电动机的过载及其保护
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高压低压配电柜的电动机保护装置有哪些高压低压配电柜在现代电力系统中扮演着非常重要的角色,它们用于对电能进行分配和控制。
而电动机是配电柜中最核心的部分,因此必须配置相应的保护装置来确保其正常运行,防止故障和损坏。
本文将探讨高压低压配电柜的电动机保护装置。
一、过载保护装置过载保护装置是高压低压配电柜中常见的电动机保护装置之一。
其作用是监测电动机运行时的电流,一旦电流超出设定的额定值,保护装置就会触发,切断电路以阻止电动机继续运行,并发出警报提示。
二、短路保护装置短路保护装置是另一种常见的电动机保护装置。
当电动机发生短路故障时,保护装置会迅速切断电路,防止电流过大损坏设备。
常见的短路保护装置包括熔断器和断路器,它们能够快速响应并切断短路电流。
三、欠压保护装置欠压保护装置是用于保护电动机免受电源电压过低的不利影响。
当电源电压低于预设的最低工作电压时,保护装置会切断电路,避免电动机由于电压不足而无法正常运行或损坏。
四、缺相保护装置缺相保护装置通常用于三相电动机保护。
当电动机所接受的电源中存在一相或多相缺失时,保护装置会检测到,并切断电路。
这是为了避免电动机在缺相状态下运行,因为这样会给电动机带来很多不利的影响,如电机的不平衡负载和过热等。
五、过电流保护装置过电流保护装置是一种用于检测电动机工作时电流异常增加的装置。
当电流超过了额定值,可能是由于故障引起的,保护装置会迅速切断电路。
过电流保护装置可以及时发现故障,防止故障扩大,保护电动机的安全运行。
六、温度保护装置温度保护装置用于监测电动机的温度,并在温度超过安全范围时进行保护。
一旦电动机运行时温度过高,保护装置会发出警报,并切断电路以防止电动机损坏。
综上所述,高压低压配电柜的电动机保护装置包括过载保护装置、短路保护装置、欠压保护装置、缺相保护装置、过电流保护装置和温度保护装置等。
这些保护装置可以确保电动机在运行过程中不会受到过载、短路、欠压、缺相、过电流和温度过高等问题的影响,保证电动机的正常运行和使用寿命。
电动机热磁式断路器工作原理
电动机热磁式断路器是一种用于保护电动机的电器设备,其主要作用
是在电动机过载或短路时自动切断电源,以保护电动机不受损坏。
其
工作原理如下:
1. 热保护原理
当电动机过载时,电流会增加,导致电动机发热。
热磁式断路器中的
热元件会感应电动机的温度变化,并将信号传递给热保护装置。
热保
护装置会根据预设的温度值,判断电动机是否过载,如果过载,则会
自动切断电源,以保护电动机不受损坏。
2. 磁保护原理
当电动机发生短路时,电流会突然增加,导致电动机磁场急剧变化。
热磁式断路器中的磁元件会感应电动机的磁场变化,并将信号传递给
磁保护装置。
磁保护装置会根据预设的电流值,判断电动机是否短路,如果短路,则会自动切断电源,以保护电动机不受损坏。
3. 电磁式断路原理
除了热保护和磁保护外,热磁式断路器还具有电磁式断路功能。
当电
动机发生过载或短路时,热磁式断路器中的电磁铁会受到电流的作用,产生磁场,将断路器中的触头吸合,切断电源,以保护电动机不受损坏。
总之,电动机热磁式断路器是一种重要的电器设备,其工作原理主要
包括热保护、磁保护和电磁式断路三个方面。
通过这些保护措施,可
以有效地保护电动机不受过载或短路的损坏,延长电动机的使用寿命,提高生产效率。
热继电器工作原理热继电器是用于电动机或其它电气设备、电气线路的过载保护的保护电器。
电动机在实际运行中,如拖动生产机械进行工作过程中,若机械出现不正常的情况或电路异常使电动机遇到过载,则电动机转速下降、绕组中的电流将增大,使电动机的绕组温度升高。
若过载电流不大且过载的时间较短,电动机绕组不超过允许温升,这种过载是允许的。
但若过载时间长,过载电流大,电动机绕组的温升就会超过允许值,使电动机绕组老化,缩短电动机的使用寿命,严重时甚至会使电动机绕组烧毁。
所以,这种过载是电动机不能承受的。
热继电器就是利用电流的热效应原理,在出现电动机不能承受的过载时切断电动机电路,为电动机提供过载保护的保护电器。
