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异步电动机的控制保护
作者:华盛安达河北电气设备 发表时间: 浏览人气:105


       

本文 阐述 了 异步 电动机 的 保护 与 控制 关系 , 介绍 了 异步 电动机 的 各种 保护 装置。: 保护 主要 有 : : : 采用 电流 检测 型 的 有 热 继电器 热 热 - 磁 脱扣 的 电动机 保护 断路器 , , 电 式 式 固态 继电器 , 带 电子 式 脱扣 的 电动机 保护 用 断路器 软 起动 器 ; 直接 检测 电动机 绕组 温度 的 温度 检测 型 有 双 金属 片 温度 继电器 、 保护 原因 , 仅 在 部分 频繁 操作 场合 场合。最后 指出 不管 采用 何种 保护 装置 , 必须 考虑 过载保护 装置 与 电动机 、 过载保护 装置 与 短路 保护 装置 的 协调 配合。


    异步 电动机 的 保护 是 个 复杂 的 的。在 实际 使用 中 , 应 按照 电动机 的 容量 、 型式 、 控制 方式 和 配电 设备 等 不同 来 选择 相 适应 的 装置 装置 及 起动 设备。


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    电动机 的 保护 与 控制 控制



    电动机 的 保护 往往 与其 控制 方式 有 一定 关系 , 即 保护 中 有 控制 , 控制 中 有 有。- 电动机 直接 起动 时 , 往往 - 4—7 倍 额定 额定 的 起动 起动 电流。若 由 接触 器 或 断路器 来 控制 , 则 电器 的 触头 应 能 承受 起动 电流 的 接通 和 断 断 , 即使 是 可 频繁 操作 接触 器 也会 引起 触头 磨损 外壳 外壳 式 断路器 , 即使 是 不 频繁 操作 , 也 很难 达到 达到。因此 , 使用 中 往往 与 起动 器 串联 在 主 回路 中 一起 使用 , 此时 由 起动 器 的 , 至于 保护 功能 , 由 配套 的 保护 装置 来 来。


    此外 , 对 电动机 的 控制 还 可以 采用 无 触点 方式 , 即 采用 软 起动 控制 系统。电动机 主 回 路由 晶闸管 来 接通 和 分 断。有的 为了 避免 在 这些 元件 上 的 持续 损耗 , 正常 运行 运行 采用 真空 接触 器 承载 ((((()))))) 这种 控制 有 程控 或非 程控 ; 近 控 或 远 控 ; 慢速 起动 或 快速 起动 等 多种 多种。另外 , 依赖 电子 线路 , 很 容易 做到 如 电子 式 继电器 那样 的 各种 保护 功能。



    电动机 保护 装置



    电动机 的 损坏 主要 是 绕组 过热 或 绝缘 性能 降低 引起 的 , 而 绕组 的 过热 往往 是 流经 绕组 的 电流 过 大 对 电动机 的 保护 主要 有 电流 、 温度 检测 两大 两大。下面 结合 产品 作 些 介绍。


    1. 电流 电流 型 保护 装置


    (1))) 继电器 利用 负载 电流 流 过 经 校准 的 电阻 元件 使 双 双 金属 元件 元件 后 产生 弯曲 , 从而 其 动作 特性 与 电动机 绕组 的 允许 过 载 特性 特性。热 继电器 虽则 动作 时间 准确性 一般 , , 对 电动机 可以 可以 实现 有效


的 过载保护。随着 结构 设计 的 不断 完善 和 改进 , 除 有 温度 补偿 外 , 它还 具有 断 相 保护 及 负载 不平衡 保护 功能。B 从 ABB 公司 引进 T 系列 双 金属 片 式 热 过 载 继电器 ; 从 U 3UA5 的 3UA6L 取代 淘汰 产品 JRl6 型。


    (2)) 磁 - 磁 脱扣 的 电动机 保护 用 断路器 热 式 作 过载保护 用 , 结构 及 动作 原理 同 热 , 其 双 金属 金属 热 弯曲 后 有的 直接 直接 顶 脱扣 , 有的 使 使 点 接通 , 最后 导致 断路器 断路器。电磁铁 的 整 定 值 较高 , 仅 在 短路 时 时。其 结构 简单 、 体积 小 、 价格 低 、 动作 特性 符合 现行 标准 、 保护 可靠 , 故 日前 大量 采用. 是 是 ABB M611 DWl5 200-630A


