淺談三相交流異步電動機的保護

2013-03-14

摘要：三相交流異步電動機的保護是個復(fù)雜的問題。在實際使用中，應(yīng)按照電動機的容量、型式、控制方式和配電設(shè)備等不同來選擇相適應(yīng)的保護裝置及起動設(shè)備。電動機的保護與控制關(guān)系。
　　
　　
　　三相交流異步電動機的保護往往與其控制方式有一定關(guān)系，即保護中有控制，控制中有保護。如電動機直接起動時，往往產(chǎn)生4-7倍額定電流的起動電流。若由接觸器或斷路器來控制，則電器的觸頭應(yīng)能承受起動電流的接通和分?jǐn)嗫己?，即使是可頻繁操作的接觸器也會引起觸頭磨損加劇，以致?lián)p壞電器；對塑料外殼式斷路器，即使是不頻繁操作，也很難達(dá)到要求。因此，使用中往往與起動器串聯(lián)在主回路中一起使用，此時由起動器中的接觸器來承載接通起動電流的考核，而其他電器只承載通常運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的電動機過載電流分?jǐn)嗟目己耍劣诒Ｗo功能，由配套的保護裝置來完成。
　　此外，對電動機的控制還可以采用無觸點方式，即采用軟起動控制系統(tǒng)。電動機主回路由晶閘管來接通和分?jǐn)?。有的為了避免在這些元件上的持續(xù)損耗，正常運行中采用真空接觸器承載主回路(并聯(lián)在晶閘管上)負(fù)載。這種控制有程控或非程控；近控或遠(yuǎn)控；慢速起動或快速起動等多種方式。另外，依賴電子線路，很容易做到如電子式繼電器那樣的各種保護功能。電動機保護裝置
　　電動機的損壞主要是繞組過熱或絕緣性能降低引起的，而繞組的過熱往往是流經(jīng)繞組的電流過大引起的。對電動機的保護主要有電流、溫度檢測兩大類型。下面結(jié)合產(chǎn)品作些介紹。
　　
　　1 電流檢測型保護裝置
　　
　　熱繼電器利用負(fù)載電流流過經(jīng)校準(zhǔn)的電阻元件，使雙金屬熱元件加熱后產(chǎn)生彎曲，從而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。熱繼電器雖則動作時間準(zhǔn)確性一般，但對電動機可以實現(xiàn)有效的過載保護。隨著結(jié)構(gòu)設(shè)計的不斷完善和改進(jìn)，除有溫度補償外，它還具有斷相保護及負(fù)載不平衡保護功能等。例如從ABB公司引進(jìn)的T系列雙金屬片式熱過載繼電器；從西門子引進(jìn)的3UA5、3UA6系列雙金屬片式熱過載繼電器；JR20型、JR36型熱過載繼電器，其中Jn36型為二次開發(fā)產(chǎn)品，可取代淘汰產(chǎn)品JRl6型。
　　帶有熱-磁脫扣的電動機保護用斷路器熱式作過載保護用，結(jié)構(gòu)及動作原理同熱繼電器，其雙金屬熱元件彎曲后有的直接頂脫扣裝置，有的使觸點接通，導(dǎo)致斷路器斷開。電磁鐵的整定值較高，僅在短路時動作。其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價格低、動作特性符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、保護可靠，故日前仍被大量采用。特別是小容量斷路器尤為顯著。例如從ABB公司引進(jìn)的M611型電動機保護用斷路器，國產(chǎn)DWl5低壓萬能斷路器(200-630A)、S系列塑殼斷路器(100、200、400入)。
　　電子式過電流繼電器通過內(nèi)部各相電流互感器檢測故障電流信號，經(jīng)電子電路處理后執(zhí)行相應(yīng)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。其特點是：
　?、俣喾N保護功能。主要有三種：過載保護，過載保護十?dāng)嘞啾Ｗo，過載保護十?dāng)嘞啾Ｗo+反相保護。
　　②動作時間可選擇(符合GBl4048．4-93標(biāo)準(zhǔn))。
　　標(biāo)準(zhǔn)型(10級)：7．2In(In為電動機額定電流)，4-1Os動作，用于標(biāo)準(zhǔn)電動機過載保護，速動型(10A級)：7．2In時，2-1Os動作，用于潛水電動機或壓縮電動機過載保護。慢動型(30級)：7．2In時，9-30s動作，用于如鼓風(fēng)機電機等起動時間長的電動機過載保護。
　?、垭娏髡ǚ秶鷱V。其大小值之比一般可達(dá)3-4倍，甚至更大倍數(shù)(熱繼電器為1．56倍)，特別適用于電動機容量經(jīng)常變動的場合(例如礦井等)。
　　④有故障顯示。由發(fā)光二極管顯示故障類別，便于檢修。
　　固態(tài)繼電器它是一種從完成繼電器功能的簡單電子式裝置發(fā)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，復(fù)雜的繼電器實際上只能用于較大型、較昂貴的電動機或重要場合。它監(jiān)視、測量和保護的主要功能有：起動沖擊電流和時間；熱記憶；大慣性負(fù)載的長時間加速；斷相或不平衡相電流；相序；欠電壓或過電壓；過電流(過載)運行；堵轉(zhuǎn)；失載(機軸斷裂，傳送帶斷開或泵空吸造成工作電流下跌)；電動機繞組溫度和負(fù)載的軸承溫度；超速或失速。

　　上述每一種信息均可編程輸入微處理器，主要是加上需要的時限，以確保在電動機起動或運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生損壞之前，將電源切斷。還可用發(fā)光二極管或數(shù)字顯示故障類別和原因，也可以對外向計算機輸出數(shù)據(jù)。
　　軟起動器軟起動器的主電路采用晶閘管，控制其分?jǐn)嗷蚪油ǖ谋Ｗo裝置一般做成故障檢測模塊，用來完成對電動機起動前后的異常故障檢測，如斷相、過熱、短路、漏電和不平衡負(fù)載等故障，并發(fā)出相應(yīng)的動作指令。其特點是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，采用單片機即可完成，適用于工業(yè)控制。