使用热继电器对电动机进行过载保护时,将热元件与电动机的定子绕组串联,将热继电器的常闭触头串联在交流接触器的电磁线圈的控制电路中,并调节整定电流调节旋钮,使人字形拨杆与推杆相距一适当距离。
当电动机正常工作时,通过热元件的电流即为电动机的额定电流,热元件发热,双金属片受热后弯曲,使推杆刚好与人字形拨杆接触,而又不能推动人字形拨杆。
常闭触头处于闭合状态,交流接触器保持吸合,电动机正常运行。
若电动机出现过载情况,绕组中电流增大,通过热继电器元件中的电流增大使双金属片温度升得更高,弯曲程度加大,推动人字形拨杆,人字形拨杆推动常闭触头,使触头断开而断开交流接触器线圈电路,使接触器释放、切断电动机的电源,电动机停车而得到保护。
热继电器其它部分的作用如下:人字形拨杆的左臂也用双金属片制成,当环境温度发生变化时,主电路中的双金属片会产生一定的变形弯曲,这时人字形拨杆的左臂也会发生同方向的变形弯曲,从而使人字形拨杆与推杆之间的距离基本保持不变,保证热继电器动作的准确性。
这种作用称温度补偿作用。
螺钉8是常闭触头复位方式调节螺钉。
当螺钉位置靠左时,电动机过载后,常闭触头断开,电动机停车后,热继电器双金属片冷却复位。
常闭触头的动触头在弹簧的作用下会自动复位。
1电动机控制系统常用的保护环节有哪些?各用什么低压电器实现?①过载保护,使用热继电器②短路保护,使用熔断器和自动空气开关③过电流保护,使用过电流继电器④零压和欠压保护,使用自锁回路和欠电压继电器⑤弱磁保护,使用欠电流继电器⑥断相保护,使用断相保护热继电器丶电压继电器丶电流继电器丶固态断相保护器⑦电机智能综合保护,智能综合保护2电气控制线路检修的方法有哪几种?a直观检测法b测量电压法c测量电阻法d其他方法(置换元件,对比法,逐步接入法,强迫逼合法,短接法)3电气原理图阅读的方法和步骤是什么?a先机后电b先主后辅c化整为零d集零为整丶通观全局e总结特点4 电气控制图分哪几类?电气原理图丶电器元件布置图丶电气安装接线图三类5电气原理图中,说出QS丶FU丶KM丶KS丶SQ个代表什么电器元件并画出各自图形符号?组合开关丶熔断器丶接触器丶速度继电器丶行程开关6简述交流接触器的工作原理?当线圈通电后吗,静铁芯产生电磁力将衔铁吸合。
衔铁带动触头系统动作,使常闭触头断开,常开触头闭合。
当线圈断电时,电磁力消失,衔铁在反作用力弹簧力的作用下,释放,触头系统随之复位。
7简述三相异步电机能耗制动的原理:能耗制动是在电机停止切除定子绕组三相电源的同时,定子绕组接通直流电源,产生静止磁场,利用转子感应电流与静止磁场的相互作用,产生一个制动转矩进行制动。
8简述三相异步电动机范姐制动的工作原理:反接制动是在电动机停止时,改变定子绕组三相电源的相序,使定子绕组旋转磁场反向,转子受到与旋转方向相反的制动转矩作用而迅速停车。
9短路保护和过载保护有什么区别?短路时电路会产生很大的短路电流和电动力而使电气设备损坏。
需迅速切断电源。
常用的短路保护元件有熔断器和自动开关。
电机允许短时过载,但长期过载运行会导致绕组温升超过允许值,也要断电保护。
常用热继电器。
过载保护器工作原理过载保护器是一种用于保护电气设备的有效电力保护装置。
在许多电力电子设备中都会使用过载保护器,以便在电路过载时将电路保护起来,防止电路元器件的过热或甚至短路,从而保护设备不受损坏。
过载保护器的原理是利用电流在电路中所产生的热量来实现过载保护的目的。
当电流发生过载时,过载保护器会通过一定的机制自动切断电路,以保护电路中的元器件。
下面我们将详细介绍过载保护器的工作原理及其分类。
一、过载保护器工作原理过载保护器的工作原理是基于热触发原理。
当电路中的电流超过过载保护器的额定电流时,过载保护器中的热触发元件将开始发热,这将导致过载保护器内的电热元件膨胀并触碰断路开关,以切断电路。
过载保护器中的热触发元件通常是一种双金属片或热敏元件,其膨胀系数为双金属片时为1.3×10-5/℃,而热敏元件为5.5×10-3/℃。
当电路中的电流流过过载保护器时,过载保护器中的热触发元件将逐渐发热并向外膨胀。
当热触发元件的发热达到一定的程度时,它将触碰断路开关。
