皖南電機百科知識三：

電動機保護裝置已滲透到所有發(fā)電、供電、用電系統(tǒng)等領(lǐng)域 ，是發(fā)電、供電、用電系統(tǒng)的重要組成部分，關(guān)系到工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國防建設(shè)以及人民生活等各個方面。電動機損壞主要是繞組過熱或絕緣性能降低引起的，所以對電動機保護最有效的辦法就是直接監(jiān)測繞組或軸承的實際工作溫度，對其實施保護控制。而監(jiān)測實際工作溫度就得在電機內(nèi)部安裝相應(yīng)測溫元件，測溫元件大體上分為兩大類，定值控制保護和非定值控制保護。

2 定值控制保護

定值控制保護是當(dāng)電動機內(nèi)部監(jiān)測點溫度超過規(guī)定值時，測溫元件動作，電動機立即斷電。定值傳感元件通常有兩種，雙金屬片開關(guān)（即熱敏開關(guān)）傳感和PTC熱敏電阻傳感。

2.1熱敏開關(guān)

熱敏開關(guān)是開關(guān)型雙金屬片熱敏元件，一般K1、K2、K3熱敏開關(guān)分別預(yù)埋在電動機A、B、C三相線圈中，當(dāng)電動機三相線圈中任一相溫度達到控溫點溫度時，所在這一相的開關(guān)就斷開，電磁開關(guān)K失電，同時電動機就斷電，從而防止電動機燒毀。當(dāng)然也可以將熱敏開關(guān)放在電動機軸承蓋上，和電動機線圈的熱敏開關(guān)串聯(lián)，當(dāng)某一軸承溫度上升到規(guī)定值（如90℃）時，該點熱敏開關(guān)斷開， K失電，電動機斷電。

熱敏開關(guān)的額定開關(guān)溫度在60℃-200℃范圍內(nèi)（每5℃成系列），額定電壓為AC 220V 50Hz，額定電流有3A、17A等規(guī)格。選型時應(yīng)結(jié)合預(yù)期的控溫點溫度確定型號，如YX3-280M-4選用MK1-145-DK-1000 40 40 1000(敏感元件、開關(guān)1型、F級絕緣Tk選145℃、三支結(jié)構(gòu))，對于單相電機，可選用單支結(jié)構(gòu)熱敏開關(guān)直接切斷電機電源予以保護電機。熱敏開關(guān)控制保護原理見圖1所示。

（圖1）熱敏開關(guān)控制保護原理圖

2.2 PTC熱敏電阻

PTC熱敏電阻體積小、熱容量小、反應(yīng)速度快，適用于電動機的欠電壓、過電壓、過載及缺相等故障的保護，但使用時必須配有專用的電動機保護器（如GRB電機保護器）。一般R1、R2、R3熱敏電阻分別預(yù)埋在電動機A、B、C三相線圈中，當(dāng)電動機三相線圈中任一相溫度達到控溫點溫度時，所在這一相的熱敏電阻值迅速上升到3000Ω以上（常溫阻值為小于100Ω），GRB保護器內(nèi)無弧繼電器觸點動作，帶動主控制回路切斷電源，PTC熱敏電阻也可以用來保護軸承。熱敏電阻的溫度在80℃-180℃范圍內(nèi)（每5℃成系列），最大工作電壓為DC 30V，電機保護器工作電壓為AC 220V 50Hz。不同絕緣等級的電機應(yīng)選用不同Tk的熱敏電阻，如YX3-280M-4電機選用MZ6-150-DK-1000 40 40 1000(敏感元件、開關(guān)溫控型、F級絕緣Tk選150℃、三支結(jié)構(gòu))。PTC熱敏電阻控制保護原理見圖2所示。

（圖2）熱敏電阻控制保護原理圖，以DJB-1型電機保護器為例

3 非定值控制保護

非定值控制保護是實時顯示電動機內(nèi)部監(jiān)測點的實際工作溫度，再根據(jù)電動機的運行情況加以控制。非定值傳感元件通常有兩種，是熱電阻傳感和熱電偶傳感。

3.1熱電阻傳感器

熱電阻非定值控制保護是利用熱電阻的線性變化原理，即溫度每升高1℃，其阻值也等量升高（如PT100為0.385Ω/℃），將此信號送入KLB儀表，其儀表根據(jù)阻值變化量轉(zhuǎn)換成溫度顯示。這樣KLB每時每刻監(jiān)視電動機的某點溫度變化（通常為前后軸承各一支，線圈A、B、C三相各一支）。當(dāng)某一點熱電阻傳感元件溫度超過設(shè)定值時報警或電動機斷電，從而防止電動機燒毀。電機中一般使用三芯線PT100，兩根同色的為同一線，可接同一點，其中任一根都可為補償線。如常用的WZP-3×16-T(WZP表示PT100，3×16表示傳感體直徑×長度，T表示陶瓷封裝)，WZPM為軸承鉑熱電阻，使用時將電機軸承室打一通孔并攻相應(yīng)絲扣，再將鉑熱電阻安裝牢固，使得傳感器端面接觸到軸承外環(huán)上。PT100鉑熱電阻控制保護原理見圖3所示。

（圖3）鉑熱電阻非定值控制保護原理圖，以KBL智能儀表為例

3.2熱電偶傳感器

熱電偶非定值控制保護是利用熱電偶在不同溫度下產(chǎn)生不同的電動勢原理，將此信號送入KLB儀表，該儀表根據(jù)電動勢的大小轉(zhuǎn)換成溫度值顯示。這樣KLB時刻監(jiān)視電動機的某點溫度變化（通常為前后軸承各一支，線圈A、B、C三相各一支）。當(dāng)某一點熱電偶傳感元件超過設(shè)定值時報警或電動機斷電，從而防止電動機燒毀。

4 測溫元件性能對比

4.1 定值保護與非定值保護

以上兩種控制保護在安裝及成本上有很大差別，但在保護性能上差別不是很大，具體對比見下表：

銅熱電阻WZCD成本也很低，但它的使用溫度只在-40℃～150℃范圍內(nèi)，所以電動機的絕緣等級在F級以上的很少使用。

5 保護裝置選型的基本原則
目前，市場上電動機保護產(chǎn)品未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，制造廠商為滿足用戶不同的需求派生出很多的系列產(chǎn)品，種類繁多給廣大用戶選型帶來諸多不便，用戶在選型時應(yīng)充分考慮電動機保護的實際需求，合理選用電機保護裝置，既能充分發(fā)揮電動機的過載能力，又有良好的保護效果，從而提高電力拖動系統(tǒng)的可靠性和生產(chǎn)的連續(xù)性。具體的功能選擇應(yīng)綜合考慮電機本身的價值、負載類型、使用環(huán)境、電機主體設(shè)備的重要程度、電機退出運行是否對生產(chǎn)系統(tǒng)造成嚴重影響等因素，理想的保護裝置不是功能最多，也不是所謂最先進的，而是應(yīng)該滿足現(xiàn)場實際需求，做到經(jīng)濟性和可靠性的統(tǒng)一，在能滿足保護要求的情況下首先考慮最簡單的保護裝置，只有當(dāng)簡單的保護裝置不能滿足要求或?qū)ΡＷo特性提出更高要求時，才考慮使用復(fù)雜的保護裝置.

1/5