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摘要：電動(dòng)機保護器作為拖動(dòng)系統中的重要組成部分，對電動(dòng)機的起動(dòng)和運行中保護起著(zhù)至關(guān)重要的作用。本文分析了電動(dòng)機保護器保護及構成原理，并闡述了電動(dòng)機保護器在發(fā)展過(guò)程中的應用及選擇原則。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機；保護器；保護原理；應用

1、引言

電動(dòng)機是當前應用廣泛的動(dòng)力設備，是其他機電設備的動(dòng)力源泉，電動(dòng)機正常的輸出是其驅動(dòng)的機電設備正常工作的前提，如今已被廣泛應用于工農業(yè)、交通運輸、國防等領(lǐng)域。電動(dòng)機所帶的負載種類(lèi)繁多，且往往是整個(gè)設備中的關(guān)鍵部分，因而確保電動(dòng)機的正常運行就顯得十分重要。電動(dòng)機保護器(電機保護器)是發(fā)電、供電、用電系統的重要器件，是跨行業(yè)、量大面廣、節能效果顯著(zhù)的節能機電產(chǎn)品[1]。電動(dòng)機保護器的作用是給電機的保護控制，在電機出現過(guò)流、欠流、斷相、堵轉、短路、過(guò)壓、欠壓、漏電、三相不平衡、過(guò)熱、接地、軸承磨損、定轉子偏心時(shí)、繞組老化予以報警或保護控制。如今電動(dòng)機保護器幾乎滲透到所有用電領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟和節能事業(yè)中有著(zhù)不可替代的重要地位和作用。

2、電動(dòng)機保護器的保護原理與構成

對電動(dòng)機來(lái)說(shuō)，其故障形式從機械角度可以分為繞組損壞和軸承損壞兩方面。

造成繞組損壞的主要原因有：

1．電動(dòng)機長(cháng)時(shí)間的電、熱、機械和化學(xué)作用下，繞組的絕緣老化損壞，定轉子繞組匝問(wèn)短路或是對地短路。

2．電網(wǎng)供電質(zhì)量差，電源電壓三相不平衡、電壓波動(dòng)大、電網(wǎng)電壓波形畸變、高次諧波嚴重或者電動(dòng)機斷相運行。

3．電源電壓過(guò)低使得電動(dòng)機啟動(dòng)轉矩不夠，電動(dòng)機不能順利啟動(dòng)或者是在短時(shí)間內重復啟動(dòng)，電動(dòng)機長(cháng)時(shí)間承受過(guò)大的啟動(dòng)電流導致電機過(guò)熱。

4．因機械故障或其它原因造成電動(dòng)機轉子堵轉。

5．某些大型電機冷卻系統故障或是長(cháng)時(shí)間工作在高溫高濕環(huán)境下造成電機故障。

電動(dòng)機保護原理的研究是保證電動(dòng)機保護器性能高低的關(guān)鍵，根據三相對稱(chēng)分量法的理論，三個(gè)不對稱(chēng)的向量可以分解成三組對稱(chēng)的向量，分別為正序分量、負序分量和零序分量。

根據對稱(chēng)分量的計算公式式，電動(dòng)機在發(fā)生對稱(chēng)故障和不對稱(chēng)故障時(shí)，電動(dòng)機的三相電流都會(huì )發(fā)生變化。電動(dòng)機故障條件流過(guò)繞組的電流過(guò)大，超過(guò)電動(dòng)機的額定電流，因此可根據這一特征來(lái)對電動(dòng)機過(guò)電流進(jìn)行保護。電機過(guò)載、斷相、欠壓都會(huì )造成繞組電流超過(guò)額定值。電源電壓欠壓，運行電流上升的比例將等于電壓下降的比例；電機過(guò)載時(shí)，常造成堵轉，此時(shí)的運行電流會(huì )大大超過(guò)額定電流。針對以上情況，電動(dòng)機保護器可通過(guò)對三相運行電流進(jìn)行檢測，根據運行電流的不同性質(zhì)來(lái)確定不同的保護方式，從而對電機予以的斷電保護。電動(dòng)機的故障類(lèi)型分為過(guò)流保護、負序電流保護、零序電流保護、電壓保護和過(guò)熱保護等幾種。

通過(guò)對電動(dòng)機保護器的保護原理分析可以看出，理想的電動(dòng)機保護器應滿(mǎn)足可靠、經(jīng)濟、方便等要素，具有較高的性能價(jià)格比。經(jīng)過(guò)發(fā)展和更新，如今電動(dòng)機保護器一般由電流檢測電路、溫度檢測電路、基準電壓電路、邏輯處理電路、時(shí)序處理電路、啟動(dòng)封鎖及復位電路、故障記錄電路、驅動(dòng)電路、電動(dòng)機控制電路組成。