当电路中的电流恢复正常时,过载保护器的热触发元件将会冷却并缩回原位,此时过载保护器将会重合回路,使电器设备得以正常工作。
二、过载保护器的分类按照破环方式,过载保护器可以分为自恢复型和非自恢复型两种。
1.自恢复型自恢复型过载保护器又称为自动恢复过载保护器,是一种通过自动重合电路来实现过载保护的电力保护装置。
当电路过载时,自恢复型过载保护器将会切断电路以保护设备,当电路恢复正常后,自恢复型过载保护器将会自动重合电路,电器设备会自动恢复到正常工作状态。
自动恢复过载保护器通常用于一些需要短时断电的场合,如电动工具、电磁阀、传感器等场合。
2.非自恢复型非自恢复型过载保护器又称为手动恢复过载保护器,是一种需要手动恢复电路的电力保护装置。
当电路过载时,非自恢复型过载保护器将会自动切断电路以保护设备,在电器设备恢复正常前,需要手动恢复电路。
手动恢复过载保护器通常用于需要长时间断电的场合,如电动机等场合。
避免电动机运行中烧毁项保护措施引言电动机在工业、农业和家庭等各个领域中都扮演着重要的角色。
然而,由于各种原因,电动机在运行时可能会遭受烧毁的风险,这不仅会造成设备损坏,还可能导致生产中断和经济损失。
因此,采取正确的保护措施以避免电动机烧毁至关重要。
在本文中,我们将探讨一些常见的保护措施,以帮助您避免电动机运行中烧毁的问题。
1. 温度保护电动机在运行过程中,可能因为电流过大或环境温度过高而产生过热的风险。
为了避免电动机烧毁,您可以考虑以下温度保护措施:•安装温度传感器安装温度传感器可以监测电动机的温度变化。
一旦温度超过设定的阈值,传感器将发送信号给控制系统,触发紧急停机或其他适当的措施。
•定期检查散热器和风扇散热器和风扇的正常运行对于散热非常重要。
定期检查它们的工作状态,清理堵塞物,确保电动机能够有效地散发热量。
•控制电动机运行时间长时间运行可能会导致电动机过热。
通过合理安排电动机的运行时间和停机时间,以确保电动机有足够的冷却时间。
过载是电动机烧毁的另一个常见原因之一。
为了防止电动机在过载情况下烧毁,您可以采取以下保护措施:•安装过载保护装置过载保护装置可以监测电动机的电流变化,并在电流超过额定值时切断电源。
这可以有效地保护电动机免受过载的影响。
•定期检查电动机负载定期检查电动机的负载情况,确保其工作在额定负载范围之内。
避免超负荷运行可以有效地防止电动机烧毁。
•使用软起动器软起动器可以逐渐将电动机带入运行状态,避免电动机在启动瞬间受到过大的冲击电流。
这有助于减轻电动机的负荷,提高其运行稳定性。
3. 短路保护短路是另一个可能导致电动机烧毁的因素。
为了保护电动机免受短路的影响,可以采取以下措施:•安装短路保护器短路保护器可以检测电路中的短路情况,并迅速切断电源,以防止短路电流对电动机产生损害。
•定期检查线路定期检查电动机所连接的线路,确保线路没有损坏或短路的情况出现。
修复或更换损坏的线路可以有效地预防电动机烧毁。
电机过载保护器jl-200型电机过载保护器jl-200系列电机过载保护器是我公司在多年研制电机保护器产品的基础上开发出的新一代高科技产品。
此产品以微电脑控制器(mcu)为核心元件,通过高精度ct检测电流,电机保护器具有自动线性修正功能,在宽电流范围内仍具有较高的测量精度,对过载、短路、堵转、欠载、缺相、三相电流不平衡、过压、欠压、相序、接触器故障等具有可靠的保护作用;并可实现报警和事件记录。
本产品具有性价比高、功能齐全、工作稳定可靠、精度高、保护动作准确、安装、参数设定简单方便等特点。
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采用模块化设计结构,产品体积小,结构紧凑,安装方便,在低压控制终端柜和1/4模数及以上各种抽屉柜中可直接安装使用,提高了控制线路的可靠性和自动化水平。
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完善的事故记录及自检功能,友好的人机界面,所有测量值和参数、保护信息等由面板液晶显示器实时显示。
