異步電動(dòng)機(jī)的電氣裝置保護(hù)(一).doc

1、異步電動(dòng)機(jī)的電氣裝置保護(hù)(一)摘要：該文闡述了異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)與控制關(guān)系，介紹了異步電動(dòng)機(jī)的各種保護(hù)裝置。電動(dòng)機(jī)保護(hù)主要有兩大類：采用電流檢測(cè)型的有熱繼電器，帶有熱磁脫扣的電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器，電于式和固態(tài)繼電器，帶電子式脫扣的電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器以及軟起動(dòng)器；直接檢測(cè)電動(dòng)機(jī)繞組溫度的溫度檢測(cè)型有雙金屬片溫度繼電器、熱保護(hù)器、檢測(cè)線圈和熱教電阻溫度繼電器等，但由于需直接埋入電機(jī)繞組，價(jià)格較貴、維修困難等原因，僅在部分頻繁操作場(chǎng)合使用。最后指出不管采用何種保護(hù)裝置，必須考慮過(guò)載保護(hù)裝置與電動(dòng)機(jī)、過(guò)載保護(hù)裝置與短路保護(hù)裝置的協(xié)調(diào)配合。關(guān)鍵詞：異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置控制異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)是個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。在實(shí)際

2、使用中，應(yīng)按照電動(dòng)機(jī)的容量、型式、控制方式和配電設(shè)備等不同來(lái)選擇相適應(yīng)的保護(hù)裝置及起動(dòng)設(shè)備。電動(dòng)機(jī)的保護(hù)與控制關(guān)系電動(dòng)機(jī)的保護(hù)往往與其控制方式有一定關(guān)系，即保護(hù)中有控制， 控制中有保護(hù)。 如電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)，往往產(chǎn)生47 倍額定電流的起動(dòng)電流。若由接觸器或斷路器來(lái)控制，則電器的觸頭應(yīng)能承受起動(dòng)電流的接通和分?jǐn)嗫己耍词故强深l繁操作的接觸器也會(huì)引起觸頭磨損加劇，以致?lián)p壞電器；對(duì)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(dòng)器串聯(lián)在主回路中一起使用，此時(shí)由起動(dòng)器中的接觸器來(lái)承載接通起動(dòng)電流的考核，而其他電器只承載通常運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的電動(dòng)機(jī)過(guò)載電流分?jǐn)嗟目己?，至于保護(hù)功能，由

3、配套的保護(hù)裝置來(lái)完成。此外，對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制還可以采用無(wú)觸點(diǎn)方式，即采用軟起動(dòng)控制系統(tǒng)。電動(dòng)機(jī)主回路由晶閘管來(lái)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(yùn)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(dòng)或快速起動(dòng)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(hù)功能。電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置電動(dòng)機(jī)的損壞主要是繞組過(guò)熱或絕緣性能降低引起的，而繞組的過(guò)熱往往是流經(jīng)繞組的電流過(guò)大引起的。對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)主要有電流、溫度檢測(cè)兩大類型。下面結(jié)合產(chǎn)品作些介紹。 1電流檢測(cè)型保護(hù)裝置 (1)熱繼電器利用負(fù)載電流流過(guò)經(jīng)校準(zhǔn)的電阻元件，使雙金屬熱元

4、件加熱后產(chǎn)生彎曲，從而使繼電器的觸點(diǎn)在電動(dòng)機(jī)繞組燒壞以前動(dòng)作。其動(dòng)作特性與電動(dòng)機(jī)繞組的允許過(guò)載特性接近。熱繼電器雖則動(dòng)作時(shí)間準(zhǔn)確性一般，但對(duì)電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)有效的過(guò)載保護(hù)。隨著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不斷完善和改進(jìn)，除有溫度補(bǔ)償外，它還具有斷相保護(hù)及負(fù)載不平衡保護(hù)功能等。例如從 ABB 公司引進(jìn)的 T 系列雙金屬片式熱過(guò)載繼電器；從西門子引進(jìn)的 3UA5、3UA6 系列雙金屬片式熱過(guò)載繼電器； JR20型、JR36型熱過(guò)載繼電器，其中 Jn36 型為二次開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，可取代淘汰產(chǎn)品 JRl6型。(2)帶有熱 磁脫扣的電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器熱式作過(guò)載保護(hù)用，結(jié)構(gòu)及動(dòng)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

