03.29 淺談電動機的保護

隨著電動機的廣泛應用,其工作環境和使用條件也越來越複雜,出現故障的可能性和故障的種類也越來越多。歸納起來主要有斷相、過載、三相不平衡、堵轉、環境溫度高等故障,其中過載和斷相佔的比例最高。

淺談電動機的保護


電動機的保護

1.電動機保護的原理

(1)電熱原理。電熱原理就是利用電流的熱效應,如過載保護,就是將熱繼電器的熱元件與電動機的主電路串聯,當電動機出現過載時,電流增大,使熱元件動作觸動熱繼電器的觸點系統動作,斷開電動機電源。

(2)電磁原理。電磁原理就是利用電磁感應原理,當電流經過線圈時就產生電磁場。如接觸器實現的是欠壓保護,就是利用接觸器線圈中電壓降低時,產生的磁場減弱,從而使銜鐵在彈簧拉力下釋放,切斷主電路,保護電動機。用電壓繼電器實現的過壓、欠壓保護,用電流繼電器實現的過流和欠流保護都是利用電磁原理。

(3)複式保護原理。複式保護原理是電熱原理、電磁原理的綜合運用。如自動空氣開關中有電磁脫扣器,利用電磁原理對過流、短路進行保護,還有熱脫扣器利用電熱原理對過載進行保護等。

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2.電動機保護裝置

對電動機的保護主要有電流、溫度檢測兩大類型。下面結合產品作介紹:

(1)電流檢測型保護裝置。熱繼電器利用負載電流流過經核准的電阻元件,使雙金屬熱元件加熱後產生彎曲,使繼電器的觸點在電動機繞組燒壞以前動作。其動作特性與電動機繞組的允許過載特性接近。隨著結構設計的不斷完善和改進,除有溫度補償外,還具有斷相保護及負載不平衡保護功能等。例如從ABB公司引進的T系列雙金屬片式熱過載繼電器,從西門子引進的JR20型、Jn36型熱過載繼電器,其中Jn36型為二次開發產品,可取代淘汰產品JR16型。

(2)帶有熱磁脫扣的電動機保護用斷路器。其作過載保護用,結構及動作原理與熱繼電器相同。其雙金屬熱元件彎曲後有的直接頂脫扣裝置,有的使接觸器接通,最後導致斷路器斷開。電磁鐵的整定值較高,僅在短路時動作。其結構簡單、體積小、價格低、動作特性符合現行標準、保護可靠,仍被大量採用。例如國產DW15型低壓萬能斷路器(200~630A)、S 系列塑殼斷路器(100A 、200A 、400A )。

(3)電子式過電流繼電器。通過內部各相電流互感器檢測故障電流信號,經電子電路處理後執行相應的動作。電子電路變化靈活,動作功能多樣,能廣泛滿足各種類型的電動機的保護。其特點:

1)多種保護功能。

2)動作時間可選擇。

3)電流整定範圍廣

4)有故障顯示。

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(4)固態繼電器。它是一種從完成繼電器功能的簡單電子式裝置發展到具有各種功能的微處理器裝置。其成本和價格隨功能而異,最複雜的繼電器實際上只能用於較大型、較昂貴的電動機。監視、測量和保護功能有:

1)最大的啟動衝擊電流和時間。

2)熱記憶。

3)大慣性負載的長時間加速。

4)斷相或不平衡相電流。

5)相序。

6)欠電壓或過電壓。

7)過電流(過載)運行。

8)堵轉。

9)失載。

10)電動機繞組溫度和負載的軸承溫度。

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上述每一種信息均可編程輸入微處理器,主要是需要時限,以確保在電動機啟動或運轉過程中產生損壞之前,將電源切斷。

(5)帶有電子式脫扣的電動機保護用斷路器,其動作原理類同於上述電子式過電流繼電器或固態繼電器。其主要功能有:電路參量顯示,負載監控,多種保護特性,故障報警,試驗功能,自診斷功能,通信功能等。產品如施耐德電氣公司生產的低壓斷路器。

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3.電動機的各種保護裝置之間的配合

電動機的各種保護裝置的配合是指當電動機出現故障時,相應的保護裝置按照自己的特點,有選擇性地自動投入工作,可靠地保證電動機正常工作。

一般來講,保護裝置之間的配合包括兩個內容:一是短路保護裝置和過載保護裝置之間的配合;二是採用了斷路器和熱繼電器作過載保護時兩者之間的配合。前者在配合時分工比較明確,短路保護是針對電動機的主迴路出現較大的電流值(也就是短路電流)時而進行的過載保護,針對於電動機的主迴路出現故障電流時,而且該電流出現要持續一段時間,電流值和時間共同作用而產生了熱效應時的保護。兩個保護裝置均要達到一個共同的作用———過載保護,如何配合才能達到最佳效果是一個容易忽略的問題,也是容易產生錯誤的環節。通過前面對兩個保護裝置的分析和比較,瞭解到熱繼電器的極限過載能力小、動作電流值不是十分準確,而斷路器的極限過載能力較大、動作電流值準確。可以將熱繼電器作為前期保護使用並將斷路器作為後備保護使用,這樣雙重過載保護的配置,使得兩者不發生衝突而又有配合。關注好評點贊!


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