    (3)))) 过 电流 继电器 通过 内部 各 相 电流 互感器 检测 故障 电流 信号 , 经 电子 电路 处理 后 执行 的 的 的。电子 电路 变化 灵活 , 动作 功能 多样 , 能 广泛 满足 各种类型 的 电动机 的 保护。其 特点 是 :


    ① 多种 保护 功能。: 有 : : 过载保护 , 过载保护 十 断 相 保护 , 过载保护 十 保护 保护 + 反相 保护。


    L. (可选择 ((GBl4048.4—93 标准))


10 型 (10 级) : 7.2In (In 为 电动机 电动机)) — 4—1Os 动作 A A 电动机 电动机 , 速 (10A 级) : 7.2In 时 — 2—1Os 动作 , 用于潜水 电动机 或 压缩 电动机 过载保护。30 动 ((30 级) : 7.2In 时 - 9—30s 动作 , 用于 如 鼓风机 电机 等 起动 时间 长 的 电动机 电动机 过载保护。


    ③ 电流 整 定 范围 广。- 最大值 与 最小值 之 比 一般 - 3—4 倍 , 甚至 更大 (((继电器. 1.56


    ④ 有 故障 显示。由 发光 二极管 显示 故障 类别 , 便于 便于。


    (4))))) 它 是 一种 从 完成 继电器 功能 的 简单 电子 式 装置 发展 到 具有 各种 功能 的 微处理器 装置。其 成本 和 价格 随 功能 而 异 , 最 复杂 的 继电器 实际上 只能 用于 较大 型 、 较 昂贵 的 电动机 或 重要。。: 监视 、 测量 和 保护 的 主要 : :


    ① 最大 的 起动 冲击 电流 和 时间 ;


    ② 热 记忆 ;


    ⑤ 大 惯性 负载 的 长时间 加速 ;


    ④ 断 相 或 不平衡 相 电流 ;


    ⑤ 相 序 ;


    ⑥ 欠 电压 或 过 电压 ;


    ⑦ 过 电流 ((过)) 运行


    ⑧ 堵 转 ;


    ⑨ 失 (((轴 断裂 , 传送带 断开 或 泵 空 吸 造成 工作 电流)))


    ⑩ 电动机 绕组 温度 和 负载 的 轴承 温度 ;


    ⑩ 超速 或 失速。


    上述 每 一种 信息 均可 编程 输入 微处理器 , 主要 是 加上 需要 的 时限 , 以 确保 在 电动机 起动 或 运转 过程 还可 用 发光 二极管 或 数字 显示 故障 类别 和 原因 , 也 可以 对外 向 计算机 输出 数据。


    (5))) 电子 式 脱扣 的 电动机 保护 用 断路器 其 动作 原理 类同 上述 电子 式 过 电流 继电器 或 固态 继电器。功能 主要 有: 电路 参 量 显示 (电流, 电压, 功率, 功率 因数 等), 负载 监控 (按 规定 切除 或 投入 负载) 多种 保护 特性 (指数 曲线 反 时限, I2t- 曲线 反 时限, 定 时限 或其 组合)))) , , 试验 , , 自 诊断 功能 , 通信 功能 等。产品 如 施耐德 电气 公司 生产 的 M 系列 低压 断路器。



  6 (6) 、 漏电 和 不平衡 负载 等 故障 , 并 发出 相应 的 动作 动作。其 特点 是 系统 结构 简单 , 采用 单片机 即可 完成 , , 适用 工业 控制 控制。

        


       


    2. 温度 温度 型 保护 保护


    (1))) 金属 片 温度 继电器 它 直接 埋入 电动机 绕组 中。当 电动机 过 载 使 绕组 温度 升高 至 接近 极限值 时 , 带有 一 触头 的 双 金属 片 受热 产生 弯曲 , 使 断开 断开 而 切断 电路 W 如 JW2 温度 继电器。


