低壓電動(dòng)機(jī)常用保護(hù)探析

張?jiān)菩悖n志引，吳慧君

（濰坊工程職業(yè)學(xué)院，山東 濰坊262500）

低壓電動(dòng)機(jī)常用保護(hù)探析

張?jiān)菩悖n志引，吳慧君

（濰坊工程職業(yè)學(xué)院，山東 濰坊262500）

電動(dòng)機(jī)運(yùn)行需要一套完善的電路保護(hù)系統(tǒng)。本文介紹了電動(dòng)機(jī)的常用保護(hù)措施，對(duì)典型保護(hù)元件的工作原理進(jìn)行分析，以期為電氣設(shè)計(jì)人員提供參考。

電動(dòng)機(jī)；保護(hù)環(huán)節(jié)；保護(hù)元件；工作原理

電動(dòng)機(jī)是電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵部件，電動(dòng)機(jī)的正常工作與否直接關(guān)系到企業(yè)生產(chǎn)，可以說沒有了電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳輸，相應(yīng)的電氣設(shè)備將類似于靜置的廢鐵。然而實(shí)際生產(chǎn)中因電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)、發(fā)熱等造成的設(shè)備損壞和人身傷亡事件時(shí)有發(fā)生，究其原因是保護(hù)措施不夠完善，為此本文對(duì)電動(dòng)機(jī)常用保護(hù)措施和典型保護(hù)元件進(jìn)行探討，以期為電氣設(shè)計(jì)人員進(jìn)行電動(dòng)機(jī)控制線路設(shè)計(jì)時(shí)提供有價(jià)值的參考。

1 常用保護(hù)環(huán)節(jié)

1.1 短路保護(hù)

電動(dòng)機(jī)短路危害極大，輕則燒毀電機(jī)，重則引起火災(zāi)。而引起電動(dòng)機(jī)短路的原因有多種，如：因使用時(shí)間過長電動(dòng)機(jī)繞組絕緣皮的老化；因刮碰使電動(dòng)機(jī)導(dǎo)線絕緣層產(chǎn)生機(jī)械損傷；導(dǎo)線連接出現(xiàn)錯(cuò)誤。短路現(xiàn)象一旦發(fā)生最關(guān)鍵的是迅速切斷電源，由此而生的短路保護(hù)措施主要是熔斷器保護(hù)和低壓斷路器保護(hù)，它們的原理相似，都是在短路發(fā)生時(shí)迅速動(dòng)作切斷工作回路。后者應(yīng)用更為廣泛，前者其靈敏度低、反應(yīng)慢因而其應(yīng)用范圍受限。

1.2 過載保護(hù)

電動(dòng)機(jī)過載歸根結(jié)底是電動(dòng)機(jī)實(shí)際載荷超過了此種狀態(tài)下的許用載荷。電動(dòng)機(jī)在正常狀態(tài)下工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)實(shí)際載荷在電機(jī)許用載荷范圍內(nèi)，但突然電源電壓降低，電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載能力減弱，此種狀態(tài)下許用載荷變小，實(shí)際載荷不變，此時(shí)電動(dòng)機(jī)變?yōu)檫^載運(yùn)行。其它導(dǎo)致過載的情況還有：電動(dòng)機(jī)實(shí)際載荷突然增加、電動(dòng)機(jī)某相電源突然缺失、電機(jī)啟動(dòng)過于頻繁等。一般電動(dòng)機(jī)能夠承受輕微的過載，但如果過載時(shí)間過長，導(dǎo)線長期處于發(fā)熱狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)的壽命將大大縮短，因此當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)采取相應(yīng)的保護(hù)措施是很有必要的，常用保護(hù)元件是空氣開關(guān)和熱繼電器。

1.3 零壓保護(hù)

所謂零壓保護(hù)即為防止突然斷電而對(duì)電路采取的保護(hù)措施。以車間里工人用鉆床鉆孔為例，若電機(jī)不設(shè)零壓保護(hù)，當(dāng)鉆床在給零件鉆孔時(shí)突然斷電，則鉆床停止工作，當(dāng)突然來電時(shí)，鉆床突然啟動(dòng)，將對(duì)工人人身安全埋下隱患，因此我們希望在突然來電時(shí)電動(dòng)機(jī)依然不轉(zhuǎn)，這就需要在電路中加零壓保護(hù)，常用的元件為接觸器和中間繼電器。

