電子式電動機保護器之解析

電子式電動機保護器之解析我們知道，熱繼電器具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，體積小，使用方便的優(yōu)點。但熱繼電器保護功能單一，精度低，動作不穩(wěn)定，發(fā)熱時間常數(shù)小。簡單地說，熱繼電器樣樣都好，就是保護性能不可靠，這是其致命弱點，也正因為此，保護性能可靠的電子式電動機保護器應(yīng)運而生。它在顯示其勃勃生機的同時，正經(jīng)歷著一個逐漸走向成熟的過程。有些企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境較惡劣，高溫、多粉塵、潮濕、連續(xù)生產(chǎn)，電動機損壞率較高。我們曾先后選用過好幾種形式的電機保護器，也因而得出了一些體會。下面從可靠性、使用方便程度及經(jīng)濟性三方面來對電子式電動機保護器，談?wù)勛约翰怀墒斓捏w會。

電子式電動機保護器（電機保護器）可靠性目前，工礦企業(yè)熱繼電器普遍使用，但損壞電機現(xiàn)象也普遍存在。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，異步電機的故障中90％以上是定子繞組因過熱損壞，而其中近60％是因斷相故障引起，這既說明了熱繼電器作為斷相保護相當(dāng)不可靠，又說明了斷相保護的必要性。且熱繼電器因電動機起動電流的沖擊，引起自身的斷相也偶有發(fā)生，所以新穎的電動機保護器必須具備斷相保護功能。前面已經(jīng)提到，熱繼電器的發(fā)熱時間常數(shù)小，對于大慣量重載起動的電機非常不適應(yīng)，常采用起動時短接熱繼電器的方法，這樣不但使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本增加，同時也存在了保護的死區(qū)。有的為了避免起動時誤動作，調(diào)大整定電流，使保護形同虛設(shè)，而大多數(shù)的電子式電機保護器的檢測電流互感器由于采用了速飽和電流互感器，故一般具有冷態(tài)時允許起動時間長；熱態(tài)時過載動作迅速的特點。這正好與工礦企業(yè)的電動機實際保護要求相匹配，更能可靠的保護電機過載。熱繼電器的檢測元件是雙金屬片，由于起動電流及過載等過流沖擊，很容易使雙金屬片產(chǎn)生疲勞效應(yīng)，造成刻度值偏移，動作不穩(wěn)定，且這在生產(chǎn)現(xiàn)場卻較難發(fā)現(xiàn)，最后造成過載不動作。而電子式電機保護器由于檢測元件采用電流互感器，不存在發(fā)熱問題，其動作穩(wěn)定性與熱繼電器相比有了質(zhì)的飛躍。

使用方便程度較先進的電子式電動機保護器（電機保護器），檢測元件一般采用電流互感器，且出現(xiàn)了穿芯式結(jié)構(gòu)。自穿芯式電動機保護器（電機保護器）問世，由于同熱繼電器相比具有眾多優(yōu)點，引起了電工界的濃厚興趣。穿芯式結(jié)構(gòu)不但具有使用方便，與主回路完全隔離，既不會影響主回路，又提高了自身的可靠性。同時，又徹底解決了接線端子發(fā)熱的問題，且互換性好。但目前國內(nèi)外一般只有大規(guī)格電動機保護器（電機保護器）采用穿芯式，而小規(guī)格只能采用接線式。電子式電動機保護器（電機保護器）解決了熱繼電器功能單一的問題，新產(chǎn)生了需工作電源的弊端。雖然電子線路放大、驅(qū)動需工作電源的要求在情理之中，但是對電動機保護器（電機保護器）的應(yīng)用帶來了一系列的問題，如用戶使用前必須認準電源接線端子，了解電源電壓等級等諸多不便。另外，由于電動機保護器（電機保護器）需要連續(xù)工作，這樣因電網(wǎng)電壓的波動、干擾、自身的發(fā)熱等因素，使其的故障率也很高。據(jù)我廠曾對使用過的電子式電動機保護器（電機保護器）的不完全統(tǒng)計，電動機保護器（電機保護器）的自身故障一半以上均出自電源部分，這大大挫傷了電氣工作者使用電子式電動機保護器（電機保護器）的熱情。

另外，電子式電動機保護器（電機保護器）由于執(zhí)行元件采用電磁式繼電器，存在了兩個難以克服的矛盾。一、采用繼電器的常開觸點實行保護方案，其特點主回路不工作時觸點常開，所以其觸點必須串接于接觸器的自?；芈?，這樣既使用戶感到安裝不便，又無法用于自動控制的電路；二、用繼電器的常閉觸點動作實行保護方案，雖然其控制觸點可象熱繼電器一樣直接串接于控制回路，但由于其自動復(fù)位，同樣也無法適用于自動控制系統(tǒng)。

