電子式電動(dòng)機保護器之解析

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

電子式電動(dòng)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，但損壞電機現象也普遍存在。據調查發(fā)現，異步電機的故障中90％以上是定子繞組因過(guò)熱損壞，而其中近60％是因斷相故障引起，這既說(shuō)明了熱繼電器作為斷相保護相當不可靠，又說(shuō)明了斷相保護的必要性。且熱繼電器因電動(dòng)機起動(dòng)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(dòng)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(shí)間常數小，對于大慣量重載起動(dòng)的電機非常不適應，常采用起動(dòng)時(shí)短接熱繼電器的方法，這樣不但使控制系統結構復雜、成本增加，同時(shí)也存在了保護的死區。有的為了避免起動(dòng)時(shí)誤動(dòng)作，調大整定電流，使保護形同虛設，而大多數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(shí)允許起動(dòng)時(shí)間長(cháng)；熱態(tài)時(shí)過(guò)載動(dòng)作迅速的特點(diǎn)。這正好與工礦企業(yè)的電動(dòng)機實(shí)際保護要求相匹配，更能可靠的保護電機過(guò)載。熱繼電器的檢測元件是雙金屬片，由于起動(dòng)電流及過(guò)載等過(guò)流沖擊，很容易使雙金屬片產(chǎn)生疲勞效應，造成刻度值偏移，動(dòng)作不穩定，且這在生產(chǎn)現場(chǎng)卻較難發(fā)現，最后造成過(guò)載不動(dòng)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(wèn)題，其動(dòng)作穩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(jìn)的電子式電動(dòng)機保護器（電機保護器），檢測元件一般采用電流互感器，且出現了穿芯式結構。自穿芯式電動(dòng)機保護器（電機保護器）問(wèn)世，由于同熱繼電器相比具有眾多優(yōu)點(diǎn)，引起了電工界的濃厚興趣。穿芯式結構不但具有使用方便，與主回路完全隔離，既不會(huì )影響主回路，又提高了自身的可靠性。同時(shí)，又徹底解決了接線(xiàn)端子發(fā)熱的問(wèn)題，且互換性好。但目前國內外一般只有大規格電動(dòng)機保護器（電機保護器）采用穿芯式，而小規格只能采用接線(xiàn)式。電子式電動(dòng)機保護器（電機保護器）解決了熱繼電器功能單一的問(wèn)題，新產(chǎn)生了需工作電源的弊端。雖然電子線(xiàn)路放大、驅動(dòng)需工作電源的要求在情理之中，但是對電動(dòng)機保護器（電機保護器）的應用帶來(lái)了一系列的問(wèn)題，如用戶(hù)使用前必須認準電源接線(xiàn)端子，了解電源電壓等級等諸多不便。另外，由于電動(dòng)機保護器（電機保護器）需要連續工作，這樣因電網(wǎng)電壓的波動(dòng)、干擾、自身的發(fā)熱等因素，使其的故障率也很高。據我廠(chǎng)曾對使用過(guò)的電子式電動(dòng)機保護器（電機保護器）的不完全統計，電動(dòng)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(dòng)機保護器（電機保護器）的熱情。

另外，電子式電動(dòng)機保護器（電機保護器）由于執行元件采用電磁式繼電器，存在了兩個(gè)難以克服的矛盾。一、采用繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)實(shí)行保護方案，其特點(diǎn)主回路不工作時(shí)觸點(diǎn)常開(kāi)，所以其觸點(diǎn)必須串接于接觸器的自?；芈?，這樣既使用戶(hù)感到安裝不便，又無(wú)法用于自動(dòng)控制的電路；二、用繼電器的常閉觸點(diǎn)動(dòng)作實(shí)行保護方案，雖然其控制觸點(diǎn)可象熱繼電器一樣直接串接于控制回路，但由于其自動(dòng)復位，同樣也無(wú)法適用于自動(dòng)控制系統。