1、电动机维护功能●过载保护●欠载保护●堵转保护●阻塞保护●温度保护●相序保护●欠压保护●过压保护●起动超时保护●割断二者维护●不均衡维护●接触器故障维护(选增功能,无此功能时仅有故障提示信息,并无信号输入)直接接线式:1a(0.2a~1a);5a(1a~5a);20a(4a~20a);40a(8a~40a);穿芯式:100a(20a~100a);使用外置标准5a电流互感器(用户自配)时最小可以拓展至800a(160~800a)变比(5a规格)off-15-80%ie>110%ie20-100%θb20%-60%off-219v-150voff-221v-300v负载动作特性曲线:适用主回路电压:ac380v,50hz。
低压电动机的保护措施低压电动机是一种常用的电动机,常见于各种机械设备中。
为了确保低压电动机的正常运行和延长其使用寿命,必须采取合适的保护措施。
一、防止短路短路是电动机运行中常见的问题之一,它会导致电机损坏或停止运行。
要保护电动机不受短路的影响,应该做到以下几点:1、检查电缆连接是否松动或过紧,以及是否有裂口和受损的情况。
2、使用绝缘材料进行维修和保护,避免电缆和电机绕组的短路。
3、在对电动机进行维修时,要保证工具和设备接地,避免由于触电引起的短路。
二、检查电压电压对电动机的保护也很重要,若电压过高或过低,都会对电动机造成损坏甚至产生危险。
以下是保护电动机电压的方法:1、在电路中安装电压调节器,以调节电路中的电压。
2、使用直流电源来驱动电机,这样可以控制电压和电流。
3、在电动机与电源之间添加电容器,以控制电动机电压和电流的平稳变化。
三、过载保护过载是指运行时电动机的负载超过其额定负载能力,导致电动机过热、绕组烧坏等严重后果。
过载保护措施包括:1、安装热保护器,可自动切断电源,以保护电机不受过载的影响。
2、对电机进行计算并确定其额定负载能力,以避免负载过大。
四、轴承保护轴承是电动机运行中的关键部件,它直接影响电机的使用寿命和性能。
要保护轴承,应注意以下几点:1、清洗轴承,保持其干净和润滑。
2、周期性检查轴承的磨损和损坏情况,及时更换。
3、定期进行轴承润滑,以确保轴承的寿命和性能。
通过以上措施对低压电动机进行保护,可更好地延长其使用寿命和提供更好的性能表现。
电动机保护实验总结:
本次电动机保护实验旨在验证电动机保护装置的有效性,保障电动机在运行过程中的安全性和稳定性。
通过实验可以得出以下总结:
保护装置的作用:电动机保护装置能够监测电动机的运行状态,当电动机出现异常情况时,如过载、过热、缺相等,保护装置会及时采取措施,如自动切断电源或发出警报,以保护电动机免受损坏。
过载保护实验:通过给电动机加负载来模拟过载情况,当电动机的运行电流超过额定值时,保护装置会触发并切断电源,起到保护电动机的作用。
过热保护实验:在电动机运行过程中,通过加热电动机或限制冷却条件,使电动机温度升高,当温度超过设定值时,保护装置会自动切断电源,避免电动机因过热而损坏。
缺相保护实验:通过控制电源缺失一相的情况,测试保护装置对于电动机缺相情况的响应。
保护装置能够及时检测到缺相现象,并切断电源,以防止电动机受到进一步损害。
实验数据记录与分析:在实验过程中,我们记录了电动机运行状态、保护装置的触发情况、保护装置动作的时间等数据,并进行了分析。
这有助于评估保护装置的性能,并在需要时进行调整和改进。
总体而言,本次电动机保护实验证明了保护装置在保护电动机安全运行方面的有效性。
通过及时检测和响应异常情况,保护装置能够保障电动机的正常运行,并减少损坏风险。
然而,在实际应用中,仍需结合具体的电动机类型和工作环境进行细致设计和调试,以提高保护装置的可靠性和适应性。
电动机过热过载保护器接线方法本文主要是关于电动机过热过载保护器的相关介绍,并着重对电动机过热过载保护器的接线方法及其故障处理进行了详尽的阐述。
电动机保护器电动机保护器的作用是给电机全面的保护控制,在电机出现过流、欠流、断相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、接地、轴承磨损、定转子偏心时、绕组老化予以报警或保护控制。
主要种类(一)热继电器是五十年代初引进苏联技术开发的金属片机械式电动机过载保护器。