3、電動(dòng)機保護器的類(lèi)型及應用分析

目前我國普遍采用的電動(dòng)機保護器主要有熱繼電器、溫度繼電器和電子式電動(dòng)機保護器。熱繼電器是五十年代初引進(jìn)蘇聯(lián)技術(shù)開(kāi)發(fā)的金屬片機械式電動(dòng)機過(guò)載保護器，它在保護電動(dòng)機過(guò)載方面具有反時(shí)限性能和結構簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。但存在功能少，無(wú)斷相保護，對電機發(fā)生通風(fēng)不暢，掃膛、堵轉、長(cháng)期過(guò)載，頻繁啟動(dòng)等故障不起保護作用。這主要是因為熱繼電器動(dòng)作曲線(xiàn)和電動(dòng)機實(shí)際保護曲線(xiàn)不一致，失去了保護作用。且重復性能差，大電流過(guò)載或短路故障后不能再次使用，調整誤差大、易受環(huán)境溫度的影響誤動(dòng)或拒動(dòng)，功耗大、耗材多、性能指標落后等缺陷。溫度繼電器是采用雙金屬片制成的盤(pán)式或其他形式的繼電器，在電動(dòng)機中埋入熱元件，根據電動(dòng)機的溫度進(jìn)行保護，但電動(dòng)機容量較大時(shí)，需與電流監測型配合使用，避免電動(dòng)機堵轉時(shí)溫度急劇上升，由于測溫元件的滯后性，導致電動(dòng)機繞組受損。溫度繼電器具有結構簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠，保護范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)，但動(dòng)作緩慢，返回時(shí)間長(cháng)，3KW以上的三角形接法電動(dòng)機不宜使用。目前在電風(fēng)扇、電冰箱、空調壓縮機等方面大量使用。電子式電動(dòng)機保護器通過(guò)檢測三相電流值和整定電流值，采用電位器旋鈕或拔碼開(kāi)關(guān)操作來(lái)實(shí)現對電動(dòng)機的保護，電路一般采用模擬式，采用反時(shí)限或定時(shí)限工作特性。

除了上述三種常見(jiàn)的電動(dòng)機保護器，磁場(chǎng)溫度檢測型繼電器和智能型電動(dòng)機保護器也在電動(dòng)機故障保護中得到普遍應用。磁場(chǎng)溫度檢測型保護器通過(guò)在電動(dòng)機中埋入磁場(chǎng)檢測線(xiàn)圈和溫度探頭，根據電動(dòng)機內部旋轉磁場(chǎng)的變化和溫度的變化進(jìn)行保護，主要功能包括過(guò)載、堵轉、缺相、過(guò)熱保護和磨損監測，保護功能完善，缺點(diǎn)是需在電動(dòng)機內部安裝磁場(chǎng)檢測線(xiàn)圈和溫度傳感器。智能型電動(dòng)機保護器能實(shí)現電動(dòng)機智能化綜合保護，集保護、測量、通訊、顯示為一體。整定電流采用數字設定，通過(guò)操作面板按鈕來(lái)操作，用戶(hù)可以根據自己實(shí)際使用要求和保護情況在現場(chǎng)自行對各種參數修正設定，采用數碼管作為顯示窗El，或采用大屏幕液晶顯示，能支持多種通訊協(xié)議，目前高壓電動(dòng)機保護均采用智能型。

4、電動(dòng)機保護器應用選擇原則

選用電動(dòng)機保護裝置的目的，既能使電動(dòng)機充分發(fā)揮過(guò)載能力，又能免于損壞，而且還能提高電力拖動(dòng)系統的可靠性和生產(chǎn)的連續性。合理選用電機保護裝置，既能充分發(fā)揮電機的過(guò)載能力，又能免于損壞，從而提高電力拖動(dòng)系統的可靠性和生產(chǎn)的連續性。具體的功能選擇應綜合考慮電機的本身的價(jià)值、負載類(lèi)型、使用環(huán)境、電機主體設備的重要程度、電機退出運行是否對生產(chǎn)系統造成嚴重影響等因素，力爭做到經(jīng)濟合理。在能滿(mǎn)足保護要求的情況下首先考慮簡(jiǎn)單保護裝置，當簡(jiǎn)單的保護裝置不能滿(mǎn)足要求時(shí)，或對保護功能和特性提出更高要求時(shí)，才考慮應用復雜的保護裝置，做到經(jīng)濟性和可靠性的統一。

5、結束語(yǔ)

如今電動(dòng)機保護器已發(fā)展到了微電子智能型時(shí)代，電動(dòng)機保護器也朝著(zhù)多元化方向發(fā)展。這就需要我們的工作人員在選型時(shí)應充分考慮電動(dòng)機保護實(shí)際需求，超前、準確、及時(shí)地判斷電動(dòng)機的故障，合理選擇保護功能和保護方式，實(shí)現對電動(dòng)機的良好保護，達到提高設備運行可靠性，減少非計劃停車(chē)，減少事故損失的目的。