異步電動機(jī)的電流檢測與溫度檢測
2010-02-02 來源：中華泵閥網(wǎng)
異步電動機(jī)的保護(hù)是個復(fù)雜的問題。在實(shí)際使用中，應(yīng)按照電動機(jī)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(hù)裝置及起動設(shè)備。
電動機(jī)的保護(hù)與控制關(guān)系電動機(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)。如電動機(jī)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)嗫己耍词故强深l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(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的電動機(jī)過載電流分?jǐn)嗟目己?，至于保護(hù)功能，由配套的保護(hù)裝置來完成。
此外，對電動機(jī)的控制還可以采用無觸點(diǎn)方式，即采用軟起動控制系統(tǒng)。電動機(jī)主回路由晶閘管來接通和分?jǐn)唷?nbsp;
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(hù)功能。電動機(jī)保護(hù)裝置電動機(jī)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(jī)的保護(hù)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(hù)裝置
（1）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(diǎn)在電動機(jī)繞組燒壞以前動作。其動作特性與電動機(jī)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(jī)可以實(shí)現(xiàn)有效的過載保護(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。
（2）帶有熱—磁脫扣的電動機(jī)保護(hù)用斷路器熱式作過載保護(hù)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(diǎn)接通，最后導(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(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型電動機(jī)保護(hù)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）。
（3）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(jī)的保護(hù)。其特點(diǎn)是：
①多種保護(hù)功能。
主要有三種：過載保護(hù)，過載保護(hù)十?dāng)嘞啾Ｗo(hù)，過載保護(hù)十?dāng)嘞啾Ｗo(hù)反相保護(hù)。
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(jī)額定電流），4—1Os動作，用于標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)過載保護(hù)，速動型（10A級）：7．2In時，2—1Os動作，用于潛水電動機(jī)或壓縮電動機(jī)過載保護(hù)。慢動型（30級）：7．2In時，9—30s動作，用于如鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)等起動時間長的電動機(jī)過載保護(hù)。
③電流整定范圍廣。其最大值與最小值之比一般可達(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(jī)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。
（4）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，最復(fù)雜的繼電器實(shí)際上只能用于較大型、較昂貴的電動機(jī)或重要場合。
它監(jiān)視、測量和保護(hù)的主要功能有：①最大的起動沖擊電流和時間；②熱記憶；⑤大慣性負(fù)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(yùn)行；⑧堵轉(zhuǎn)；⑨失載（機(jī)軸斷裂，傳送帶斷開或泵空吸造成工作電流下跌）；⑩電動機(jī)繞組溫度和負(fù)載的軸承溫度；⑩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(jī)起動或運(yùn)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(jì)算機(jī)輸出數(shù)據(jù)。
（5）帶有電子式脫扣的電動機(jī)保護(hù)用斷路器其動作原理類同上述電子式過電流繼電器或固態(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)曲線反時限、I2t曲線反時限、定時限或其組合），故障報警，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(hù)裝置一般做成故障檢測?。椋脕硗瓿蓪﹄妱訖C(jī)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(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，采用單片機(jī)即可完成，適用于工業(yè)控制。
2．溫度檢測型保護(hù)裝置
（1）雙金屬片溫度繼電器它直接埋入電動機(jī)繞組中。
當(dāng)電動機(jī)過載使繞組溫度升高至接近極限值時，帶有一觸頭的雙金屬片受熱產(chǎn)生彎曲，使觸點(diǎn)斷開而切斷電路。產(chǎn)品如JW2溫度繼電器。
（2）熱保護(hù)器它是裝在電動機(jī)本體上使用的熱動式過載保護(hù)繼電器。與溫度繼電器不同的是帶2個觸頭的碗形雙金屬片作為觸橋串在電動機(jī)回路，既有流過的過載電流使其發(fā)熱，又有電動機(jī)溫度使其升溫，達(dá)到一定值時，雙金屬片瞬間反跳動作，觸點(diǎn)斷開，分?jǐn)嚯妱訖C(jī)電流。
它可作小型三相電動機(jī)的溫度、過載和斷相保護(hù)。產(chǎn)品如sPB、DRB型熱保護(hù)器。
（3）檢測線圈測溫電動機(jī)定子每相繞組中埋入1—2個檢測線圈，由自動平衡式溫度計(jì)來監(jiān)視繞組溫度。
（4）熱敏電阻溫度繼電器它直接埋入電動機(jī)繞組中，一旦超過規(guī)定溫度，其電阻值急劇增大10—1000倍。
使用時，配以電子電路檢測，然后使繼電器動作。產(chǎn)品如JW9系列船用電子溫度繼電器。
保護(hù)裝置與異步電動機(jī)的協(xié)調(diào)配合為了確保異步電動機(jī)的正常運(yùn)行及對其進(jìn)行有效的保護(hù)，必須考慮異步電動機(jī)與保護(hù)裝置之間的協(xié)調(diào)配合。特別是大容量電網(wǎng)中使用小容量異步電動機(jī)時，保護(hù)的協(xié)調(diào)配合更為突出。
3．過載保護(hù)裝置與電動機(jī)的協(xié)調(diào)配合
（1）過載保護(hù)裝置的動作時間應(yīng)比電動機(jī)起動時間略長一點(diǎn)。電動機(jī)過載保護(hù)裝置的特性只有躲開電動機(jī)起動電流的特性，才能確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)；但其動作時間又不能太長，其特性只能在電動機(jī)熱特性之下才能起到過載保護(hù)作用。
（2）過載保護(hù)裝置瞬時動作電流應(yīng)比電動機(jī)起動沖擊電流略大一點(diǎn)。如有的保護(hù)裝置帶過載瞬時動作功能，則其動作電流應(yīng)比起動電流的峰值大一些，才能使電動機(jī)正常起動。
（3）過載保護(hù)裝置的動作時間應(yīng)比導(dǎo)線熱特性小一點(diǎn)，才能起到供電線路后備保護(hù)的功能。
4．過載保護(hù)裝置與短路保護(hù)裝置的協(xié)調(diào)配合一般過載保護(hù)裝置不具有分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰Α?nbsp;
一旦在運(yùn)行中發(fā)生短路，需要由串聯(lián)在主電路中的短路保護(hù)裝置（如斷路器或熔斷器等）來切斷電路。若故障電流較小.
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