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(shí)需改變控制線(xiàn)路，另一方面不能使用于因無(wú)人看守，長(cháng)期工作，故障率相對較高的需自動(dòng)控制的設備如水泵、壓縮機等。經(jīng)濟性由于熱繼電器結構簡(jiǎn)單，生產(chǎn)批量大，成本極為低廉；而電子式電動(dòng)機保護器（電機保護器）其內部一般由信號檢測，放大、處理、執行、電源等部分構成，其生產(chǎn)成本遠比熱繼電器高，這給用戶(hù)初次投資帶來(lái)一定的壓力，也給全面推廣電子式電動(dòng)機保護器（電機保護器）帶來(lái)了一定的困難。作為生產(chǎn)廠(chǎng)家，在提高產(chǎn)品性能的同時(shí)，降低生產(chǎn)成本是需不斷努力的目標。新穎電動(dòng)機保護器（電機保護器）。

從上述可知，電子式電動(dòng)機保護器（電機保護器）的特點(diǎn)是功能可靠，但普遍存在著(zhù)結構復雜，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(chǎng)生產(chǎn)的經(jīng)過(guò)我廠(chǎng)兩年多使用的UL-E2系列電動(dòng)機保護器（電機保護器）。該產(chǎn)品保留了電子式電動(dòng)機保護器（電機保護器）的所有優(yōu)點(diǎn)，而完全克服了該類(lèi)電動(dòng)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(dòng)機保護器（電機保護器）作一下比較。

功能：該電動(dòng)機保護器（電機保護器）具有斷相、過(guò)電流保護功能。該電動(dòng)機保護器（電機保護器）在我廠(chǎng)使用二年多來(lái)，已使用UL-E2系列電動(dòng)機保護器（電機保護器）的設備，基本上沒(méi)發(fā)現電動(dòng)機損壞現象，尤其是該電動(dòng)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(dòng)平衡較差，常因振動(dòng)引起固定腳松動(dòng)，進(jìn)一步引起電源線(xiàn)拉斷或接線(xiàn)端松脫，但從未造成電機損壞。該電動(dòng)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(dòng)作靈敏、性能穩定外，還具有如下特點(diǎn)；電動(dòng)機保護器（電機保護器）斷相信號及過(guò)電流保護信號獨立，這樣，既使過(guò)電流的設定值不當，也不管電動(dòng)機在起動(dòng)前斷相還是運行中斷相，電動(dòng)機保護器（電機保護器）均能可靠動(dòng)作。UL-E2系列電動(dòng)機保護器（電機保護器）的電流整定用刻度盤(pán)表示，非常醒目方便，使用時(shí)只需把刻度調節到與電動(dòng)機額定電流相對應的值?？朔四壳皣鴥韧?lèi)產(chǎn)品需滿(mǎn)載調試的困難。這樣使用電動(dòng)機保護器（電機保護器）后，既能使電動(dòng)機充分發(fā)揮過(guò)載能力，又能使電動(dòng)機得到可靠的保護。

使用方便程度：UL-E2系列電動(dòng)機保護器（電機保護器）的使用甚為方便，整個(gè)系列均采用串芯式（只須穿1匝），無(wú)需外電源的結構，而這方面日本OMRON公司的同類(lèi)產(chǎn)品小規格保護器需穿8匝。巨龍電氣廠(chǎng)這方面的突破，關(guān)鍵是他們的執行機構采用了專(zhuān)利技術(shù)的微功耗固態(tài)繼電器，驅動(dòng)功耗為1uW，而電磁式繼電器，驅動(dòng)功率為200mW,相比之下，靈敏度高了好幾個(gè)數量級，徹底解決了電子式保護器無(wú)源化、串芯式的問(wèn)題。且該電動(dòng)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(dòng)識別手動(dòng)控制回路和自動(dòng)控制回路。使用時(shí)無(wú)需象熱繼電器那樣調節復位方式。保護器動(dòng)作后，對于手動(dòng)控制回路，能自動(dòng)復位，而對于自動(dòng)控制回路，又能己憶自鎖，避免電動(dòng)機在故障狀態(tài)，重復起動(dòng)，加劇電動(dòng)機的損壞。該電動(dòng)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(dòng)機保護器（電機保護器）的整體線(xiàn)路采用模塊式全密封結構，內部又采用固態(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(chǎng)使用該電動(dòng)機保護器（電機保護器）兩年多來(lái)，至今末發(fā)現電動(dòng)機保護器（電機保護器）損壞現象。遺憾的是，該電動(dòng)機保護器（電機保護器）無(wú)故障指示功能，不能直觀(guān)的判斷故障原因。最后，該電動(dòng)機保護器（電機保護器）的價(jià)格只有國內同類(lèi)產(chǎn)品的1／2左右。