小議三相交流異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)

張 羽

河北省邯鄲市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所

小議三相交流異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)

張 羽

河北省邯鄲市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所

在現(xiàn)代機(jī)械操作使用中，三相交流異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)尤為重要，它關(guān)系到這個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。具體來(lái)說(shuō)，主要是針對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制方式和配電設(shè)備等器件的不同，有針對(duì)性的選擇相適應(yīng)的保護(hù)裝置設(shè)備。

三相交流異步電動(dòng)機(jī)；保護(hù)裝置；控制關(guān)系

當(dāng)前，在各類機(jī)械上，三相交流異步電動(dòng)機(jī)被廣泛采用。如何保護(hù)三相交流異步電動(dòng)機(jī)便成為確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵之一。例如在機(jī)器起動(dòng)時(shí)，有時(shí)候電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流是額定電流的3倍甚至7倍，無(wú)論采用接觸器、斷路器等哪一種保護(hù)裝置，很多時(shí)候都不能確保正常起動(dòng)。所以，在實(shí)際使用過(guò)程中，控制方式的協(xié)調(diào)就顯得尤為重要，譬如采用無(wú)觸點(diǎn)方式，最大限度的發(fā)揮保護(hù)功能，提高電動(dòng)機(jī)的使用壽命和效率。

可見(jiàn)，控制方式在充當(dāng)電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置上很重要。那么，如何減小損壞呢？繞組過(guò)熱或絕緣性能降低是造成電動(dòng)機(jī)損壞的主要“殺手”，這其中主要是流經(jīng)繞組的電流超過(guò)承受極限引起的。目前，電動(dòng)機(jī)的保護(hù)裝置大致分電流、溫度檢測(cè)兩種。下面作具體介紹：

1、電流檢測(cè)型保護(hù)裝置

熱繼電器是保護(hù)裝置之一，它主要利用流經(jīng)的電流產(chǎn)生的溫度，使相應(yīng)元件在發(fā)熱彎曲后，及時(shí)斷開繼電器觸點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。熱繼電器的特性與電動(dòng)機(jī)繞組有相似之處。所以，熱繼電器的劣勢(shì)是有可能不能做到第一時(shí)間，但是它的過(guò)載保護(hù)對(duì)保護(hù)電動(dòng)機(jī)是實(shí)實(shí)在在的。同時(shí)，隨著現(xiàn)代化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面快速進(jìn)步，熱繼電器還實(shí)現(xiàn)了斷相和負(fù)載不平衡保護(hù)等，從而能更有效的保護(hù)電動(dòng)機(jī)。

同熱繼電器原理相同，斷路器主要是通過(guò)受熱后，雙金屬熱元件彎曲致使直接脫扣，直接斷開電流保護(hù)電動(dòng)機(jī)。它特點(diǎn)鮮明：體積小、價(jià)格低、保護(hù)可靠，因此受到市場(chǎng)的廣泛青睞，市場(chǎng)存有率較高。

電子式過(guò)電流繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)實(shí)現(xiàn)了電子化，運(yùn)用現(xiàn)代電子技術(shù)，通過(guò)電子元件感應(yīng)內(nèi)部電流，從而準(zhǔn)確判斷出故障來(lái)源，并及時(shí)相應(yīng)處理指令，保護(hù)電動(dòng)機(jī)。電子式過(guò)電流繼電器充分發(fā)揮了現(xiàn)代電子技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，準(zhǔn)確、快速、及時(shí)，對(duì)不同類型、不同型號(hào)的電動(dòng)機(jī)都不同程度起到保護(hù)作用。其特點(diǎn)是：

①保護(hù)功能多樣化：不但有過(guò)載保護(hù)功能，還有過(guò)載保護(hù)和斷相保護(hù)雙功能，甚至過(guò)載保護(hù)和斷相保護(hù)即反相保護(hù)三合一功能。

②時(shí)間選擇多樣化：對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)，過(guò)載保護(hù)為標(biāo)準(zhǔn)型(10級(jí))：7．2In(In為電動(dòng)機(jī)額定電流)，4-1Os動(dòng)作；對(duì)于潛水電動(dòng)機(jī)或壓縮電動(dòng)機(jī)，過(guò)載保護(hù)為速動(dòng)型(10A級(jí))：7．2In時(shí)，2-1Os動(dòng)作；對(duì)于起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)的電動(dòng)機(jī)，過(guò)載保護(hù)為慢動(dòng)型(30級(jí))：7．2In時(shí)，9-30s動(dòng)作。

③電流整定范圍廣。電流整定范圍小到3倍、4倍，甚至更大倍數(shù)，對(duì)于如礦井等特殊環(huán)境下適應(yīng)性強(qiáng)。

④第一時(shí)間顯示故障。達(dá)到第一時(shí)間顯示故障類別效果，主要得益于發(fā)光二極管的功能，還極大的方便了維護(hù)。

固態(tài)繼電器，在繼電器基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的一種保護(hù)裝置。由于它裝有微處理器裝置，它對(duì)于電動(dòng)機(jī)的監(jiān)視、測(cè)量和保護(hù)功能十分突出：在重負(fù)載下加速；電流有時(shí)斷相或不平衡相；電動(dòng)機(jī)繞組或軸承溫度超標(biāo)；欠電壓或過(guò)電壓；超速或失速。由于其功能多樣，它的價(jià)格也不一樣，根據(jù)實(shí)際需要的針對(duì)性較強(qiáng)。

