电子式多功能电动机保护器.doc

膂电动机保护器电路原理分析和维修羀——HBHQ-0-1和JD6型电子式多功能电动机保护器膇蚆由三相交流电动机所构成的电力拖动系统,形成了工业现代化的基础性支撑,对三相交流电动机(以下简称电动机)的保护,是一个历久弥新的的话题。薃上世纪八十年代之前,电子技术的应用尚处于初级阶段,对电动机的保护任务多由热继电器承担,国内型号为为JR20-XX系列、JR36-XX系列等。其保护机理如下:热继电器由发热元件、双金属片、触点及一套传动和调整机构组成。发热元件是一段阻值不大的电阻丝,串接在被保护电动机的主电路中。双金属片由两种不同热膨胀系数的金属片辗压而成。当电动机过载时,通过发热元件的电流超过整定电流,使有不同膨胀系数的双金属片发生形变,当形变达到一定距离时,就推动连杆动作,使控制(常闭)触点断开,进而控制主电路接触器因线圈失电而释放,断开主电路,实现电动机的过载保护。莈热继电器以其体积小,结构简单、成本低等优点得到了广泛应用。但同时存在不易克服的下述缺点:双金属片受热弯曲过程中,热量的传递需要较长的时间,因此,热继电器不能用作短路保护,而只能用作过载保护。对电动机的短路保护,通常采用在电源回路中串接熔断器的方法来实施;热继电器依赖于机械结构所形成的机械动作来实现停机保护,当动作结构产生机械疲劳(老化)、机型形变时,会使动作阀值偏离设定值,造成误动作或保护失效;普通的热继电器,不具备断相保护功能。羆用热继电器对电动机进行保护的典型电路见下图:螆蚀图1、用热继电器组成的电动机过载保护电路肀热继电器FR1串接于主电路中,FR1的常闭触点串接于控制回路,过载故障发生时,FR1控制触点断开,交流接触器KM1线圈失电,KM1开断,起到过载停机保护作用。螅1、电动机在起动和运行过程中可能发生的故障和保护特点:螅1)电动机的过载肁电动机的一个重要工作参数即额定工作电流,在定额电流以内运行,为安全工作区。机械负载或供电电压变化,都会引起工作电流的变化,出现异常情况时使电动机过载,转速下降,电动机绕组中的电流增大,超过额定工作电流,绕组温度升高。过载运行,会导致电动机绕组绝缘老化、缩短电机使用寿命,严重时使绕组绝缘击穿造成短路,绕组起火烧毁等故障。电动机的过载运行,指转差率增大由过流引起绕组异常温升,所以又称为过流运行。薈电动机的过电流大小与过电流时间之间的关系称为过载特性。在实际运行中,电机短时过载和较低程度的过载,是难以避免的,也是可以允许的,过电流大小和过电流允许时间呈反比,称为反时限保护特性,见下图。~,,电动机能长期运行不应该产生保护停机动作;过载程度继续加大时,保护动作时间应随过流程度而缩短。一般认为,电动机的起动电流为额定电流的4~7倍,保护动作应该既能避开正常的起动电流,又能在过载时,实施有效的停机保护。比如在4倍额定电流时,延时10s产生保护动作,在7倍额定电流时,延时2s即应产生保护动作。对运行中的短时过载,有一定的时间延时处理,不会产生误保护动作,对长时间过载,则能作出有效的反应。芀2)电动机的短路薇短路保护是过载保护的一个极限情况。三相交流电动机的短路故障,有单相接地短路故障、相间短路故障等,当电缆短路时,更直接造成对三相电源的短路。电机内部短路大都是电机绝缘损坏引起的,表现为线圈匝间短路、层间短路、相间短路和对地(电机外壳、转子)短路等。单相对地短路,一般不会烧毁电机,据外壳接地电阻的不同,形成大小不同的接地电流;(两相或三相)相间短路时,会形成较大的短路电流,通常会使电机严重烧毁。羅一般,将大于电动机8倍额定电流,视为短路电流。对电动机的短路保护,要求实施速断保护,时间常数越小越好(动作越快越好)。袃另外,当电动机在运行中因机械原因出现堵转时,其堵转电流有可能达到额定电流的5~8倍,在运行中出现5倍以上额定电流时,视为电动机堵转故障,也应实施相应的反时限保护。螈3)电机机的断相莆电动机的断相运行,可分为以下几种情况:肅a、供电电源缺相。在电动机起动前断相,会造成起动困难或无法起动,起动声音异常,无保护时电机因堵转极易烧毁;在运行中断相,轻载时尚能运转,但运行电流严重不平衡,可能出现过流运行。重载时易发生堵转、严重过载而损坏。莄b、电动机绕组断路故障。供电电源正常,因电动机绕组断路故障出现断相运行,运转无力,电动机振动大,故障现象同a;蒀c、电动机电缆断路故障。故障现象同供电电源缺相。荿电子式电动机保护器的出现,为完善地实施电动机的过载、短路和断相保护提供了可能,一定程度上取代了热继电器,提升了控制功能和保护效果。本章内容的重点是对各种电子式电动机保护器电路的原理分析和故障维修指导,对电子式