它在保护电动机过载方面具有反时限性能和结构简单的特点。
但存在功能少,无断相保护,对电机发生通风不畅,扫膛、堵转、长期过载;频繁启动等故障不起保护作用。
这主要是因为热继电器动作曲线和电动机实际保护曲线不一致,失去了保护作用。
且重复性能差,大电流过载或短路故障后不能再次使用,调整误差大、易受环境温度的影响误动或拒动,功耗大、耗材多、性能指标落后等缺陷。
(二)温度继电器是采用双金属片制成的盘式或其他形式的继电器,具有结构简单、动作可靠,保护范围广泛等优点,但动作缓慢,返回时间长,3KW以上的三角形接法电动机不宜使用。
如今在电风扇、电冰箱、空调压缩机等方面大量使用。
温度继电器与热继电器不同。
温度继电器是装在电动机内部,靠温度变化时期动作的。
而热继电器装在动力线上,靠电流热效应动作的。
(三)电子式电动机保护器已由晶体管发展到集成电路至今已发展到微处理芯片厚模电路,从功能上一般分为断相保护、综合保护(多功能保护)、温度保护和智能保护。
此类保护器具有节能、动作灵敏、精确度高、耐冲击振动,重复性好、保护功能齐全、功耗小等优点。
1.电动机保护器(电机保护器)是以检测线电流的变化(包括采取、正序、负序、零序和过流)为原则,可检测断相或过载信号。
除具有断相保护功能外,还具有过负荷、堵转保护功能。
ST500参数设置一.保护参数设置1.过载保护1)K系数K系数的设置一般和电动机的过载能力曲线有关,或者可以根据电动机的过载保护级别来设定,但国内很多电动机没有以上两项数据,可以参考下面的设置标准进行设置。
该参数主要反映的是电动机过载动作的速度。
标准型(10级):7.2In(In为电动机额定电流),4—10s动作,用于标准电动机过载保护,速动型(10A级):7.2In时,2—10s动作,用于潜水电动机或压缩电动机过载保护。
慢动型(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过载保护。
根据以上参数,对照说明书中电流-时间特性表设置K。
2)冷热曲线比该参数设置主要影响电动机在没有过载情况下热容量的计算。
热容量计算主要分为两个部分,没有过载情况下的热容量(稳态热容量)和过载情况下的热容量(过载热容量)。
过载后热容量的计算是以稳态热容量为基础开始叠加。
也就是说冷热曲线比主要影响过载热容量的起点。
若不需要考虑电动机在没有过载情况下的发热,该参数可以设置为100%,若考虑电动机在没有过载情况下的发热,可以根据电动机在没有过载情况下的发热程度设置该参数,该参数设置越小,稳态热容量的值越大,电动机在没有过载情况下的发热越厉害。
电动机没有过载情况下的回路电流稳态热容量=×(100%-冷热曲线比)电动机额定电流3)冷却时间该参数主要影响电动机过载动作后复位时间。
对该参数影响较大的是电动机的散热条件。
若散热条件比较好的该参数可以设置小一些,若散热条件差的该参数可以设置大一些。
实际上该参数类式热继电器的双金属片动作后恢复到初始位置的时间。
若没有达到冷却时间电动机不允许再次起动,但可以通过清除热容量的方式来再次起动电动机。
4)允许起动热容该参数主要决定电动机过载动作热容量降低到什么程度后可以重新起动电动机。
方式一:降低到15%以下可以再次起动电动机;方式二:降低到(100%-上次起动所有热容量-2%)或者降低到15%以下可以再次起动电动机,一般设置为方式一较为合理一些。
电机过载保护器接线图详解本文主要是关于电机过载保护器的相关介绍,并着重对电机过载保护器接线图及其方法进行了详尽的阐述。
电机过载保护器电机保护器的作用是给电机全面的保护,在电机出现过载、过流、缺相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、轴承磨损、定转子偏心时,予以报警或保护的装置。
选型市场上电机保护产品未有统一标准,型号规格五花八门。
制造厂商为了满足用户不同的使用需求派生出很多的系列产品,种类繁多,给广大用户选型带来诸多不便;用户在选型时应充分考虑电机保护实际需求,合理选择保护功能和保护方式,才能达到良好的保护效果,达到提高设备运行可靠性,减少非计划停车,减少事故损失的目的。