5、置，有的使觸點(diǎn)接通，最后導(dǎo)致斷路器斷開(kāi)。電磁鐵的整定值較高，僅在短路時(shí)動(dòng)作。 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 體積小、價(jià)格低、動(dòng)作特性符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、保護(hù)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(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器， 國(guó)產(chǎn) DWl5 低壓萬(wàn)能斷路器 (200630A)、S系列塑殼斷路器 (100、200、400 入)。(3)電子式過(guò)電流繼電器通過(guò)內(nèi)部各相電流互感器檢測(cè)故障電流信號(hào)，經(jīng)電子電路處理后執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。電子電路變化靈活，動(dòng)作功能多樣，能廣泛滿足各種類型的電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。其特點(diǎn)是： 多種保護(hù)功能。主要有三種：過(guò)載保護(hù)，過(guò)載保護(hù)十?dāng)嘞啾Ｗo(hù)，過(guò)載保護(hù)十?dāng)嘞啾Ｗo(hù) +

6、反相保護(hù)。 動(dòng)作時(shí)間可選擇 (符合 GBl4048493 標(biāo)準(zhǔn) )。標(biāo)準(zhǔn)型 (10 級(jí))：72In(In 為電動(dòng)機(jī)額定電流 )，41Os 動(dòng)作，用于標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)，速動(dòng)型 (10A 級(jí))：72In 時(shí)，21Os 動(dòng)作，用于潛水電動(dòng)機(jī)或壓縮電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)。慢動(dòng)型 (30 級(jí))：72In 時(shí)， 930s 動(dòng)作，用于如鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)等起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)。 電流整定范圍廣。 其最大值與最小值之比一般可達(dá) 34 倍，甚至更大倍數(shù) (熱繼電器為 156 倍)，特別適用于電動(dòng)機(jī)容量經(jīng)常變動(dòng)的場(chǎng)合(例如礦井等 )。 有故障顯示。由發(fā)光二極管顯示故障類別，便于檢修。（4）)固態(tài)繼電器它是一種從完成繼電器

7、功能的簡(jiǎn)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(jià)格隨功能而異，最復(fù)雜的繼電器實(shí)際上只能用于較大型、 較昂貴的電動(dòng)機(jī)或重要場(chǎng)合。 它監(jiān)視、測(cè)量和保護(hù)的主要功能有： 最大的起動(dòng)沖擊電流和時(shí)間； 熱記憶； 大慣性負(fù)載的長(zhǎng)時(shí)間加速； 斷相或不平衡相電流； 相序； 欠電壓或過(guò)電壓； 過(guò)電流 (過(guò)載 )運(yùn)行； 堵轉(zhuǎn)； 失載 (機(jī)軸斷裂，傳送帶斷開(kāi)或泵空吸造成工作電流下跌)； 電動(dòng)機(jī)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(shí)限，以確保在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)或運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)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(duì)外向計(jì)算

8、機(jī)輸出數(shù)據(jù)。(5)帶有電子式脫扣的電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器其動(dòng)作原理類同上述電子式過(guò)電流繼電器或固態(tài)繼電器。 功能主要有：電路參量顯示 (電流、電壓、功率、功率因數(shù)等 )，負(fù)載監(jiān)控 (按規(guī)定切除或投入負(fù)載 )，多種保護(hù)特性(指數(shù)曲線反時(shí)限、 I2t 曲線反時(shí)限、定時(shí)限或其組合 )，故障報(bào)警，試驗(yàn)功能，自診斷功能，通信功能等。產(chǎn)品如施耐德電氣公司生產(chǎn)的M 系列低壓斷路器。(6)軟起動(dòng)器軟起動(dòng)器的主電路采用晶閘管，控制其分?jǐn)嗷蚪油ǖ谋Ｗo(hù)裝置一般做成故障檢測(cè)模塊，用來(lái)完成對(duì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前后的異常故障檢測(cè)，如斷相、過(guò)熱、短路、漏電和不平衡負(fù)載等故障，并發(fā)出相應(yīng)的動(dòng)作指令。其特點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用單片機(jī)即可完成，適用于工業(yè)控制。 2溫度檢測(cè)型保護(hù)裝置 (1)雙金屬片溫度繼電器它直接埋入電動(dòng)機(jī)繞組中。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載使繞組溫度升高至接近極限值時(shí)，帶有一觸頭的雙金屬片受熱產(chǎn)生彎曲，使觸點(diǎn)斷開(kāi)而切斷電路。 產(chǎn)品如 JW2溫度繼電器。(2)熱保護(hù)器它是裝在電動(dòng)機(jī)本體上使用的熱動(dòng)式過(guò)載保護(hù)繼電器。與溫度繼電器不同的是帶2 個(gè)觸頭的碗形雙金屬片作為觸橋串在電動(dòng)機(jī)回路，既有流過(guò)的過(guò)載電流使其發(fā)熱，又有電動(dòng)機(jī)溫度使其升溫，達(dá)到一定值時(shí)，雙金屬片瞬間反跳動(dòng)作，觸點(diǎn)斷開(kāi)，分?jǐn)嚯妱?dòng)機(jī)電流。它可作小型三相電動(dòng)機(jī)的溫度、過(guò)載和斷相保護(hù)。產(chǎn)品如sPB、DRB型熱保護(hù)器。