上述每一種信息在輸入微處理器時(shí)，都要明確時(shí)限，確保電動(dòng)機(jī)損壞之前及時(shí)切斷電源。

晶閘管主要用于軟起動(dòng)器，通過(guò)做成故障檢測(cè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的目的。在這個(gè)過(guò)程中，保護(hù)裝置主要控制其分?jǐn)嗷蚪油ǎ瓿晒收蠙z測(cè)并直接作出動(dòng)作完成保護(hù)。晶閘管的特點(diǎn)，使其可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制。

2、溫度檢測(cè)型保護(hù)裝置

雙金屬片溫度繼電器主要受溫度控制，通過(guò)電流升溫后，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)繞組相應(yīng)升溫，當(dāng)繞組溫度升高至接近極限值時(shí)，雙金屬片受熱彎曲而而切斷電路。

熱保護(hù)器是一種熱動(dòng)式過(guò)載保護(hù)繼電器。當(dāng)過(guò)電電流流過(guò)時(shí)，其發(fā)熱后溫度升高，達(dá)到額定值時(shí)，雙金屬片瞬間反跳，分?jǐn)嚯妱?dòng)機(jī)電流。產(chǎn)品如sPB、DRB型熱保護(hù)器。

通過(guò)檢測(cè)線圈測(cè)溫是另一種有效方式，測(cè)溫主要通過(guò)自動(dòng)平衡式溫度計(jì)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)視，其原理是在電動(dòng)機(jī)定子每相繞組中埋入數(shù)量不等的個(gè)檢測(cè)線圈來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

熱敏電阻溫度繼電器是一種依靠溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的裝置。它首先與電動(dòng)機(jī)繞組一體，在電流流經(jīng)且受熱后，它的電阻值就會(huì)相應(yīng)增大倍，有時(shí)高達(dá)1000倍，可為電動(dòng)機(jī)提供有效保護(hù)。

總體來(lái)說(shuō)，三相交流異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)，不但要選準(zhǔn)相應(yīng)的的保護(hù)裝置，更重要的是通過(guò)保護(hù)裝置的協(xié)調(diào)配合達(dá)到最佳效果，這樣才能確保機(jī)械正常運(yùn)行。

a.過(guò)載保護(hù)裝置與電動(dòng)機(jī)的協(xié)調(diào)配合

電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間一般情況下沒(méi)有過(guò)載保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)，但過(guò)載保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間又不能太長(zhǎng)，只有躲開起動(dòng)電流才能起到過(guò)載保護(hù)作用，確保正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

電動(dòng)機(jī)起動(dòng)沖擊電流應(yīng)稍小于過(guò)載保護(hù)裝置瞬時(shí)動(dòng)作電流，如有的保護(hù)裝置有過(guò)載瞬時(shí)動(dòng)作功能，起動(dòng)電流的峰值就稍小于其動(dòng)作電流，從而確保正常起動(dòng)。

過(guò)載保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間由于比導(dǎo)線熱特性略小，所以供電線路后備保護(hù)的功能才能發(fā)揮作用。

b.過(guò)載保護(hù)裝置與短路保護(hù)裝置的協(xié)調(diào)配合

是否具有分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰?duì)于過(guò)載保護(hù)裝置來(lái)說(shuō)十分重要。電動(dòng)機(jī)一旦發(fā)生短路，那么就需要主電路中的短路保護(hù)裝置來(lái)切斷電路。在過(guò)載范圍之內(nèi)，那么過(guò)載保護(hù)裝置就應(yīng)主動(dòng)切斷電路；如果電流過(guò)大，超過(guò)了過(guò)載保護(hù)裝置的極限，那么就應(yīng)發(fā)揮短路保護(hù)裝置的作用，實(shí)現(xiàn)切斷電路的要求。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)電氣裝置和機(jī)械設(shè)備而言，保護(hù)三相交流異步異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行關(guān)乎整個(gè)機(jī)械裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而控制方式又是三相交流異步異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)的關(guān)鍵，所以，無(wú)論使用何種保護(hù)裝置，夠必須充分考慮過(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。其中，直接檢測(cè)電動(dòng)機(jī)繞組的溫度是有效保護(hù)方式之一，但它的劣勢(shì)也很明顯：價(jià)格較貴、維修困難等；另一種有效方式便是采用電流檢測(cè)型，優(yōu)勢(shì)是加熱繼電器不但能有效保護(hù)電動(dòng)機(jī)，而且經(jīng)濟(jì)上比較廉價(jià)；第三種是對(duì)動(dòng)作性能要求較高及功能要求全或價(jià)格昂貴的大容量電動(dòng)機(jī)保護(hù)，可采用電子式或固態(tài)繼電器；對(duì)一般要求，則采用帶熱-磁脫扣的電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器更為實(shí)用。