(一)与选型有关的条件1、电机参数:要先了解电机的规格型号、功能特性、防护型式、额定电压、额定电流、额定功率、电源频率、绝缘等级等。
这些内容基本能给用户正确选择保护器提供了参考依据。
2、环境条件:主要指常温、高温、高寒、腐蚀度、震动度、风沙、海拔、电磁污染等。
3、电机用途:主要指拖动机械设备要求特点,如风机、水泵、空压机、车床、油田抽油机等不同负载机械特性。
4、控制方式:控制模式有手动、自动、就地控制、远程控制、单机独立运行、生产线集中控制等情况。
启动方式有直接、降压、星角、频敏变阻器、变频器、软起动等。
5、其他方面:用户对现场生产监护管理情况,非正常性的停机对生产影响的严重程度等。
与保护器的选用相关的因素还有很多,如安装位置、电源情况、配电系统情况等;还要考虑是对新购电机配置保护,还是对电机保护升级,还是对事故电机保护的完善等;还要考虑电机保护方式改变的难度和对生产影响程度;需根据现场实际工作条件综合考虑保护器的选型和调整。
(二)电机保护器的常见类型1、热继电器:普通小容量交流电机,工作条件良好,不存在频繁启动等恶劣工况的场合;由于精度较差,可靠性不能保证,不推荐使用。
2、电子型:检测三相电流值,整定电流值采用电位器或拔码开关,电路一般采用模拟式,采用反时限或定时限工作特性。
电动机保护器原理
电动机保护器是一种用于保护电动机的装置,它主要是通过监测电动机的电流、温度、电压等参数,及时识别并隔离电动机出现的故障情况,以防止电动机过载、过热、过压等问题。
电动机保护器的原理基本如下:
1. 过流保护:电动机在正常工作时,会产生一定的电流。
当电流超出设定值时,保护器会发出信号,切断电源,以避免电动机过载损坏。
2. 过温保护:电动机在工作过程中会产生热量,如果温度过高可能会引起电动机绝缘材料烧损,导致故障。
保护器通过安装在电动机内部或外部的温度传感器,监测电动机温度是否超过设定值,一旦超过,保护器会触发断电动作。
3. 过载保护:电动机在启动或负载突增时,可能会瞬间产生很大的电流。
保护器通过内部的电流检测装置,监测电动机电流是否超过设定值。
如果电流过大,保护器会立即切断电源,以保护电动机。
4. 过压保护:电动机在电源电压超过额定电压时,容易造成绝缘损坏、继电器烧毁等故障。
保护器通过检测电源电压大小,当电压超过设定值时,保护器会切断电源,以保护电动机。
此外,现代电动机保护器还可以实现电动机的欠压保护、瞬时过载保护和电动机的相序保护等功能,以确保电动机在工作过程中的安全可靠性。
通过合理设置和使用电动机保护器,可以
避免电动机因各种原因引起的故障,延长其使用寿命并降低维修成本。
一、电动机的过载及其保护 电动机的过载除上述原因外,还有:a.电动机周围环境温度过高,散热条件差;b.电动机在大的起动电流下缓慢起动;c.电动机长期低速运行;d.电动机频繁起动、制动、正反转运行及经常反接制动。 电动机的过载由于电流增大,发热剧增,从而使其绝缘物受到损害,缩短了其使用寿命甚至被烧毁。 从电动机的结构来看,鼠笼型电机的定子铁心置放绕组的槽内必须有良好的绝缘物,绕组(铜线)表面有绝缘漆层,绕线式电动机转子绕组与定子绕组一样,绕组与铁心槽衬以绝缘物,三个端线所接的铜滑环,环间,环与转轴之间也是彼此绝缘的。为了保证电动机的相间、带电体与外壳的绝缘,通常是使用各种耐热等级的绝缘材料的。各种绝缘都有一定的耐受工作温度的指标。IEC85规定A级(105℃)、E级(120℃)、B级(130℃)、F级(155℃)……。八十年代,IEC216提出了一个新的耐热标准,称为温度指数TI(Temperature Index)以此代替IEC85。TI是按阿尼罗乌丝(Arrhenins)公式t=10 a+b/T 计算的。式中: t—寿命[小时(h)] T—绝缘材料使用的温度(℃) a、b—与材料有关的常数 例如:某电动机使用的绝缘材料a=-2,b=1034,使用温度T=164℃ 得 t=10-2+(1034/642)=10 4.30=2000h 它表示此绝缘物使用于164℃时,其使用寿命为20000小时。 