1.4 欠壓保護(hù)

所謂欠壓保護(hù)是為防止電源電壓降低對(duì)電動(dòng)機(jī)造成損害而采取的保護(hù)措施。當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，若電源電壓突然下降，將導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)繞組中的電流就要增大，若增大的電流不足以使熔斷器熔斷或熱繼電器動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)持續(xù)工作在此狀態(tài)下其壽命必將縮短；另外在一些起重場(chǎng)合中，若電壓下降，設(shè)備承載能力將下降，有可能造成重物脫落，因此有必要在電路中加欠壓保護(hù)。常用的保護(hù)元件為接觸器，少數(shù)電路使用電壓繼電器。

2 典型保護(hù)元件工作原理

2.1 熱繼電器

熱繼電器的熱元件為發(fā)熱阻絲，與電動(dòng)機(jī)主電路串聯(lián)；熱繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)與電動(dòng)機(jī)控制電路串聯(lián)。如圖1所示，當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，熱元件和動(dòng)斷觸點(diǎn)都處于導(dǎo)通狀態(tài)，不妨礙電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。但當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，熱元件發(fā)熱，金屬片彎曲，滑動(dòng)導(dǎo)板向左移動(dòng)，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，控制電路被切斷，進(jìn)而電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。

圖1 熱繼電器原理圖

2.2 交流接觸器

交流接觸器的觸點(diǎn)對(duì)與電動(dòng)機(jī)主電路串聯(lián)，吸引線圈與控制電路串聯(lián)。如圖2所示，當(dāng)吸引線圈通電時(shí)，靜鐵芯吸引動(dòng)鐵芯向下運(yùn)動(dòng)，使得動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)接觸，即觸點(diǎn)閉合，主電路接通，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)電路斷電時(shí)，吸引線圈中沒有了電流，鐵芯間失去吸力，動(dòng)鐵芯歸回原位，觸點(diǎn)對(duì)斷開，主電路斷開，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。

圖2 交流接觸器原理圖

當(dāng)電動(dòng)機(jī)欠壓運(yùn)行時(shí)，吸引線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)減弱，靜鐵芯不足以吸合動(dòng)鐵芯，動(dòng)觸點(diǎn)就不能接觸到靜觸點(diǎn)，即觸點(diǎn)對(duì)不能閉合，電路斷開，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，這就是交流接觸器的欠壓保護(hù)原理。

2.3 低壓斷路器

如圖3所示，通過手動(dòng)操作讓低壓斷路器的跳扣勾住鎖扣，在鎖扣右移后使得主觸頭跟著閉合，此時(shí)電路處于通電狀態(tài)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，流過熱脫扣器熱元件的電流增大，熱元件發(fā)熱，致使雙金屬片向上彎曲，頂動(dòng)連桿向上運(yùn)動(dòng)，使跳扣與鎖扣脫離，主觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生短路時(shí)，流過過電流脫扣器線圈的電流增大，其銜鐵上移，頂動(dòng)連桿上移，跳扣與鎖扣分離，主觸點(diǎn)在彈簧的作用下斷開，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于欠壓狀態(tài)時(shí)，流過欠壓脫扣器線圈的電流減小，其銜鐵在彈簧的拉動(dòng)下上移，與上述原理類似，最終使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。

圖3 低壓斷路器原理圖

[1]楊 凱.三相異步電動(dòng)機(jī)控制的電氣保護(hù)環(huán)節(jié)[J].民營科技，2017（01）.

[2]漆黎明.電氣控制線路中的保護(hù)環(huán)節(jié)分析[J].信息化建設(shè)，2016（04）.

Discussion on Commonly Protection of Low Voltage Motor

ZHANG Yun-xiu，HAN Zhi-yin，WU Hui-jun
（WeiFang Engineering Vocational College，Weifang Shandong 262500，China）

The motors’operation requires a set of perfect circuit protection system.This paper introduces the commonly protective measures of the motor，and analyzes the working principle of the typical protective components，with a view to provide reference for the electrical designers.

the motor；protective link；protective components；the working principle

TM32

A

1672-545X（2017）08-0255-02

2017-05-18

張?jiān)菩悖?987-），女，山東壽光人，碩士，助教，主要從事無人機(jī)應(yīng)用、機(jī)電一體化專業(yè)方面的教學(xué)。