    (2))) 保护 器 它 是 装 在 电动机 本体 上 使用 的 热 动 式 过载保护 继电器。与 温度 继电器 不同 的 是 带 2 金属 片 瞬间 反 跳 动作 , 触点 断开 , 分 断 电动机 电动机。它 可 作 小型 三相 电动机 的 温度 、 过 载 和 断 相 保护。如 如 sPB 、 DRB 型 热 热 器。


    (3))) 线圈 电动机 定子 每 相 绕组 - 1—2 个 检测 线圈 , 由 自动 平衡 式 温度计 来 监视 绕组 温度。


    (4))) 电阻 温度 继电器 直接 埋入 电动机 电动机 中 , , 超过 - - - - - - 10—1000 倍。使用 时 , 配以 电子 电路 检测 , 然后 使 继电器 继电器。W 如 JW9 系列 船用 电子 温度 温度 继电器



    保护 装置 与 异步 电动机 的 的 协调



    为了 确保 异步 电动机 的 正常 运行 及 对其 进行 有效 的 保护 , 必须 考虑 异步 电动机 与 保护 装置 装置 的 协调 配合 特别 是 大 容量 电网 中 使用 小 容量 异步 电动机 时 , 保护 的 协调 配合 更为 突出。


    1. 过载保护 装置 与 电动机 的 协调 协调





    (1))) 装置 的 动作 时间 应 比 电动机 起动 时间 略长 一点。由 附图 可见 , 电动机 过载保护 装置 的 特性 只有 躲开 电动机 起动 电流 的 特性 , 才能 确保 其 正常 ; 作用。


    (2))) 装置 瞬时 动作 电流 应 比 电动机 起动 冲击 电流 略大 一点。如有 的 保护 装置 带 过 载 瞬时 动作 功能 , 则 其 动作 电流 应 比起 动 电流 的 峰值 大 一些 才能 使 电动机 电动机 正常。。


    (3)))) 的 动作 时间 应 比 导线 热 特性 小 一点 , 才能 起到 供电 线路 后备 保护 的 功能。


    2. 过载保护 装置 与 短路 保护 装置 的 协调 配合 一般 过载保护 装置 不 具有 分 断 短路 电流 的 能力。一旦 在 运行 中 发生 短路 , 需要 由 串联 在 主 电路 中 的 短路 (((((或 熔断器)))))。。若 故障 电流 较小 , 属于 过 载 范围 , 则 仍 应由 过载保护 装置 切断 电路。故 两者 的 动作 之间 应有 应有。


    J 中 短路 保护 装置 特性 是以 熔断器 作 代表 说明 的 , j j j j j j j j j j 有. Is , 以下 的 过 电流 应由 过载保护 装置 来 切断 电路 Ib 及 以上 直到 允许 的 极限 短路 电流 则由 短路 保护 来 来 电路 电路 在 , 在 Is - IB 范围 内 内 很难 确保 有 选择性 选择性 因此 因此 要求 该 应 应 尽量 小。EC 现行 IEC 标准 规定 来看 , 极限值 为 Ist = O.75Ij , Ib = 1.25IJ。EC 过载保护 装置 的 额定 接通 和 分 断 能力 0.75IJ 考核 IEC 按 J EC EC EC J J IJ J J 以 J 因此 上述 的 协调 配合 应 既 考虑 其 选择性 , 又 考虑 其 额定 接通 和 分 断 能力。


    结 语



    异步 电动机 的 保护 是 涉及 电气 装置 和 机械 设备 可靠 、 正常 运转 的 关键 之一。直接 检测 电动机 绕组 的 温度 来 保护 过 载 引起 的 过热 是 很 有效 的 保护 方式 , 由于 需 , 采用 采用 检测 型 更为 有利 , 加热 继电器 仍 是 一种 价廉 、 简单 、 可靠 的 电动机 ((热 价格 昂贵 的 大 容量 电动机 保护 , 则可 采用 电子 式 或 固态 热 热 - 磁 磁 热 热 - 热 脱扣 脱扣 电动机 热 但 不管 采用 何种 保护 装置 , 必须 考虑 过载保护 装置 与 电动机 、 过载保护 装置 与 短路 保护 装置 装置 的 配合 配合


        


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