如果把使用温度提高8℃,则T=164+8=172℃ t=10 -2+(1034/172)=10 4=10000h 它说明很早以来,电工技术工作者提出的绝缘材料的使用温度每增加8℃,其使用寿命就减半是有理论和实践依据的。 电动机的过载保护安秒(I-t)曲线(反时限) 1.电动机的过载特性 2.保护电器的保护特性 3.电动机的起动电流特性 保护器的I-t曲线在电动机过载特性之内,但两曲线间距不必拉得过大,以便做到既不使电动机因为过载造成温升增大影响寿命,又充分利用电动机本身的最大耐受过载能力。根据生产和科学实践,对电动机的保护特性已由IEC947—4《低压开关设备和控制设备。低压机电式接角器和电动机起动器》作出了新的规定(我国的GB14048.4等效于IEC标准),对无温度补尝的保护电器: 1.0In>2h不动作 1.2In≤2h动作 7.2In:2s面的1.5In的4组相对应)。 在八十年代,我国曾有科技人员对绕组采用B级绝缘(允许工作温度为130℃)的电动机,进行了实测(即不动作和动作的时间极限,此极限表明不会引起绝缘水平下降的电流与时间的最大值): 以上实测值是在几台电动机上测试的,不够全面,但它表明,这个标准还是比较实际的(6In是老标准)旧标准把6In作为可返回特性的电流,它相当于电动机的起动电流,经可返回时间(在通以6In时的延时时间,后将电流返回1倍In或0.9In,此段时间内保护电器不允许动作,这种可返回特性的规定是为了躲过电动机的起动,它的可返回时间应大于电动机的起动时间,旧标准的可返回时间分1s、3s、8s、13s几种)。鉴于把起动电流定在6倍和可返回时间固定在上述的4种已不能完全反映现实情况(例如Y型鼠笼型电动机的起动电流倍数就有5、 5.5、 6、 6.5、 6.8、 7的六种),因此我国的GB14048.4(等效采用IEC947-4)统一规定为7.2倍,并对不同的起动时间规定了延时时间Tp。美国NEMA美国全国电气制造商协会1993年的MG-1标准对电动机的过载和失速保护作了新的规定:“输出功率不超过500HP(马力,相当于368kW—笔者注),额定电压不超过1kV的多相电动机,在正常工作温度初次起动,耐受1.5倍全额电流的时间应不等于2min”,又规定:“功率输出不超过500HP,额定电压不超过1kV的多相电动机,在正常温度初次起动时,应能耐锁定转子电流的失速时间不少于12s”,从以上标准和对我国绝大多数的电动机的起动时间的统计来看,选1.5In为2min,7.2In为2s进行电动机的过载保护?现在对电动机的过载保护采用最多的是热继电器,也有相当数量采用有复式脱扣器(热动和电磁脱扣器,后者用于短路保护)的断路器。对于重载起动的电动机(起动时间为一般电动机的数倍),如果使用一般的热继电器,常常会在起动过程中发生误动作(跳闸),使电动机无法起动。因此需要选用带速饱和电流互感器或限流电阻的热继电器, 这种型式是通过速饱和电流互感器或限流电阻使起动电流成比例地缩小,就可以大大延长电动机的起动时间,保证正常起动,还有采取起动时将热继电器短接,起动完毕再将热继电器投入运行——完全短路法。此外,对带速饱和互感器的热继电器,起动时将互感器二次绕组短接,起动完毕后再使之投入等方法,来满足重载起动电动机的需要。 二、电动机的短路保护 电动机的短路保护(电动机保护电器瞬时动作电流整定值)电动机在短路情况下的保护,通常选用断路器,有的地方也使用熔断器。一些文献提到,断路器的瞬时动作电流整定值应能躲过电动机的全起动电流。Isct—断路器瞬时动作电流整定值A; k —可靠系数,它考虑了电动机起动电流的 误差和断路器瞬动电流的误差,k一般取1.2;I'st—全起动电流值,也称尖峰电流A。所谓全起动电流,是包括周期分量和非周期分量两部分。非周期分量的衰减时间约为30ms左右,而一般的非选择性断路器的全分断时间在20ms之内,因此必须把非周期分量考虑进去。I’st为1.7~2倍的电动机起动电流I’st。在诸多文献中,如《建筑电气设计手册》规定Isct≥(1.7~2)Ist,而《工业与民用配电设计手册》规定Isct=1.7Ist,有的手册则规定Icst为2~2.5倍的电动机起动电流。低压电器标准,如JB1284《低压断路器》的编制说明中认为,根据实验和统计,保护鼠笼型电动机的断路器,其瞬动电流是整定在8~15倍电动机的额定电流的,而绕线式电动机应整定在3~6倍电动机额定电流。8~15倍鼠笼型电动机额定电流是一个范围,具体的数值还需要考虑电动机的型号、容量、起动条件等等因素。以下,我们分析一下,鼠笼型电动机起动时的全起动电流(类峰电流)。
