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谈谈电机保护器在线路中使用及其发展
点击次数:391 发布时间:2018/7/14 15:11:01

  摘要:在工业领域电动机作为拖动系统的组成部分在该领域占有举足轻重的作用,它的使用几乎出现在各行各业,在工、农业和国防建设及人民生活中起着重要的保证,因此电机的正常运行是十分重要的。而造成电机绕组烧毁从而引发安全事故也屡见不鲜,据不完全统计全国每年电机烧毁所耗电量就达千万度,烧毁数量达20万台次以上,容量约0.4亿千瓦,故其所损耗的维修用电磁线达5千万公斤,修理费用达20亿,所因此连锁造成停产损失是一个无法估算损失。因此做好电机的保护具有节能、提高经济效益及保证安全生产的重要意义。
  我国前期的电动机保护器从60年代全面仿苏到自行设计,更新换代、智能化的发展阶段。值得欣慰是由于近年来微处理器技术发展,给电机保护器向智能化、多功能化方向发展提供一个平台,使得电动机保护进入一个质的飞跃阶段。
  1、热继电器、熔断器、电磁电流继电器
  我国从引进苏联老大哥的JR系列热继电器,一直沿用到90年代国家部委联合发文强制淘汰。它在我国电子产业不发达时期却是电机过载保护的好产品。但它有存在致命的缺陷,包含整定值误差大,受环境限制,功能单一等等,无法满足越来越高要求,因此也是无法避免淘汰它。在熔断器方面人们把它作为过载保护,其实也是一种不科学的做法,由于其规格的限制无法按电机额定电流进行准确设定,而且当熔断器规格选用太小侧容易造成断路,致电机单相运行,熔断器规格太大又起不到过载保护效果和意义。电磁电流继电器具有过载、堵转保护、缺相保护,其过载保护具有反时限性,但其结构复杂,机械制造精度高,造价高体积大,因此目前都淘汰。
  2、模拟电子式电机保护器
  在80年代,半导体模拟元件兴起和普及,涌现出一批性能可靠,功能多样化齐全的保护器,为电机可靠运行提供较可靠的保障,随改革开放更具有自己的品牌特色的韩国三和产品为代表,在我国市场带有一定影响力,他们品种繁多,规格型号齐全;它包含:缺相、过载、欠流、相失衡、相序、接地、过压、电流显示、声光报警、变送输出等等,但是它又存在一些无法克服的缺陷;包含(1)整定值精度不高,其保护器均
  用电位器进行额定电流调整定值,而电位器滑动摩擦系数阻值的线性关系较困难,在大量生产中更是难以做到,另外,在实际操作中整定误差也在所难免,特别对那些没有设定值显示的产品。(2)
  样精度不高,模拟线路对电流互感器的非线性问题束手无策,即便可以校正也会使线路变得非常复习,甚至无法使用,故大部分厂家只好把非线性问题依赖提高电流互感器的线性,而实际上要由矽钢片做成的电流互感器在很宽的范围内保持线性是非常困难,行内人士知道用于电机保护器的电流互感器需考虑的最大范围至少为被保护电机的额定电流的7倍,因为电机在堵转情况下会达5-7倍的额定电流;另外样线路本身也存在非线性问题。基于这些技术难题,要实现高精度的样自然是空话。(3)无法实现具备多功能于一体保护,随时代发展,人们对电机的保护要求越来越高,希望电动机保护器的功能多样化,性能可靠,性能可靠,界面清晰直观,体积小,这些都是在纯模拟线路上无法实现。监于以上因素,纯模拟线路的电机保护器正逐步被更先进的技术产品所取代。
  3、数字电子式电机保护器
  这种类型保护器主要
  用单片机为控制器,可实现电机的智能化综合保护,有些还具备远程通信功能,可在PC机上实现多台联网的电动机实行在线综合监控,在样和整定精度有质的飞跃,可对样信号进行软件非线性较正,并实现真有效值计算,从而极大地降低了被测信号波形畸变的影响,真正实现了高精度采样,在整定方面采用数字设定,通过键盘由用户自行现场设定,不存在误差,还可为过载保护设置多条更科学的反时限曲线。因为采用了单片机就使得在相同硬件下集多种功能与一体的综合保护器的出现成为可能,例如,上海万谱最近研制成功的SWJ2系列电动机保护器就具有远程通讯、声光报警、过载、堵转、短路、漏电、欠流、故障记忆等多种功能,它采用交流采样技术、多点线性校正技术、量程自动切换技术,使其在1A-100A或10A=1000A的测量范围内都能保持高的采样精度,在国内外同类产品处于领先地位。随着微电子技术的发展,电机保护器正朝着智能化,综合化,高精度,高可靠方向发展。
  目前的电机保护器普遍是根据电流的大小来决定是否需要保护,这显然没有考虑到环境因素对电机的影响。电机是否需要保护其根本的判断依据应该是电机绕组温度是否超过其绝缘等级温度,在相同电流的情况下,对于环境温度高的电机其烧�У目赡苄韵匀灰�大于环境低的电机,这就说明单纯通过电流的大小来判断电机是否需要保护并不是十分科学的,不能达到对电机在各种环境下的完全保护。基于这些原因,对电机绕组的温升特性实行数学建模,仿真出电机绕组的温度,从而决定电机是否需要保护将是一个必要的研究课题,值得庆幸的是已有这样的产品研制成功。该产品是把绕组为研究对象,通过样电流信号,电机壳体温度以及在线测量电机热力学参数再通过数学模型仿真计算出绕组线圈温度,在精度达+3度。
  另外还有一类采用直接测量电机绕组温度型电动机保护(电机保护器),该系列电动机保护器(电机保护器)是通过在绕组中埋入温度传感器而实现温度测量的,它具有温度测量准确,对频繁启动、通风不良、环温过高等情况下的洗衣机电机都能可靠保护等优点。但这类电动机保护器(电机保护器)的使用前提是必须在电动机制造过程中将传感器装入电动机内部,因而对于现使用中发现传感器损坏,一般就弃之不用,因些,嵌入传感器式温度保护器在推广应用中存在很大困难。
  4、结语
  从各种型号产品一样,电动机保护器(电机保护器)经历了由低级到高级、由简单到复杂逐渐科学完善的发展过程,在这个过程中一批又批技术人员倾注了大量的热情与心血。虽然电动机保护器(电机保护器)已发展到了今天微电子时代,但我想,电动机保护器(电机保护器)的课题将永远无停止,仍然需要我们百倍努力,仍有大量的工作等着我们去做,例如:电动机保护器(电机保护器)仍没有国家标准,导致市场上产品良莠不齐,这就说明电动机保护器(电机保护器)成长之路还很漫长,我们期待着电动机保护运行能得到良好的发展。

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