這大大限制了電子式電機保護器的使用范圍。一方面替代熱繼電器時需改變控制線路，另一方面不能使用于因無人看守，長期工作，故障率相對較高的需自動控制的設(shè)備如水泵、壓縮機等。經(jīng)濟性由于熱繼電器結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)批量大，成本極為低廉；而電子式電動機保護器（電機保護器）其內(nèi)部一般由信號檢測，放大、處理、執(zhí)行、電源等部分構(gòu)成，其生產(chǎn)成本遠比熱繼電器高，這給用戶初次投資帶來一定的壓力，也給全面推廣電子式電動機保護器（電機保護器）帶來了一定的困難。作為生產(chǎn)廠家，在提高產(chǎn)品性能的同時，降低生產(chǎn)成本是需不斷努力的目標。新穎電動機保護器（電機保護器）。

從上述可知，電子式電動機保護器（電機保護器）的特點是功能可靠，但普遍存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用維修不便、體積大、成本高的不足。這里我向大家介紹由寧波市海曙巨龍電氣廠生產(chǎn)的經(jīng)過我廠兩年多使用的UL-E2系列電動機保護器（電機保護器）。該產(chǎn)品保留了電子式電動機保護器（電機保護器）的所有優(yōu)點，而完全克服了該類電動機保護器（電機保護器）的不足。下面也從三方面同普通的電子式電動機保護器（電機保護器）作一下比較。

功能：該電動機保護器（電機保護器）具有斷相、過電流保護功能。該電動機保護器（電機保護器）在我廠使用二年多來，已使用UL-E2系列電動機保護器（電機保護器）的設(shè)備，基本上沒發(fā)現(xiàn)電動機損壞現(xiàn)象，尤其是該電動機保護器（電機保護器）使用于退火窯中的引風(fēng)機。由于風(fēng)機的動平衡較差，常因振動引起固定腳松動，進一步引起電源線拉斷或接線端松脫，但從未造成電機損壞。該電動機保護器（電機保護器）除了具有一般電子式電機保護器功能多、動作靈敏、性能穩(wěn)定外，還具有如下特點；電動機保護器（電機保護器）斷相信號及過電流保護信號獨立，這樣，既使過電流的設(shè)定值不當(dāng)，也不管電動機在起動前斷相還是運行中斷相，電動機保護器（電機保護器）均能可靠動作。UL-E2系列電動機保護器（電機保護器）的電流整定用刻度盤表示，非常醒目方便，使用時只需把刻度調(diào)節(jié)到與電動機額定電流相對應(yīng)的值。克服了目前國內(nèi)同類產(chǎn)品需滿載調(diào)試的困難。這樣使用電動機保護器（電機保護器）后，既能使電動機充分發(fā)揮過載能力，又能使電動機得到可靠的保護。

使用方便程度：UL-E2系列電動機保護器（電機保護器）的使用甚為方便，整個系列均采用串芯式（只須穿1匝），無需外電源的結(jié)構(gòu)，而這方面日本OMRON公司的同類產(chǎn)品小規(guī)格保護器需穿8匝。巨龍電氣廠這方面的突破，關(guān)鍵是他們的執(zhí)行機構(gòu)采用了專利技術(shù)的微功耗固態(tài)繼電器，驅(qū)動功耗為1uW，而電磁式繼電器，驅(qū)動功率為200mW,相比之下，靈敏度高了好幾個數(shù)量級，徹底解決了電子式保護器無源化、串芯式的問題。且該電動機保護器（電機保護器）具有智能特性，保護器不但能直接串接于控制回路，還能自動識別手動控制回路和自動控制回路。使用時無需象熱繼電器那樣調(diào)節(jié)復(fù)位方式。保護器動作后，對于手動控制回路，能自動復(fù)位，而對于自動控制回路，又能己憶自鎖，避免電動機在故障狀態(tài)，重復(fù)起動，加劇電動機的損壞。該電動機保護器（電機保護器）體積小，并且安裝尺寸，可同JR16熱繼電器互換。該電動機保護器（電機保護器）的整體線路采用模塊式全密封結(jié)構(gòu)，內(nèi)部又采用固態(tài)繼電器，既防水、防塵、又防爆，可適用于任何惡劣的環(huán)境，我廠使用該電動機保護器（電機保護器）兩年多來，至今末發(fā)現(xiàn)電動機保護器（電機保護器）損壞現(xiàn)象。遺憾的是，該電動機保護器（電機保護器）無故障指示功能，不能直觀的判斷故障原因。最后，該電動機保護器（電機保護器）的價格只有國內(nèi)同類產(chǎn)品的1／2左右。