1.起动电流的低功率因数,过渡过程的非周期分量的存在。在这种情况下,周期分量的幅值尽管稳定,但受非周期分量的影响,故有尖峰电流流过(功率因数低,表示电感L大,时间常数T=L/R大,非周期分量Imsin(Ψ— )e-t/T值大,非周期分量的衰减慢)。当起动电流的COS =0.3时,尖峰电流为起动电流(有效值)的2倍左右;
2.残余电压的影响而产生的瞬间再合闸的尖峰电流。电动机切断电源后再接通时,当切断电源而电动机尚未停下,就带有残余电压。这种残余电压不仅是由于有剩磁而产生,而且还由于次级线圈(转子)有残余电流而形成,所存在的残余电压与再合闸时的电源电压在某一相位时的叠加, 就会产生尖峰电流。 其大小与电动机完全停止后再起动相比,要大(残余电压+电源电压)比电源电压倍,这种尖峰电流虽然仅出现1-2周波,但足以使断路器的瞬时脱扣器动作。因为1、2两个原因,可出现下列情况: (1)电动机直接起动 由于COS为0.3,尖峰电流为(6In)的2倍,等于 In(有效值)故塑壳式断路器的瞬时脱扣器整定电流值最小值为8.5In,(In为电动机的额定电流)
(2)星—三角(Y-Δ)起动 也假设为COS为0.3,当从Y起动到Δ运转的一瞬间(1~2周波),尖峰电流(峰值)约为额定电流(有效值)的19倍,则断路器必须把瞬时动作电流整定到14In ? 以上。
(3)自耦减压起动时 COS为0.3,电动机起动电流为6In,由于有尖峰电流的存在,原来按80%抽头的正常起动电流为3.84In,现提高到7.7In,按65%抽头的正常起动电流为4.3In,现提高到5In。
(4)瞬时再起动 按COS为0.3,起动电流为6In,考虑到残余电压的影响,尖峰电流为最大,是额定电流的24倍(6×2×2)(峰值),其有效值为 =16.97≈17,因而断路器的瞬时脱扣器的整定电流必须在电动机额定电流的17倍以上。从以上分析可知,正是电动机的型号、结构、起动方式等的不同,导致尖峰电流的出现,由此而推出Isct在8~15倍In之内(个别的还可达到17倍In),对于瞬时动作电流可调的断路器,其调节范围按8~15倍In考虑,而大量的塑壳式断路器(不可调),取其平均值12In,误差采用熔断器保护电动机的瞬动,熔断器的熔体电流可由下式确定:Irin ≥ Ist比α 式中: Ist —电动机的起动电流 A; α —决定起动状况和熔断器的系数,一般为2~3之间。 三、鼠笼型电动机的断相保护 电动机的断相分为两类,一是电动机外部的电源线断线;二是电动机内部定子绕组的断线,而电动机内部接线又分为星形联结和三角形连接两种。因此提到断相必须分清是那一种性质,另外,所谓断相保护,是指正在运行中的电动机。
1.被保护的电动机的定子绕组是星形联结,断相运行时,一般说未断的两相电流会增大。由于电压的不平衡,至少有一相电流增大。因是星形联结,线电流等于相电流,所以对于星形联结的电动机,选用一般的三极热继电器或三极保护电动机型的断路器,是能够起到有效保护的。
2.被保护的电动机的定子绕组是三角形联结,当电动机发生断相时会有两种情况产生:
a.电动机外部的电源线断线(如熔断器——相熔断),I2ph=2Iph,I2=I3=I1ph+I2ph=1.5I 2ph此时线电流与相电流之间已不是的关系,线电流已经不能正确反映相电流的大小,即不能有效地反映电动机绕组是否已处于过载状态。当电动机在额定负载下断相运行时,I1ph=I3ph=0.58In(In为电动机的额定电流),I2ph=2Iph=1.16In,I2=I3=1.5I2ph=1.5×1.6In=1.73In。此时如果选用一般的三极热继电器(或断路器),勉强可以起保护作用但是当负载在额定负载的65%下断线运行时会动作,时间长了可能烧毁