響,
現選擇第二個公式便於計算。
Ie=(6+3)×2.5+3=22.5A
考慮到控制電路,最後總電路的熔體的額定電流,選擇為30A。
上述為總的熔體的額定電流
對於各分支的熔體額定電流按其電動機的額定電流的1.5倍計算。
3KW:Ie=1.5×6=9A,選10A
1.5KW:Ie=1.5×3,選5~6A
處於頻繁起停的電動機熔體額定電流按電動機的額定電流2.5倍計算。
3KW:2.5x6=15A
1.5KW:2.5x3=7.5A,選10A
對於電阻性負載的熔體額定電流按其額定電流的1.1~1.5計算
如12KW的箱式電爐,額定電流約為18.2A
18-2×1.5≈27A,選30A
電路中如果沒有控制變壓器,控制電路短路保護的熔體的額定電流選擇同上,所用接觸器、繼電器等電感類的負載的吸合功率和保持功率是不同的,可查閱相關手冊,這裡不再敘述。
有控制變壓器的熔體額定電流選擇如下:
假設選用的控制變壓器為:
初級:380V200VA
次級:110V150VA/24V50VA
初級熔體額定電流:
Ie=200/380≈0.53A
考慮到衝擊電流Ie選擇為1A
次級有兩咯
110V的Ie=150/110≈1.36A
同樣考慮到衝擊電流Ie為2~3A
24V的Ie=50/24≈2.08A
同樣考慮Ie為3~4A
現今機床電氣電路中,雖然大多采用了斷路器作為電路的過載、短路保護,熔斷器已很少使用,但是熔斷器快速熔斷功能優於同電流級別的斷路器,所以在一些重要的且在發生短路、過載故障時要迅速切斷電源,以保護設備不受損失的場合,仍然在使用。同時它的性價比高,熔體又便於更換。
電子產品仍大量採用微小型熔斷器作為短路保護,如數控系統,電源模塊、伺服、變頻器、PLC……等等。
文中提到的控制變壓器,對於它的選型可參閱我的文章《機床電氣電路設計控制變壓器容量VA計算》。
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