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淺析三相異步電動機控制的電氣保護

來源:江蘇安科瑞電器制造有限公司   2021年04月07日 15:14  

安科瑞 鮑靜君

  摘  要要求三相異步電動機的控制系統(tǒng)不僅要保證電機正常啟動和運行,完成制動操作,還要通過相關保護措施維護電動機的安全使用。基于此,本文以電動機電氣保護作為研究對象,結(jié)合三相異步電動機的機械特點,分別從短路保護、過載保護、過電流保護、失電壓與欠電壓保護等方面闡述電動機控制的電氣保護工作。

  關鍵詞:三相異步電動機;電氣保護;欠電壓保護

  0引言

  電氣控制系統(tǒng)不僅可以滿足正常機械生產(chǎn)和加工工藝的需要,還要保證電動機與相關設備可持續(xù)穩(wěn)定的運行,當系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障或異常工作的情況下,電氣保護環(huán)節(jié)可對電動機迸行實時保護。由此可見,電氣保護是電氣控制系統(tǒng)的重要組成部分,它可以保護三相異步電動機、電氣設備以及操作人員的人身安全。

  1關于三相異步電動機的機械特點

  與其他電動機相比,三相異步電動機是一種新型電動機,它的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與磁場之間產(chǎn)生相互作用,從而實現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩,使能完成轉(zhuǎn)換。三相異步電動機主要有籠式電動機和繞線式電動機兩種,不僅價格便宜且具有高運轉(zhuǎn)性能,目前已被廣泛應用于各行各業(yè)。三相異步電動機在工作時,其機械性能主要呈現(xiàn)為非線性曲線工作方式,并根據(jù)線段性穩(wěn)定運行。同時,三相異步電動機在運行時也會受到外界的影響,導致設備工作時出現(xiàn)不同程度的故障。面對這類問題,有必要對三相異步電動機轉(zhuǎn)矩和相關參數(shù)迸行計算,尋找設計參數(shù)和實際參數(shù)之間的差異性,并采取針對性解決措施,保障設備穩(wěn)定正常工作[1]。

  2三相異步電動機控制的電氣保護環(huán)節(jié)

  2.1短路保護工作

  當前三相異步電動機的電氣控制系統(tǒng)在運行時常見的就是短路故障。一旦短路問題出現(xiàn),電動機將無法迸行正常生產(chǎn)工作,導致設備生產(chǎn)效率下降。電動機發(fā)生短路故障的原因有很多,比如在使用時導線絕緣層磨損或線路運行時出現(xiàn)故障,三相異步電動機發(fā)生損壞。要求相關人員加強對三相異步電動機電氣控制系統(tǒng)的短路保護工作,出現(xiàn)短路故障時立即將電源電線切除,并為系統(tǒng)安裝斷路器、熔斷器,這些保護裝置可以維持電動機正常工作。要求工作人員對控制系統(tǒng)安裝保護裝置時,嚴格按照具體的流程安裝,確保每相都有熔斷器或斷路器。

  2.2過載保護工作

  如果三相異步電動機運行了較長一段時間,設備就有可能出現(xiàn)超載運行的現(xiàn)象。如果不及時發(fā)現(xiàn)并制止,電動機絕緣層將會逐漸老化,設備溫度過高,影響電動機的使用壽命。建議相關人員加強對電動機的過載保護,使三相異步電動機在工作時的電流數(shù)值處于正常范圍,降低電流對設備的影響。

  一般情況下,可以從兩方面迸行電動機電氣控制系統(tǒng)的過載保護:

  (1)三相異步電動機在工作時會發(fā)生熱量上升的情況,如果熱量達到一定值,電動機就會出現(xiàn)瞬間短路的情況。這時,有必要開展電動機過載保護工作,除了安裝熔斷器以外,還要保證系統(tǒng)電流數(shù)值處于安全范圍內(nèi)。

  (2)三相異步電動機的過載保護和過電流保護環(huán)節(jié)有著明顯的差異性,人們在迸行過載保護工作時應使用保護措施,確保熱繼電器相關發(fā)熱元件的額定電流不超過臨界值。

  2.3過電流保護工作

  雖然三相異步電動機是電動機的一種,但三相異步電動機有很多種類,所產(chǎn)生的電流值也會不一樣。如果三相異步電動機工作時所經(jīng)過的電流過大,設備將會發(fā)生負載情況,迸而引發(fā)短路問題,導致設備無法正常運行。為了加強對三相異步電動機電氣控制系統(tǒng)的過電流保護工作,以下建議可供參考:

  (1)完善三相異步電動機相關控制系統(tǒng)的電線和電流,制定設備故障預防制度,及時解決故障問題。

  (2)三相異步電動機在使用過程中應避免重復啟動,保證電流流經(jīng)數(shù)值正常。

  比如三相籠型異步電動機,短時過電流雖然不會對電動機產(chǎn)生嚴重的后果,很多人也不會設置過電流保護裝置,但過電流保護就是因為非正常啟動與過大負載而引起的故障問題,過電流比短路電流小,但更容易發(fā)生短路現(xiàn)象,特別是在頻繁啟動電動機的情況。短路保護、過電流保護、過載保護都屬于電流保護,但是故障電流與動作值不同,保護要求和應用的元件也不同,這幾種故障問題的解決方法是不能相互替代的。

  2.4失電壓與欠電壓保護工作

  三相異步電動機正常工作時,如果電源電壓突然消失,應查看電源電壓在恢復時電動機是否正常啟動,生產(chǎn)設備是否會出現(xiàn)損壞,如果不加以制止,將有可能出現(xiàn)人身事故。對于供電系統(tǒng)電網(wǎng),很多三相異步電動機或其他設備啟動時會出現(xiàn)過電流與瞬間網(wǎng)絡電壓下降的現(xiàn)象。為了避免電壓恢復時三相異步電動機自行啟動,或元件自動投入工作的保護措施就是失電壓保護。應避免三相異步電動機和其他設備一同工作,規(guī)范接觸器和按鈕等環(huán)節(jié)操作,保證經(jīng)過三相異步電動機的電流和電壓都能符合要求。與失電壓相對應的是欠電壓,可以在三相異步電動機上安裝欠電壓繼電器,做好電源電壓的調(diào)控操作。如果電源電壓過高,繼電器可以降低其數(shù)值,保障電源電壓處于安全范圍內(nèi)。

  3 安科瑞ARD系列智能電動機保護器介紹與綜合選型

  3.1產(chǎn)品簡介

  ARD該系列低壓電動機保護器,具有過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)等保護功能。可與接觸器、電動機起動器等電器元件構(gòu)成電動機控制保護單元,具有遠程自動控制、現(xiàn)場直接控制、面板指示、信號報警、現(xiàn)場總線通信等功能。應用范圍:可廣泛應用于煤礦、石化、冶煉、電力、建筑等行業(yè)的配電領域。

  3.2產(chǎn)品選型

  產(chǎn)品功能

說明:“√”表示具備“■”表示可選

  4結(jié)語

  總而言之,為了保障三相異步電動機的正常運行,維護電氣控制系統(tǒng)的可操作性,有必要加強對三相異步電動機控制的電氣保護,對不同故障情況加以區(qū)分,采取具有針對性的解決措施。通過采取過載保護、過電流保護等方式保障三相異步電動機運行安全。

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